唐墓壁画是我国重要的文化遗产，但很多壁画由于自然风化以及人为破坏等原因，存在不同程度的损坏。采用图像处理技术，模拟壁画修复师手工修复的流程，实现对破损壁画的虚拟修复，是对壁画保护的一种方式，减少了实体修复所产生的二次损害，同时也实现了壁画的非接触性修复和展出。数字图像修复技术是图像处理领域一项重要研究内容，是指对图像局部区域内损坏数据按照特定规则进行修复，恢复其完整性和原有的视觉效果。近年来随着图像处理和机器视觉的发展，数字图像修复技术被广泛应用于数字化文物保护、军事遥感图像处理、医学图像处理、图像编码、视频电影特效制作、图像压缩等领域。本文概述了唐墓壁画保护现状、数字图像修复技术原理及其研究现状，研究了基于样本图像修复算法的性能，针对唐墓壁画自身的特点，提出了一种新的壁画图像修复算法。该算法重新定义了样本块采样的方式，扩大了图像修复时所能够参考的搜索域，在优先值选取上，为了尽可能地减少误差累积，在计算时考虑到样本块的颜色信息和所含有效区域的多少，并重新定义了填充前缘的计算周期，当一个完整的填充前缘全部被修复完成后，再进行新的计算。实验结果证实，改进后算法在提高修复匹配精度的同时也减小了误差累积，提高了修复效率。并且在该算法的基础上，设计了古代壁画智能辅助修复系统，实现了对古代壁画中病害进行识别、标注、自动修复等一系列功能，为壁画的数字化虚拟展示提供了支持。