为了更好地保护图像的局部结构和提高图像插值算法的鲁棒性，结合基于几何对偶性的普通最小二乘和基于非局部均方的加权最小二乘来统计稳态区域形态，并基于该模型提出了一种改进的图像插值算法。算法首先采用非局部均方估计加权最小二乘模型系数，同时用核岭回归作为正则化项进行系数修正，考虑到核岭回归的有偏性，将基于边缘的普通最小二乘模型作为正则化项引进图像插值算法中，并对正则化参数进行自适应调整。与采用单一回归分析的插值算法相比较，该算法不但有效抑制了插值图像的边缘模糊和锯齿现象，而且插值结果具有较高的峰值信噪比和结构相似度。