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本发明公开了一种图像超分辨率重建方法、系统及设备，所述方法包括：通过第一参考图像获取第一图像和输入图像；利用卷积结构下采样提取输入图像浅层特征，得到第二参考图像；通过组合操作处理第二参考图像，得到融合特征图像；将融合特征图像进行迭代上下采样操作，得到第一图像的超分辨率图像；将第一图像超分辨率图像利用对偶卷积结构进行降采样，获得超分辨率降采样图像；通过训练得到图像超分辨率重建模型，使用模型对低分辨率图像进行重建，得到重建完成的超分辨率图像；采用上述方案，可以使超分辨率图像具有丰富纹理，提高了图像超分辨率的性能，实现了充分利用浅层深层图像特征完成图像超分辨率重建。