本发明公开了一种稀疏孔径系统成像复原方法，包括如下步骤：建立稀疏孔径系统成像与对应光学传递函数的数据库；构建深度神经网络，包括确定网络结构、激活函数、损失函数；采用训练集训练卷积神经网络；基于光学传递函数实现稀疏孔径成像复原。本发明运用深度卷积神经网络获得未知光学传递函数，原理简单，实施方便；本发明运用深度卷积神经网络，通过计算机程序恢复稀疏孔径光学系统清晰成像，不需昂贵光学设备，成本低；本发明采用2个卷积神经网络分别计算调制传递函数和相位传递函数，可并行计算，运算速度快。