岩画是岩石或洞穴石壁上的绘画以及浮雕的总称。中国拥有着丰富的岩画资源。然而随着时光的流逝,岩画受到了各式各样的自然和人为因素的影响,许多岩画都遭受到了不同程度的破坏。有的岩画上布满裂缝,甚至还有的岩画出现大面积的表面脱落,使得岩画受到了较为严重的损坏。因此,为了保护这些宝贵的文化遗产,我们必须修复和保护岩画。但是手工修复岩画过于受限,且不能很好的还原原貌。现在,随着数字图像处理技术的快速发展,利用其来保护修复岩画是非常合适的。本文提供了一套针对大麦地受损岩画的修复方法,并且通过大量实验和对比证明出本文提出的修复方法可以在修复岩画方面取得良好的效果。本论文的主要工作如下:(1)大麦地岩画的预处理。首先研究了图像去噪的基本方法。实验结果表明,改进的去噪方法优于传统的中值滤波去噪和极值中值滤波去噪方法。实验说明改进后的去噪方法有利于提高图像的修复质量,使得图像的有效信息可以更完整的保留下来,为之后的修复工作打好了基础。(2)岩画破损区域的提取。在岩画修复之前,首先要提取其对破损区域,本文对于结构性图像与纹理性图像选用了不同的提取方式。针对结构性图像采取显著性检测中的SR模型算法提取,对于复杂纹理性图像采取自动提取和人工标记相结合的方法。(3)利用改进的TV模型算法修复结构性岩画的数字图像。传统的TV模型算法对结构性图像有一定程度的修复效果,但是有不可避免的缺陷,比如鲁棒性较差,容易产生虚假边界。为了避免这些缺陷对岩画的修复质量造成影响,本文在待修复点八邻域的选择及相关度系数方面做出了优化,并且结合显著性检测提取破损区域的方法,提出了修复结构性图像的一套改进的TV模型算法流程。通过实验对比表明本文的改进算法相较于传统算法效果更佳。(4)利用改进的Criminisi算法修复纹理性岩画的数字图像。Criminisi算法对大范围损毁的图像有着优良的修复效果,但是,其优先权不能有效的解决边缘的最好修复顺序,且修复时间较长。本文采用改进的Criminisi算法,结合裂缝自动提取和人工标记的提取方式,优化了优先权计算规则和置信度的更新方面,提出了修复纹理性图像的改进的Criminisi模型算法流程。实验表明本文提出的方法可以在图片质量及时长上取得很大进步。