本发明公开了一种基于深度卷积神经网络的单幅图像超分辨率重建方法，包括以下步骤：1：预处理；把输入图像从RGB颜色空间转换到YCbCr颜色空间，并且只取其中的Y通道；2：将步骤1的预处理后的图像进行下采样，然后分两个通道进行插值，形成通道1和通道2训练数据；3：从步骤1的预处理后的图像密集提取小块，结果作为标签；4：将通道1和通道2的训练数据合并作为深度卷积神经网络模型输入，将标签作为深度卷积神经网络模型的输出，利用梯度下降法和反向传导算法不断优化网络模型；5：输入低分辨率图像，经过双通道插值后利用训练好的深度卷积神经网络输出高分辨率图像。具有轻量的结构和很好的恢复质量等优点。