Análisis de textura utilizando la matriz de coocurrencia de niveles de gris

La matriz de coocurrencia de niveles de gris (GLCM) es un método estadístico para examinar la textura. A diferencia de otras funciones de filtro de textura descritas en Calculate Statistical Measures of Texture, las GLCM tienen en cuenta las relaciones espaciales de los píxeles. Una GLCM caracteriza la textura de la imagen contando la frecuencia con la que los píxeles con un determinado valor de intensidad aparecen en una relación espacial específica con píxeles con otros valores de intensidad.

Una GLCM puede revelar ciertas propiedades sobre la distribución espacial de los niveles de gris en una imagen de textura. Por ejemplo, si la mayoría de las entradas de una GLCM se concentran a lo largo de la diagonal, la textura es gruesa con respecto al desplazamiento especificado. También se pueden derivar varias medidas estadísticas de una GLCM. Para obtener más información, consulte Derivar estadísticas de una GLCM y representar una correlación.

Crear una matriz de coocurrencia de niveles de gris

Para crear una GLCM, utilice la función graycomatrix. De forma predeterminada, la función graycomatrix crea una única GLCM en la que la relación espacial consiste en el píxel de interés y el píxel situado inmediatamente a su derecha. En la GLCM predeterminada, cada elemento (i, j) es el recuento del número de veces que un píxel con nivel de gris i aparece a la izquierda de un píxel con nivel de gris j en la imagen de entrada.

Para ilustrarlo, la figura muestra cómo graycomatrix calcula los tres primeros valores de una GLCM con la relación espacial predeterminada:

• El elemento (1, 1) de la GLCM contiene el valor 1. Solo hay un caso en la imagen de entrada en el que un píxel con el valor 1 está situado directamente a la izquierda de otro píxel con el valor 1.

• El elemento (1, 2) de la GLCM contiene el valor 2. Hay dos casos en los que un píxel con el valor 1 está situado directamente a la izquierda de otro píxel con el valor 2.

• El elemento (1, 3) de la GLCM contiene el valor 0. No hay ningún caso en la imagen de entrada en el que un píxel con el valor 1 esté situado directamente a la izquierda de un píxel con el valor 3.

graycomatrix continúa procesando la imagen de entrada escaneando la imagen en busca de otros pares de píxeles (i, j) y registrando los recuentos en los elementos correspondientes de la GLCM.

Proceso utilizado para crear la GLCM

El número de niveles de gris de la imagen determina el tamaño de la GLCM. De forma predeterminada, graycomatrix utiliza el escalado para reducir a ocho el número de valores de intensidad de una imagen. Para controlar el escalado de niveles de gris, puede utilizar los argumentos nombre-valor NumLevels y GrayLimits.

Especificar el desplazamiento utilizado en el cálculo de GLCM

Es posible que una única GLCM no sea suficiente para describir las características de textura de la imagen de entrada. Por ejemplo, puede que un desplazamiento horizontal único no sea sensible a la textura con orientación vertical. Para obtener información adicional sobre las características de textura, puede crear múltiples GLCM con diferentes relaciones espaciales entre píxeles.

Para crear varias GLCM, especifique una matriz de desplazamientos a la función graycomatrix. Estos desplazamientos definen relaciones de píxeles de dirección y distancia variables. Por ejemplo, puede definir una matriz de desplazamientos que especifique cuatro direcciones (horizontal, vertical y dos diagonales) y cuatro distancias. En este caso, la imagen de entrada está representada por 16 GLCM. Cuando se calculan estadísticas a partir de estas GLCM, se puede obtener el promedio.

Especifique los desplazamientos como una matriz de 2 columnas de números enteros. Cada fila de la matriz tiene la forma [row_offset col_offset] y especifica un desplazamiento. row_offset es el número de filas entre el píxel de interés y su adyacente. col_offset es el número de columnas entre el píxel de interés y su adyacente.

Este código de ejemplo crea una matriz de desplazamientos para cuatro direcciones y cuatro distancias en cada dirección.

offsets = [ 0  1;  0  2;  0  3;  0  4; ...     % four offsets in the horizontal direction
           -1  1; -2  2; -3  3; -4  4; ...  % four offsets in the 45 degree diagonal direction
           -1  0; -2  0; -3  0; -4  0; ...  % four offsets in the vertical direction
           -1 -1; -2 -2; -3 -3; -4 -4]; % four offsets in the 135 degree diagonal direction

Esta figura ilustra las relaciones espaciales de los píxeles que se definen en este arreglo de desplazamientos, donde D representa la distancia desde el píxel de interés.

Derivar estadísticas de una GLCM

Una vez creadas las GLCM, puede obtener varias estadísticas a partir de ellas con la función graycoprops. Estas estadísticas proporcionan información sobre la textura de una imagen. Esta tabla recoge las estadísticas.

Estadística	Descripción
Contraste	Mide las variaciones locales de la matriz de coocurrencia de nivel gris.
Correlación	Mide la probabilidad de aparición conjunta de los pares de píxeles especificados.
Energía	Proporciona la suma de elementos al cuadrado de la GLCM. También conocido como uniformidad o el segundo momento angular.
Homogeneidad	Mide la cercanía de la distribución de elementos de la GLCM a la diagonal de la GLCM.

Consulte también

graycomatrix | graycoprops

Temas

• Derivar estadísticas de una GLCM y representar una correlación