灰度共生矩阵

1、灰度共生矩阵概念：像素灰度在空间位置上的反复出现形成图像的纹理，是描述具有某种空间位置关系两个像素灰度的联合分布含义：就是两个像素灰度的联合直方图，是一种二阶统计量就是两个像素点的关系5=像素关系可以根据不同的纹理特性进行选择，也就是口工，工的大小可以自由选像素的空间位置关系：取。对于较细的纹理分析可以取像素间距为，5二（1，口）是水平扫描；是垂直扫描；$=-h,=（1,1，是度扫描；是135度扫描（原博文有错误）。一旦位置空间确定，就可以生成灰度共生矩阵。矩阵的物理意义：用表示灰度共生矩阵，它是一个LXL的矩阵（为灰度级，就是一幅图中包含的不同灰度或者颜色的个数），丹包力3=1厂一上-1）是

2、具有空间位置关系且灰度分别为和的两个像素出现的次数或频率（归一化）例如：下图是某纹理像素的放大，和对应的像素灰度矩阵01012120200121201101丁012202in01212020-1此图像只有三种灰度，故灰度级为3，灰度共生矩阵是一个3*3的矩阵010!0-八（士1,0）耳二八（士1,0）10100归一化形式为01/61/6TOC o 1-5 h z丹二1/601/61/61/60改变位置空间的定义，灰度共生矩阵相应地改变：16002=0160,占=a-16，5=（1.1）0018Ia归一化形式为：-8/2500-生=08/250009/25矩阵的特征量：从灰度共生矩阵上可以简单的

3、看出，如果对角附近的元素有较大的值，说明图像的像素具有相似的像素值，如果偏离对角线的元素会有比较大的值，说明像素灰度在局部有较大变化。为了得到更多的纹理特征，我们还需要在进行计算：对比度）（或反差）（）：纹理沟纹越深，其对比度越大，视觉效果越清晰；反之，对比度小，则沟纹浅，效果模糊。灰度差即对比度大的象素对越多，这个值越大。灰度公生矩阵中远离对角线的元素值越大，越大。所以越大图像越清晰相关度（）：相关度（）：度量空间灰度共生矩阵元素在行或列方向上的相似程度，因此，相关值大小反映了图像中局部灰度相关性。当矩阵元素值均匀相等时，相关值就大;相反，如果矩阵像元值相差很大则相关值小。能量：是灰度共生矩

4、阵元素值的平方和，所以也称之为能量，反映了图像灰度分布均匀程度和纹理粗细度。值大表明一种较均一和规则变化的纹理模式。月5m=尸位产：熵（）：熵在物理中的含义就是物体的规则度，越有序熵越小，越无序熵越大。此处熵同样表示图像的信息量，当共生矩阵中所有元素有最大的随机性、空间共生矩阵中所有值几乎相等时，共生矩阵中元素分散分布时，熵较大。它表示了图像中纹理的非均匀程度或复杂程度。出=尸位iJ自相关（）：反应了图像纹理的一致性。如果图像中有水平方向纹理，则水平方向矩阵的大于其余矩阵的值。代码：GLCM.h#include#include#include#include#include#include#i

5、nclude能量熵对比度/逆差分矩，枚举灰度共生矩阵的方向GLCM_HORIZATION=0,/水平GLCM_VERTICAL=1,/垂直GLCM_ANGLE45=2,/45度角GLCM_ANGLE135=3/135度角;public:/计算灰度共生矩阵voidcalGLCM(IplImage*inputImg,VecGLCM&vecGLCM,intangle);/计算特征值voidgetGLCMFeatures(VecGLCM&vecGLCM,GLCMFeatures&features);public:/初始化灰度共生矩阵voidinitGLCM(VecGLCM&vecGLCM,intsiz

6、e=16);/设置灰度划分等级，默认值为16voidsetGrayLevel(intgrayLevel)m_grayLevel=grayLevel;/获取灰度等级intgetGrayLevel()constreturnm_grayLevel;private:/计算水平灰度共生矩阵voidgetHorisonGLCM(VecGLCM&src,VecGLCM&dst,intimgWidth,intimgHeight);/计算垂直灰度共生矩阵voidgetVertialGLCM(VecGLCM&src,VecGLCM&dst,intimgWidth,intimgHeight);/计算45度灰度共生矩

7、阵voidgetGLCM45(VecGLCM&src,VecGLCM&dst,intimgWidth,intimgHeight);/计算135度灰度共生矩阵voidgetGLCM135(VecGLCM&src,VecGLCM&dst,intimgWidth,intimgHeight);private:intm_grayLevel;/将灰度共生矩阵划分为grayLevel个等级;GLCM.cpp函数名称参数说明要进行初始化的共生矩阵为二维方阵二维矩阵的大小必须与图像划分的灰度等级相等函数功能初始化二维矩阵函数名称参数说明要进行处理的矩阵源数据输出矩阵计算后的矩阵，即要求的灰度共生矩阵图像宽度图像

8、高度函数功能计算水平方向的灰度共生矩阵函数名称参数说明要进行处理的矩阵源数据输出矩阵计算后的矩阵，即要求的灰度共生矩阵图像宽度图像高度函数功能计算垂直方向的灰度共生矩阵函数名称参数说明要进行处理的矩阵源数据输出矩阵计算后的矩阵，即要求的灰度共生矩阵图像宽度图像高度函数功能计算度的灰度共生矩阵函数名称参数说明要进行处理的矩阵源数据输出矩阵计算后的矩阵，即要求的灰度共生矩阵图像宽度图像高度函数功能计算度的灰度共生矩阵函数名称参数说明要进行纹理特征计算的图像为灰度图像输出矩阵根据灰度图像计算出的灰度共生阵灰度共生矩阵的方向有水平、垂直、度、度四个方向函数功能计算灰度共生矩阵寻找最大像素灰度最大值初始

9、化动态数组if(maxGrayLevel16)/若灰度级数大于16，则将图像的灰度级缩小至16级，减小灰度共生矩阵的大小。水平方向垂直方向度灰度共生阵度灰度共生阵若灰度级数小于，则生成相应的灰度共生矩阵水平方向垂直方向度灰度共生阵度灰度共生阵函数名称函数名称参数说明输入矩阵灰度共生阵灰度共生矩阵计算的特征值主要包含了能量、熵、对比度、逆差分矩函数功能根据灰度共生矩阵计算的特征值求所有图像的灰度值的和灰度共生矩阵计算的特征值主要包含了能量、熵、对比度、逆差分矩函数功能根据灰度共生矩阵计算的特征值求所有图像的灰度值的和归一化features.entropy-=tempij*log(tempij);/