本发明公开了一种头部姿态估计方法，该方法调用卷积神经网络对当前图像帧进行头部姿态预测，同时调用循环神经网络根据历史预测姿态信息进行姿态时序变化规律预测，通过历史头部姿态角序列的变化规律得到当前头部姿态角的时间特征，从而得到相对可靠的头部姿态预测结果，最后根据第一姿态角预测结果和第二姿态角预测结果生成姿态角预测结果。因此该方法可以在卷积神经网络的头部姿态预测出现偏差时，通过分析头部姿态的连续变化规律生成相对精确的头部姿态预测值，通过循环神经网络可以对卷积神经网络的预测值进行修正，提升整体估计过程的鲁棒性以及可靠性。本发明还公开了一种头部姿态估计装置、设备及可读存储介质，具有相应的技术效果。