本发明公开了一种针对臂丛神经超声图像的多目标识别方法及系统，方法包括：获取特征图；获取多尺度特征图；生成具有不同接受域的特征图；获取具有不同尺度对比特征的特征图矩阵；获取得到赋予权重后的特征图矩阵；对赋予权重后的特征图矩阵中的每个像素点作为中心点生成感兴趣区域，并对感兴趣区域进行二值分类和检测包围框回归后，将选取的区域对齐为固定尺寸的特征图；将对齐为固定尺寸的特征图中的感兴趣区域进行分类、分割掩模和边界框检测后输出，完成臂丛神经超声图像的多目标识别。本方法可以帮助麻醉医师快速、准确地从臂丛超声图像中识别所需的多目标组织。