本发明属于图像处理技术领域，特别涉及一种基于多尺度深度空洞残差网络的图像压缩感知重建方法及系统，针对图像数据，使用卷积采样网络模拟传统压缩感知测量过程对图像进行测量后得到测量值，测量值经过亚像素卷积网络完成测量向量到原始信号的初步重建；并在多尺度深度空洞残差网络中使用不同的空洞卷积来卷积学习不同的尺度特征，通过融合多尺度信息，增加网络的感受野以捕捉更多的上下文信息，从而提升成像效果；并通过使用卷积层代替传统随机矩阵的方法进行采样，提升测量值与图像的相关性。本发明能够在具有高重建图像质量的同时，可以解决现有基于块采样存在的图像块效应问题，便于实际重建图像场景中的应用。