灰度共生矩陣 GLCM

2021-10-04 23:20:45 字數 1472 閱讀 7677

灰度共生矩陣法(glcm, gray - level co - occurrence matrix),就是通過計算灰度影象得到它的共生矩陣,然後透過計算該共生矩陣得到矩陣的部分特徵值,來分別代表影象的某些紋理特徵(紋理的定義仍是難點)。灰度共生矩陣能反映影象灰度關於方向、相鄰間隔、變化幅度等綜合資訊,它是分析影象的區域性模式和它們排列規則的基礎。 (灰度共生矩陣理論的前輩haralick等人用灰度共生矩陣提出了14中特徵值)對於灰度共生矩陣的理解,需要明確幾個概念:方向,偏移量和灰度共生矩陣的階數。
方向:一般計算過程會分別選在幾個不同的方向來進行,常規的是水平方向0°,垂直90°,以及45°和135°;

步距d:中心像元(在下面的例程中進行說明);

灰度共生矩陣的階數:與灰度影象灰度值的階數相同,即當灰度影象灰度值階數為n時,灰度共生矩陣為n × n的矩陣;

灰度矩陣圖獲取,計算公式簡單。

灰度級量化,由於一般計算的灰度級256,效率太低,量化成8或者16級,並且量化前先直方圖均衡化提高對比度先。

滑窗尺寸:一般取55、77。

步長d:一般為1,即中心畫素與臨近畫素進行比較。

方向選擇:一般取四個方向,然後做平均值,多了影響效率。

共生矩陣階數:由量化階數n決定,為n*n的矩陣

step 4/6:灰度共生矩陣計算

灰度共生矩陣計算,以例子來說明

設灰度被分為4階(灰度階從0–3);視窗大小為6 x 6,然後對整張圖進行滑動,每次可以滑動原圖 6 x 6 的範圍,假設取了量化後的圖的如下灰度矩陣-》

(1) 0°方向,步長為1,統計(1,2)共8個,以此類推

矩陣歸一化:

(2) 45°方向,步長為1

矩陣歸一化:

(3) 90°方向,步長為1

(4) 135°方向,步長為1

step 5/6:每個掃瞄視窗進行灰度共生矩陣特徵值計算

——對每個掃瞄視窗進行灰度共生矩陣特徵值計算,,得到4個值*窗的個數。

a. 能量(角二階距)

能量是灰度共生矩陣各元素的平方和,又被稱角二階距。它是影象紋理灰度變化均一的度量,反映了影象灰度分布均勻程度和紋理粗細程度。
b. 對比度

對比度是灰度共生矩陣主對角線附近的慣性矩,它體現矩陣的值如何分布,反映了影象的清晰度和紋理溝紋的深淺。
c. 相關度

相關度體現了空間灰度共生矩陣元素在行或列方向上的相似程度,反映了影象區域性灰度相關性。
d. 熵

熵體現了影象紋理的隨機性。若共生矩陣中所有值都相等,取得最大值;若共生矩陣中的值不均勻,則其值會變得很小。
求出該灰度共生矩陣各個方向的特徵值後,再對這些特徵值進行均值和方差的計算,得到4個均值和4個方差,這樣處理就消除了方向分量對紋理特徵的影響。
比較簡單,明白了演算法過程基本程式設計沒問題,有現成github。

使用GLCM灰度共生矩陣前的處理操作

glcm提取紋理特徵還是很厲害的!尤其是和lbp相結合來使用 glcm中有很多屬性可以選擇,大家可以選擇適合自己資料集的最優的屬性組合。第一步 獲取影象的灰度圖 files i 為輸入的影象路徑 as grey true表示轉換為灰度圖 返回影象陣列,其中每個值的型別為float64,範圍為 0,1...

灰度共生矩陣

灰度共生矩陣,指的是一種通過研究灰度的空間相關特性來描述紋理的常用方法。1973年haralick等人提出了用灰度共生矩陣來描述紋理特徵。由於紋理是由灰度分布在空間位置上反覆出現而形成的,因而在影象空間中相隔某距離的兩畫素之間會存在一定的灰度關係,即影象中灰度的空間相關特性。灰度 假設是0到255 ...

灰度共生矩陣理解

參考 首先是條件 距離和角度 或者x方向距離,y方向距離 假設原圖灰度級為l。原圖大小不重要 灰度共生矩陣是乙個 lxl 大小的概率統計矩陣,每個點的值為滿足位置條件的 灰度對 概率大小 最後會歸一化 歸一化前,設這個矩陣中座標為 p,q 的點處值為num,則表示原圖中滿足條件的灰度對 p,q 有n...