本发明公开了一种基于卷积神经网络的单帧高动态成像方法，包括：构建增强模块；根据所述增强模块构建带增强模块的初始卷积神经网络；对所述初始卷积神经网络进行训练，得到训练后卷积神经网络；通过所述训练后卷积神经网络对原始单帧低动态图像进行处理，生成高动态图像。该方法可以由单帧低动态图像直接生成高动态图像，解决了多曝光融合中运动视频不能同时获取多帧曝光图像的难题，且不需要进行调参，使用方便。