同一时期的壁画装饰图案拥有艺术创作的共性,这些共性表现在图案的总体布局以及单位元素的构图规则上,根据这些信息我们可以对大量年代信息不明确的图案进行分类。本文主要针对如何利用计算机图像处理技术将壁画装饰图案中多个重复子图的特殊规律即拓扑结构找出并表示进行了研究和探讨。论文中给定一幅壁画装饰图案,选定其中重复子图中的某一个作为图元,首先用Canny算子分别对图元和原图进行边缘提取,并用SURF算法对其进行特征描述。然后根据原图和图元中的两对相似性最高的特征点对原图进行区域划分,利用全等三角形的性质准确得到每个子图中心点坐标,并计算每个子图相对于图元的旋转度,根据旋转度以及子图中心点位置判断该图图案类型。每个提取出的拓扑结构都对应着一个数据集合,论文中将该数据集合提炼到最简模式,并使得所有拓扑结构类型都用一套数据模板进行表示。论文后期挑选合适的图元和拓扑结构进行组合,并且通过改变其中部分参数生成新的图形,通过生成的新图形验证拓扑结构表示的有效性。实验结果表明,本文算法提取出的拓扑结构能很好反映图案中子图的排列规律,在多种类型的装饰图案拓扑结构的提取中取得了良好的效果,并且通过改变部分参数生成的新图形较好地验证了拓扑结构表示的有效性。