灰度共生矩阵(Gray-Level Co-occurrence Matrix,GLCM)是用于描述图像局部灰度分布的一种统计方法。在计算过程中,需要先定义一个灰度偏移量向量(Offset Vector),该向量表示了在图像中采样点之间的距离和方向。下面是一个简单的灰度共生矩阵计算实例:
假设有一张 8x8 的灰度图像,像素值范围为 0~255,取样点之间的距离为 1 个像素,取样点方向为水平向右。计算该图像的灰度共生矩阵。
首先,定义灰度偏移量向量为 (1, 0),表示取样点之间的距离为 1 个像素,方向为水平向右。然后,对于每个像素,计算其与偏移后像素的灰度对。例如,对于图像中的像素 (i, j),偏移后像素为 (i, j+1),则将像素 (i, j) 和像素 (i, j+1) 的灰度值作为一对数据,统计其出现次数。
统计完成后,将所有灰度对出现次数的频数统计到灰度共生矩阵中。假设灰度共生矩阵的大小为 N×N,每个元素表示灰度对 (i, j) 出现的次数,则有:
GLCM(i, j) = f(i, j; 1, 0)
其中,f(i, j; 1, 0) 表示灰度对 (i, j) 在偏移量向量为 (1, 0) 的情况下出现的次数。
最终得到的灰度共生矩阵如下:
| | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 3 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 4 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 6 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 7 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
其中,GLCM(i, j) 表示灰度值 i 和 j 在偏移量向量为 (1, 0) 的情况下出现的次数。例如,GLCM(1, 0) 表示灰度值为 1 的像素和灰度值为 0 的像素在水平向右的方向上相邻出现的次数。