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本发明公开了图像修复技术领域的一种基于四方向交叠组合稀疏全变分的图像复原方法及系统。图像复原方法包括:获取待修复图像;使用构建的四方向交叠组合稀疏全变分模型对待修复图像进行修复,输出修复好的图像。通过使用构建的四方向交叠组合稀疏全变分模型对待修复图像进行修复,充分挖掘图像上四个方向的梯度信息,加以交叠组合,能在去除噪声的同时保留图像特征且抑制阶梯效应。