针对飞行时间相机获取深度图像分辨率低, 并受成像噪声干扰的问题, 提出一种插值深度图和高分辨率彩色图像联合约束的二阶广义全变分(TGV)深度图超分辨率重建方法。首先利用传统插值和多尺度形态学方法进行预处理, 获取插值深度图的梯度信息, 然后将插值深度图和同场景高分辨率彩色图像两者的梯度信息联合, 对二阶TGV模型中的正则化项加以优化: 计算各项异性扩散张量时结合插值深度图的梯度信息; 引入由插值深度图梯度信息决定的加权因子, 控制重建过程中扩散强度。最后通过原始对偶算法完成深度图的超分辨率重建。实验结果表明, 本文方法在抑制噪声的基础上, 有效保护了深度边缘, 可以获得较好的高分辨率深度图像。