多尺度分析技術已經廣泛應用于數字圖像處理領域，較大破損區域的圖像修復成為圖像修復的一個熱點和難點。針對該問題，結合多分辨率分析原理與傳統的樣本塊圖像修復技術，提出了一種基于非降采樣輪廓波變換的圖像修復算法。該算法利用非降采樣輪廓波變換把圖像分解成低頻部分和高頻部分，并對圖像分解后不同頻率的部分分別予以修復。其中，圖像的低頻成分采用改進的紋理合成的方法進行修復。因為圖像經過非降采樣輪廓波變換后，低頻分量與高頻分量之間對應位置的信息之間具有一致性的特點，所以在修復低頻成分的同時實現其他高頻分量對應位置信息的修復。最后通過非降采樣輪廓波重構過程完成紋理圖像的修復。一般圖像修復方法的參數選取以圖像的修復效果最佳為宜，給出一個反例進行分析論證。實驗發現，所提算法所修復圖像的結構相似性測度與經典Criminisi算法和小波修復算法相差不大，但是峰值信噪比（PSNR）測度依據不同圖像的紋理結構的特點與破損區域的不同位置特點而不同。仿真實驗表明，所提方法很好地推廣了非降采樣輪廓波變換在圖像修復中的應用，并且在修復大區域破損圖像時能夠獲得較好的修復效果。