本发明公开了一种图像超分辨率重构的方法，步骤包括：将高分辨率图像进行处理得到低分辨率图像的插值图像，接着训练得到高低分辨率字典对；输入低分辨率图像，进行插值处理，得到低分辨率图像的插值图像；将低分辨率的插值图像分解为低分辨率的结构部分、纹理部分，舍弃低分辨率的纹理部分；将低分辨率的插值图像进行提取特征，得到低分辨率图像特征；根据高低分辨率字典对，对低分辨率图像特征进行稀疏重建，得到高分辨率图像纹理部分；将高分辨率图像纹理部分与低分辨率的结构部分合并，得到重构后的高分辨率图像。本发明能够针对性分类训练对应的样本，然后根据分类训练对应的字典对用于后续的超分辨率重构，更能准确地提高重构图像分辨率。