大規模スパインカルシウムイメージング法（Functional multispine calcium imaging）では、ニポウ版型共焦点顕微鏡を用いることで、単一ニューロンへのシナプス入力を数百に及ぶスパインから高速に捉えることができる。その一方で、ショットノイズによるSN比の低下が課題であった。本研究では、畳み込みニューラルネットワークベースの超解像技術とスパースコーディングベースの超解像技術を融合したマルチステップ超解像を顕微鏡画像に適用することで、画像の解像度を向上させ、被写体の高精細化を図った。さらに、本手法の事前処理としてデノイズ技術を組み込んだ手法を提案することで、光検出器で生じるショットノイズの問題を克服し、再構成精度（PSNR、SSIM）を向上させた。