灰度共生矩陣

1、灰度共生矩陣概念：像素灰度在空間位置上的反復(fù)出現(xiàn)形成圖像的紋理，是描述具有某種空間位置關(guān)系兩個(gè)像素灰度的聯(lián)合分布含義：就是兩個(gè)像素灰度的聯(lián)合直方圖，是一種二階統(tǒng)計(jì)量就是兩個(gè)像素點(diǎn)的關(guān)系5=像素關(guān)系可以根據(jù)不同的紋理特性進(jìn)行選擇，也就是口工，工的大小可以自由選像素的空間位置關(guān)系：取。對(duì)于較細(xì)的紋理分析可以取像素間距為，5二（1，口）是水平掃描；是垂直掃描；$=-h,=（1,1，是度掃描；是135度掃描（原博文有錯(cuò)誤）。一旦位置空間確定，就可以生成灰度共生矩陣。矩陣的物理意義：用表示灰度共生矩陣，它是一個(gè)LXL的矩陣（為灰度級(jí)，就是一幅圖中包含的不同灰度或者顏色的個(gè)數(shù)），丹包力3=1廠一上-1）是

2、具有空間位置關(guān)系且灰度分別為和的兩個(gè)像素出現(xiàn)的次數(shù)或頻率（歸一化）例如：下圖是某紋理像素的放大，和對(duì)應(yīng)的像素灰度矩陣01012120200121201101丁012202in01212020-1此圖像只有三種灰度，故灰度級(jí)為3，灰度共生矩陣是一個(gè)3*3的矩陣010!0-八（士1,0）耳二八（士1,0）10100歸一化形式為01/61/6TOC o 1-5 h z丹二1/601/61/61/60改變位置空間的定義，灰度共生矩陣相應(yīng)地改變：16002=0160,占=a-16，5=（1.1）0018Ia歸一化形式為：-8/2500-生=08/250009/25矩陣的特征量：從灰度共生矩陣上可以簡(jiǎn)單的

3、看出，如果對(duì)角附近的元素有較大的值，說明圖像的像素具有相似的像素值，如果偏離對(duì)角線的元素會(huì)有比較大的值，說明像素灰度在局部有較大變化。為了得到更多的紋理特征，我們還需要在進(jìn)行計(jì)算：對(duì)比度）（或反差）（）：紋理溝紋越深，其對(duì)比度越大，視覺效果越清晰；反之，對(duì)比度小，則溝紋淺，效果模糊。灰度差即對(duì)比度大的象素對(duì)越多，這個(gè)值越大?；叶裙仃囍羞h(yuǎn)離對(duì)角線的元素值越大，越大。所以越大圖像越清晰相關(guān)度（）：相關(guān)度（）：度量空間灰度共生矩陣元素在行或列方向上的相似程度，因此，相關(guān)值大小反映了圖像中局部灰度相關(guān)性。當(dāng)矩陣元素值均勻相等時(shí)，相關(guān)值就大;相反，如果矩陣像元值相差很大則相關(guān)值小。能量：是灰度共生矩

4、陣元素值的平方和，所以也稱之為能量，反映了圖像灰度分布均勻程度和紋理粗細(xì)度。值大表明一種較均一和規(guī)則變化的紋理模式。月5m=尸位產(chǎn)：熵（）：熵在物理中的含義就是物體的規(guī)則度，越有序熵越小，越無序熵越大。此處?kù)赝瑯颖硎緢D像的信息量，當(dāng)共生矩陣中所有元素有最大的隨機(jī)性、空間共生矩陣中所有值幾乎相等時(shí)，共生矩陣中元素分散分布時(shí)，熵較大。它表示了圖像中紋理的非均勻程度或復(fù)雜程度。出=尸位iJ自相關(guān)（）：反應(yīng)了圖像紋理的一致性。如果圖像中有水平方向紋理，則水平方向矩陣的大于其余矩陣的值。代碼：GLCM.h#include#include#include#include#include#include#i

