关于棉花图像纹理特征的灰度共生矩阵分析研究.pdf

简介：
本文通过运用灰度共生矩阵技术对棉花图像进行纹理特征分析，旨在探索有效的棉花品质评估方法，为农业智能化提供技术支持。 灰度共生矩阵（GLCM）是图像纹理分析中的一个重要工具，它基于像素的灰度值空间相关性进行统计。这种方法通过考虑一定距离内相邻像素之间的关系来提取二次特征量，特别适用于纹理模糊或分辨率高的图像。 灰度共生矩阵的基本概念如下： 1. 灰度级：在一幅8位灰度图中，每个像素可能有256种不同的灰度值（从0到255）。GLCM中的每一个元素表示具有特定灰度i的像素和另一个具有特定灰度j的相邻像素同时出现的概率。 2. 空间关系：空间距离通常用二维坐标(Dx, Dy)来定义，而角度则包括水平(0°)，45°斜向，垂直(90°)及135°等。不同的方向和距离组合会产生不同版本的GLCM。 3. 特征量提取：从灰度共生矩阵中可以计算出多种纹理特征值，其中包括对比度、非相似性（角二阶矩）、熵、能量以及均匀性和相关性等。这些特征能够描述图像中的纹理特性。 例如，高对比度和低非相似性的组合表明存在清晰且粗糙的边界；而较高的熵则意味着更多样化的灰度分布。此外，如果一个区域内的像素具有相近的灰度值，则该区域的能量与均匀性会较高，并显示出较强的规律性和一致性特征。 通过调整参数如灰度级、距离和角度等来构造不同的GLCM矩阵，在研究棉花图像时发现当使用16个等级、8单位的距离以及0°/90°或45°/135°方向组合的情况下，能够最佳地捕捉到棉田纹理的独特性。 最终目标是通过分析提取出的六种关键特征值来评估不同样本间的差异，并为识别特定含水量水平下的棉花图像提供依据。这不仅有利于农业监测和灾害预警工作，还能推进作物分类与病害检测技术的进步，从而支持智慧农业的发展需求。