一种高速实时图像共生矩阵角二阶距的实现方法
【专利摘要】本发明涉及一种高速实时图像共生矩阵（Gray?Level?Co-Occurrence?Matrix）角二阶距实现方法。本发明利用灰度共生矩阵累次更新的特点，将平方操作转换为移位相加操作，并通过乒乓操作达到高速实现。本发明采用的图像共生矩阵角二阶距计算方法，有效降低迭代循环操作的次数，并使用移位相加操作实现平方操作，易于采用FPGA或者ASlC实现高速设计。
【专利说明】一种高速实时图像共生矩阵角二阶距的实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高速实时图像共生矩阵(Gray Level Co-Occurrence Matrix)角二阶距实现方法，属于图像处理高速实现领域。
【背景技术】
[0002]图像的纹理是由灰度在空间位置上的反复出现而形成的。因此在图像空间中某种位置关系的两个像素灰度具有灰度关系。这种灰度关系称为图像中灰度的空间相关性。共生矩阵(GLCM)是由Haralick等人提出的，它的基本思想是利用纹理在灰度级的空间相关性，先根据图像像素间的方向和距离构造一个共生矩阵，再从共生矩阵中提取出有意义的统计数据作为图像的纹理特征。由于基于共生矩阵的纹理特征有明确的意义，并且易于计算，在图像处理分析中常被作为基本的特征之一。图像共生矩阵是图像上保持某距离的两像素二阶分布统计。图像灰度矩阵是已知的已经经过理论证明并且实验验证将图像的灰度信息转换为图像纹理信息较有效的方法。由于描述图像纹理的有效性，在遥感光学图像处理中有着广泛的应用。
[0003]在遥感光学图像处理应用中，虽然使用图像的灰度共生矩阵进行图像分类可以得到较高的分类精度，但是由于灰度共生矩阵的需要遍历整个图像块后才能完成统计，而其相应的特征值需要遍历整个灰度 共生矩阵才能 得到。所以，在工程实现中使用灰度共生矩阵表示图像的纹理特性均需要面临较大的计算延迟和较多的计算资源的问题。
[0004]在描述图像纹理特性时，灰度共生矩阵的角二阶距是比较重要的一个特征参数。角二阶距也称为能量，是灰度共生矩阵中各个元素的平方和。其反映了图像纹理灰度均匀变化的度量，描述了图像灰度分布均匀程度和纹理粗细程度。其计算公式为:
【权利要求】
1.一种高速实时图像共生矩阵角二阶距的实现方法，其特征在于步骤如下: (O获取待处理图像，图像大小为MXM的二维矩阵1，其中M为2的倍数，像素精度为PN比特，图像灰度共生矩阵G1大小为2NX 2N，其中N为正整数，共生矩阵角二阶距值为ASM ； (2)参数初始化，初始化灰度共生矩阵G1的所有元素为O，初始化共生矩阵角二阶距值ASM为O，初始化图像矩阵行地址计算器i为O，列地址计算器j为O，初始化共生矩阵高位地址变量AH为O，初始化共生矩阵地址Addr为O，初始化共生矩阵元素值gl为O，初始化像素量化寄存值PreData和CurData为O，图像像素量化偏移量为I3D=PN-N ； (3)判断一幅图像是否遍历处理完成，若j=M，则一幅图像已经完成遍历处理，进入步骤(14);否则一幅图像没有处理完成，则行地址计数器i更新为O，并进入步骤(4)； (4)读取待处理图像二维矩阵中第j列、第I行图像元素值I[O，j]，并更新共生矩阵高位地址变量AH=I [O, j]?PD、更新共生矩阵地址变量Addr为O、更新行地址计数器i=i+l以及更新 PreData=I [O, j]?PD ； (5)读取待处理图像二维矩阵中第i行、第j列图像元素值I[i，j]，并更新共生矩阵高位地址变量AH=I [i, j]?PD、更新共生矩阵地址变量Addr=PreDataX 2n+1 [i, j]?H)、更新像素量化寄存值CurData=I [i, j] ?PD ； (6)读取共生矩阵G1对应地址Addr的数据，并更新共生矩阵元素值A=G1[Addr]； (7)计算共生矩阵角二阶距变量ASM=ASM+2Xgl+l，并更新共生矩阵对应地址数据G1 [Addr]=g1+1 ； (8)读取图像二维矩阵中第i+Ι行、第j列的图像元素值l[i+l，j]，并更新共生矩阵高位地址AH=I [i+1, j] >>PD、更新共生矩阵地址变量Addr=AHX 2n+1 [i+1, j] ?PD,并判断像素量化寄存值PreData、CurData是否相等并等于I [i+1, j] >>PD,若同时相等则进入步骤(10)，否则进入步骤(9)； (9)读取共生矩阵G1对应地址Addr的数据，计算共生矩阵角二阶距变量ASM=ASM+2 X gl+l，并更新共生矩阵对应地址数据G1 [Addr] =gl+l，并进入步骤(11); (10)读取共生矩阵匕对应地址Addr的数据，计算共生矩阵角二阶距变量ASM=ASM+2Xgl+3，并更新共生矩阵对应地址数据G1 [Addr] =gl+l，并进入步骤(11)； (11)更新PreData=I[i+1, j] >>PD、更新行地址计数器i=i+2,同时判断i是否等于M-1,若相等则进入步骤(12)，否则进入步骤(5)； (12)读取图像矩阵第j列、第M-1行像素1[M-1，j]，并更新共生矩阵地址变量Addr=AHX 2N+1 [Μ-1, j] ?PD ； (13)读取共生矩阵G1对应地址Addr的数据，即A=G1[Addr]，更新共生矩阵角二阶距变量ASM=ASM+2 X gl+l，并更新共生矩阵对应地址数据G1 [Addr] =gl+l，一列图像处理完成，更新列地址计数器j=j+l，并进入步骤(3)； (14)得到图像共生矩阵对应的角二阶距值:ASM=ASM/(MXM)。
【文档编号】G06K9/52GK103530641SQ201310467714
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】张海涛, 孙文方 申请人:西安空间无线电技术研究所