一种基于隐状态模型的fMRI自然图像解码方法,包括以下步骤1)求出刺激图像的特征矩阵,大脑体素的响应强度为特征矩阵的加权和;2)求出特征矩阵的权向量以及估计的误差向量;3)求出每个体素的误差向量与其他体素的误差向量之间的相关系数,根据相关系数越大对体素响应影响越大的关系,找出对目标体素响应影响明显的体素;4)通过主成分分析法求取体素误差向量的主成分,作为引入的隐状态特征;5)按照响应强度为特征矩阵和隐状态的加权和,重新估计模型,求出新的权向量,得到训练出的隐状态编码模型,通过训练出的隐状态编码模型进行图像识别。本发明缩小了预测响应强度的误差,提高了图像识别的准确率及预测精度,易于推广和应用。