本发明公开一种色彩校正后的数字图像精确恢复原图的方法，该方法根据原图及其色彩校正后的图像，基于K‑means聚类，生成颜色缩略矩阵，训练最小二乘支持向量机非线性模型，估算针对图像饱和区域的误差补偿矩阵，得到图像恢复模型并嵌入图像；当需要恢复原图时，从嵌有恢复模型的图像中提取出模型参数进行变换处理，精确还原得到原图。本发明提供的方法使得数字图像在经过色彩校正或某些非线性处理后，即使部分像素颜色分量值超过灰度级范围导致截断和饱和，仍能有效、准确恢复原图颜色。本发明的方法有利于数字图像在传递、复制过程中进行良好的颜色溯源，能有效应用于图像色彩显示的精确再调整、印刷复制过程中图像色彩校正后重新编辑。