本申请提供了一种脑组织微观结构估计参数的确定方法、装置及电子设备，对获取到的弥散磁共振图像进行预处理，提取得到弥散磁共振图像的输入图像块；将输入图像块分别输入至多个基础估计模型的迭代网络中，在每个基础估计模型的迭代网络中进行多次稀疏重建计算，并将每次稀疏重建计算的稀疏表示结果输入至该基础估计模型中与该次稀疏重建计算对应的估计层中，得到输入图像块对应体素的估计向量；利用多层感知机融合各个基础估计模型中每个估计层输出的估计向量，确定待估计脑组织结构的各个属性参数的估计值。这样，通过基础估计模型中的迭代网络、估计层以及多层感知机可以估计出待估计脑组织结构各个属性参数的估计值，可以减小估计误差。