Halcon灰度共生矩阵
图像的纹理一般具有重复性,纹理单元往往会以一定的规律出现在图像的不同位置,即使存在一些形变或者方向上的偏差,图像中一定距离之内也往往有灰度一致的像素点,这一特性适合用灰度共生矩阵来表现。
灰度共生矩阵反映的是成对的灰度像素点的一种共生关系。具体来说,在图像上取任意两点,坐标分别为(x,y)、(m,n),将(x,y)设为原像素,将(m,n)设为原像素偏移一点分量后的像素,这一对像素点的灰度值为(i,j)。
灰度共生矩阵就是表现这一对灰度值(i,j)的取值范围和频率的矩阵,该矩阵的行或者列的维度为原图的灰度等级数。假如原图为二值图像,灰度等级就为2,灰度共生矩阵的维度也为2。该矩阵表示图像中间隔为d的两个像素点同时出现的联合概率分布情况。下面举例说明,图(a)为灰度矩阵,只有4种灰度等级,因此该图的灰度共生矩阵的行和列都为4。
图(a)为灰度矩阵,图(b)为θ=0°,间距d=1时的灰度统计矩阵。其中坐标为(0,0)处的值为0,表示没有灰度为0和0的相邻像素;坐标为(0,2)处的值为2,表示有2个灰度为0和2的相邻像素。该矩阵主对角线上的像素全部为0,表示0°方向上没有相邻的灰度相同的像素。
然而,灰度共生矩阵表达的是一种概率,因此图(b)中的矩阵还需要将统计数目归一化成概率,这样得到的才是灰度共生矩阵。该矩阵有如下特性。
(1)能量:表示灰度共生矩阵中的元素的平方和。能量值大,表示灰度变化比较稳定,反映了纹理变化的均匀程度。
(2)相关性:表示纹理在行或者列方向的相似程度。相关性越大,相似性越高。
(3)局部均匀性:反映图像局部纹理的变化量。这个值越大,表示图像局部的变化越小。
(4)反差:表示矩阵的值的差异程度,也间接表现了图像的局部灰度变化幅度。反差值越大,图像中的纹理深浅越明显,表示图像越清晰;反之,则表示图像越模糊。