本发明基于深度学习的纹理图像方向场估计方法，包括以下步骤：步骤1：样本采集：采集将进行方向场评价的纹理图像；步骤2：样本处理与标注，将纹理方向离散为N个方向，分别为各个方向采集纹理子图像，作为训练样本：步骤3：建立深度学习网络；步骤4：准备输入样本并编码标签，同时设置训练参数进行训练；步骤5：给出方向场估计。本发明方法将纹理的方向场估计问题转化为纹路图像的识别问题，利用深度学习算法对图像的纹理特征进行学习和归纳，得到高分类精度的深度网络，通过对输入局部图像的块进行方向预测，最终得到整个纹理图像的方向场。