本发明提供了一种基于采样重构和特征增强的压缩图像质量提升方法。主要包括如下步骤：设计提升压缩图像质量的深度模型，包含基于重叠像素重排的采样、基于特征增强的残差预测及基于重叠像素重排的重构等模块；构建训练压缩图像质量提升深度模型的训练图像集，包含存在对应关系的压缩图像集及高质量图像集；基于训练图像集，训练压缩图像质量提升深度模型；利用训练好的压缩图像质量提升深度模型对输入的测试图像进行处理；对质量提升结果进行评价或进一步对其进行分析和理解。本发明所述方法能显著提升压缩图像的质量且具有较低的复杂度，同时能够改善图像分析理解的性能。本发明在图像及视频存储、传输、分析等方向具有重要的应用价值。