本发明属于图像处理领域，具体是涉及一种基于卷积神经网络的图像超分辨率重建方法。本发明方法根据分组卷积将特征图像分组、跳跃连接可以改变特征图像的卷积顺序的原理，利用分组卷积与跳跃连接结合的方式对卷积神经网络进行改进，分组卷积的方式将不同组特征图像在不同的层数进行卷积，使得卷积神经网络具有更加丰富的非线性映射特性；跳跃连接的方式有效的减少了卷积中所使用的参数数目，将不同组的特征图像利用跳跃连接的方式进行结合，得到更深的卷积层，能够对图像的高级特征进行提取而不加大计算量。本发明方法能够在相较于传统网络的参数数目没有较大提升的基础上提升重建图像质量。