图像插值可以改变图像分辨率，实现图像的缩放显示，是高清数字电视平板显示中的关键技术，具有非常重要的理论和应用价值。ENO(Essentially Non-Oscillatory，基本无振荡)插值方法采用自适应模板选择技术来构造分段光滑的高阶多项式，具有一致高阶精度和基本无振荡的特性。将ENO方法应用于图像插值领域，可以有效地处理光滑数据区和奇异点邻近区间的插值问题。但是，在包含奇异点的图像边缘区间内，ENO插值的结果是平滑的，没有捕获到奇异点。 本文首先针对ENO插值方法没处理好的图像边缘区间的插值问题，提出了两种改进方法。第一种方法根据奇异点的位置将边缘区间分成两部分，分别使用左右相邻区间的插值多项式来进行外插。第二种方法利用边缘区间的端点像素的加权组合来进行内插，端点的权值是根据局部梯度信息来确定的。实验结果表明，改进后的方法能够保持图像细节，改善边缘模糊现象。然后，由于目前常用的一维ENO的张量积方法会产生比较明显的边缘锯齿效应，因此本文提出了基于ENO思想的自适应的纯二维图像插值方法，求出每个模板对应的拟合曲面在待插值点处的梯度幅度，选择梯度幅度最小值对应的模板，即最光滑的模板，来计算待插值点处的灰度值。实验结果表明，该纯二维插值方法能够减轻锯齿效应，改善图像质量。另外，为了满足实际应用的需求，本文提出的各种方法可以实现任意倍数的图像插值。