5、nclude能量熵對(duì)比度/逆差分矩，枚舉灰度共生矩陣的方向GLCM_HORIZATION=0,/水平GLCM_VERTICAL=1,/垂直GLCM_ANGLE45=2,/45度角GLCM_ANGLE135=3/135度角;public:/計(jì)算灰度共生矩陣voidcalGLCM(IplImage*inputImg,VecGLCM&vecGLCM,intangle);/計(jì)算特征值voidgetGLCMFeatures(VecGLCM&vecGLCM,GLCMFeatures&features);public:/初始化灰度共生矩陣voidinitGLCM(VecGLCM&vecGLCM,intsiz

6、e=16);/設(shè)置灰度劃分等級(jí)，默認(rèn)值為16voidsetGrayLevel(intgrayLevel)m_grayLevel=grayLevel;/獲取灰度等級(jí)intgetGrayLevel()constreturnm_grayLevel;private:/計(jì)算水平灰度共生矩陣voidgetHorisonGLCM(VecGLCM&src,VecGLCM&dst,intimgWidth,intimgHeight);/計(jì)算垂直灰度共生矩陣voidgetVertialGLCM(VecGLCM&src,VecGLCM&dst,intimgWidth,intimgHeight);/計(jì)算45度灰度共生矩

7、陣voidgetGLCM45(VecGLCM&src,VecGLCM&dst,intimgWidth,intimgHeight);/計(jì)算135度灰度共生矩陣voidgetGLCM135(VecGLCM&src,VecGLCM&dst,intimgWidth,intimgHeight);private:intm_grayLevel;/將灰度共生矩陣劃分為grayLevel個(gè)等級(jí);GLCM.cpp函數(shù)名稱參數(shù)說明要進(jìn)行初始化的共生矩陣為二維方陣二維矩陣的大小必須與圖像劃分的灰度等級(jí)相等函數(shù)功能初始化二維矩陣函數(shù)名稱參數(shù)說明要進(jìn)行處理的矩陣源數(shù)據(jù)輸出矩陣計(jì)算后的矩陣，即要求的灰度共生矩陣圖像寬度圖像

8、高度函數(shù)功能計(jì)算水平方向的灰度共生矩陣函數(shù)名稱參數(shù)說明要進(jìn)行處理的矩陣源數(shù)據(jù)輸出矩陣計(jì)算后的矩陣，即要求的灰度共生矩陣圖像寬度圖像高度函數(shù)功能計(jì)算垂直方向的灰度共生矩陣函數(shù)名稱參數(shù)說明要進(jìn)行處理的矩陣源數(shù)據(jù)輸出矩陣計(jì)算后的矩陣，即要求的灰度共生矩陣圖像寬度圖像高度函數(shù)功能計(jì)算度的灰度共生矩陣函數(shù)名稱參數(shù)說明要進(jìn)行處理的矩陣源數(shù)據(jù)輸出矩陣計(jì)算后的矩陣，即要求的灰度共生矩陣圖像寬度圖像高度函數(shù)功能計(jì)算度的灰度共生矩陣函數(shù)名稱參數(shù)說明要進(jìn)行紋理特征計(jì)算的圖像為灰度圖像輸出矩陣根據(jù)灰度圖像計(jì)算出的灰度共生陣灰度共生矩陣的方向有水平、垂直、度、度四個(gè)方向函數(shù)功能計(jì)算灰度共生矩陣尋找最大像素灰度最大值初始

9、化動(dòng)態(tài)數(shù)組if(maxGrayLevel16)/若灰度級(jí)數(shù)大于16，則將圖像的灰度級(jí)縮小至16級(jí)，減小灰度共生矩陣的大小。水平方向垂直方向度灰度共生陣度灰度共生陣若灰度級(jí)數(shù)小于，則生成相應(yīng)的灰度共生矩陣水平方向垂直方向度灰度共生陣度灰度共生陣函數(shù)名稱函數(shù)名稱參數(shù)說明輸入矩陣灰度共生陣灰度共生矩陣計(jì)算的特征值主要包含了能量、熵、對(duì)比度、逆差分矩函數(shù)功能根據(jù)灰度共生矩陣計(jì)算的特征值求所有圖像的灰度值的和灰度共生矩陣計(jì)算的特征值主要包含了能量、熵、對(duì)比度、逆差分矩函數(shù)功能根據(jù)灰度共生矩陣計(jì)算的特征值求所有圖像的灰度值的和歸一化features.entropy-=tempij*log(tempij);/