本发明公开了一种高分辨大景深成像方法。该方法包括如下步骤：(1)针对目标工作场景，仿真参数空间下的成像系统的点扩散函数，以确定成像系统的参数；(2)设计并制备光学波前调制器件，搭建成像系统；(3)标定成像系统的点扩散函数，利用标定数据进一步生成训练数据集；(4)构建并训练解耦重建算法，对实际拍摄得到的图像进行重建。本发明基于光谱偏振复用的思路，通过前端设计的波前调制器件，将大景深范围内空间信息耦合编码至光谱偏振通道，光学系统将近景到远景的信息通过一次拍摄全部采集后，由解耦重建算法恢复出清晰图像数据，最终实现了超大景深成像。