本发明公开基于经验关系偏差纠正的鲁棒人脸超分辨处理方法及其系统，构建包含高分辨率人脸图像库及其对应多种降质的低分辨率人脸图像库的训练库；基于原始训练库模型和输入图像构建用于补充信息的低分辨率图像；在原始训练库中分别通过高分辨率和低分辨率两种渠道建立关联度经验值和个体值两种模型；通过关联度以输入图像的近邻为桥梁，计算个体偏移量，基于个体偏差计算求得低分辨率增广库的表达系数；根据表达系数和对应高分辨率增广库的块求得重建高分辨率图像块；根据位置i拼接高分辨率人脸图像块得高分辨率人脸图像。本发明可显著提高恢复图像的视觉感受，特别适用于低质量监控环境下人脸图像的恢复。