本发明公开了一种基于边缘保持的POCS图像超分辨重建方法，包含图像边缘提取、判断像素点是否为边缘像素、根据判断结果改进PSF、根据相应PSF进行迭代修正等四个基本步骤，具体为：对任意一帧低分辨率图像进行双线性插值操作，得到目标高分辨率图像的初始参考帧；对该初始帧进行边缘提取，得到其边缘图像；对检测到的边缘像素，根据夹角大小的不同而采用不同的PSF；选取相应的PSF，模拟低分辨率图像的生成过程，由高分辨初始帧计算出低分辨率图像的像素值，计算该像素值与相应原有序列低分辨率图像像素值之间的残差，根据残差对高分辨初始帧做出修正。本发明使得重建的高分辨率图像清晰度相较于原有低分辨率图像有了明显的提升，且图像边缘保持效果良好。