本发明提供了一种基于相似图像引导的深度自学习图像超分辨率方法。主要包括如下步骤：针对输入的低分辨率图像，搜索匹配相似的高质量引导图像；分别构建用于图像重建、降质、鉴别的深度卷积神经网络；联合优化图像重建网络、图像降质网络、图像鉴别网络；基于重建网络对输入低分辨率图像进行重建，输出高分辨率重建图像。本发明所述方法能够有效地提升图像的分辨率、清晰度等，综合改善图像质量。本发明在图像/视频采集、存储、传输、显示、理解等方向具有重要的应用价值。