本发明公开了一种基于卷积核预测的图像超分辨方法。本发明包括以下步骤：1选取多幅原始图像，对每幅原始图像进行处理获得对应的短焦图像和长焦图像，将所有原始图像与对应的短焦图像和长焦图像作为训练集；2建立卷积核预测神经网络；3将训练集输入卷积核预测神经网络进行训练，获得训练后的卷积核预测神经网络；4同一时刻下，利用双焦相机的长焦镜头和短焦镜头在同光轴下分别进行拍摄获得待修复的长焦图像和短焦图像，将待修复的长焦图像和短焦图像输入到训练后的卷积核预测神经网络，获得修复后的超分辨图像。本发明基于数字图像超分辨的要求，通过长短焦映射和卷积核预测实现了高倍率的数字图像超分辨。