1 概述

在实际应用中，我们的图像常常会被噪声腐蚀，这些噪声或者是镜头上的灰尘或水滴，或者是旧照片的划痕，或者由于图像的部分本身已经损坏。而“图像修复”（Inpainting），就是妙手回春，解决这些问题的良方。

图像修复技术简单来说，就是利用那些已经被破坏区域的边缘，即边缘的颜色和结构，繁殖和混合到损坏的图像中，以达到图像修补的目的。

如果被破坏的区域不是太大，并且在被破坏区域边缘包含足够多的纹理和颜色，那么图像修补技术可以很好地恢复图像。当然，当图像损坏区域过大时，我们“妙手回春”的能力也是有限的。

2 实现图像修补：inpaint()函数

在新版 OpenCV中，图像修补技术由inpaint函数实现，它可以用来从扫描的照片中清除灰尘和划痕，或者从静态图像或视频中去除不需要的物体。其原型声明如下。

C++:

void inpaint(InputArray src, InputArray inpaintMask, OutputArray dst, double inpaintRadius, int flags)

第一个参数，InputArray类型的src，输入图像，即源图像，填Mat类的对象即可，且需为8位单通道或者三通道图像。
第二个参数，InputArray类型的inpaintMask，修复掩膜，为8位的单通道图像。其中的非零像素表示需要修补的区域。
第三个参数，OutputArray 类型的 dst，函数调用后的运算结果存在这里，和源图片有一样的尺寸和类型。
第四个参数，double类型的inpaintRadius，需要修补的每个点的圆形邻域，为修复算法的参考半径。
第五个参数，int类型的flags，修补方法的标识符，可以是下表所示两者之一。

标识符	说明
INPAINT_NA	基于Navier-Stokes方程的方法
INPAINT_TELEA	Alexandru Telea方法

3 综合示例程序：图像修补

下面代码是图像修补例子。

示例程序会先让我们在图像中用鼠标绘制出白色的线条破坏图像，然后按下键盘按键【1】或【SPACE】进行图像修补操作。且如果对自己的绘制不够满意，可以按下键盘按键【2】恢复原始图像。

代码：

//---------------------------------【头文件、命名空间包含部分】----------------------------
//		描述：包含程序所使用的头文件和命名空间
//--------------------------------------------------------------------------------------
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include "opencv2/photo/photo.hpp"
#include <iostream>
using namespace cv;
using namespace std;


//-----------------------------------【宏定义部分】-------------------------------------------- 
//  描述：定义一些辅助宏 
//-------------------------------------------------------------------------------------------
#define WINDOW_NAME0 "【原始图参考】"        //为窗口标题定义的宏 
#define WINDOW_NAME1 "【原始图】"        //为窗口标题定义的宏 
#define WINDOW_NAME2 "【修补后的效果图】"        //为窗口标题定义的宏 


//-----------------------------------【全局变量声明部分】--------------------------------------
//          描述：全局变量声明
//-------------------------------------------------------------------------------------------
Mat srcImage0,srcImage1, inpaintMask;
Point previousPoint(-1,-1);//原来的点坐标

//-----------------------------------【On_Mouse( )函数】--------------------------------
//          描述：响应鼠标消息的回调函数
//----------------------------------------------------------------------------------------------
static void On_Mouse( int event, int x, int y, int flags, void* )
{
	//鼠标左键弹起消息
	if( event == CV_EVENT_LBUTTONUP || !(flags & CV_EVENT_FLAG_LBUTTON) )
		previousPoint = Point(-1,-1);
	//鼠标左键按下消息
	else if( event == CV_EVENT_LBUTTONDOWN )
		previousPoint = Point(x,y);
	//鼠标按下并移动，进行绘制
	else if( event == CV_EVENT_MOUSEMOVE && (flags & CV_EVENT_FLAG_LBUTTON) )
	{
		Point pt(x,y);
		if( previousPoint.x < 0 )
			previousPoint = pt;
		//绘制白色线条
		line( inpaintMask, previousPoint, pt, Scalar::all(255), 5, 8, 0 );
		line( srcImage1, previousPoint, pt, Scalar::all(255), 5, 8, 0 );
		previousPoint = pt;
		imshow(WINDOW_NAME1, srcImage1);
	}
}


//--------------------------------------【main( )函数】-----------------------------------------
//          描述：控制台应用程序的入口函数，我们的程序从这里开始执行
//--------------------------------------------------------------------------------------------
int main( int argc, char** argv )
{
	//改变console字体颜色
	system("color 2F"); 

	//显示帮助文字
	ShowHelpText();

	//载入原始图并进行掩膜的初始化
	Mat srcImage = imread("1.jpg", -1);
	if(!srcImage.data ) { printf("读取图片错误，请确定目录下是否有imread函数指定图片存在~！ \n"); return false; } 
	srcImage0 = srcImage.clone();
	srcImage1 = srcImage.clone();
	inpaintMask = Mat::zeros(srcImage1.size(), CV_8U);

	//显示原始图参考
	imshow(WINDOW_NAME0, srcImage0);
	//显示原始图
	imshow(WINDOW_NAME1, srcImage1);
	//设置鼠标回调消息
	setMouseCallback( WINDOW_NAME1, On_Mouse, 0 );

	//轮询按键，根据不同的按键进行处理
	while (1)
	{
		//获取按键键值
		char c = (char)waitKey();

		//键值为ESC，程序退出
		if( c == 27 )
			break;

		//键值为2，恢复成原始图像
		if( c == '2' )
		{
			inpaintMask = Scalar::all(0);
			srcImage.copyTo(srcImage1);
			imshow(WINDOW_NAME1, srcImage1);
		}

		//键值为1或者空格，进行图像修补操作
		if( c == '1' || c == ' ' )
		{
			Mat inpaintedImage;
			inpaint(srcImage1, inpaintMask, inpaintedImage, 3, CV_INPAINT_TELEA);
			imshow(WINDOW_NAME2, inpaintedImage);
		}
	}

	return 0;
}

原图

涂鸦图

修复图

操作过程(动态图)

开启掘金成长之旅！这是我参与「掘金日新计划 · 2 月更文挑战」的第 2 天

图像处理之图像修补

1 概述

2 实现图像修补：inpaint()函数

3 综合示例程序：图像修补