CN112886944A - 滤波器系数生成方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了滤波器系数生成方法及装置。滤波器系数生成方法适用于一种N相位数的缩放器单元，例如包括：获取目标类型滤波器；获取目标类型滤波器的设置参数；基于目标类型滤波器的设置参数、目标类型滤波器生成滤波器系数组；对滤波器系数组进行分组以得到M个数组，其中每个数组包含N个滤波器系数；对M个数组中N个相同位置的每一个相同位置所对应的M个滤波器系数进行归一化处理，以得到N组M抽头数滤波器系数供缩放器单元使用。本发明实施例能够为多相位缩放器单元生成所需的多相位滤波器系数，以使得多相位滤波器能够根据所生成的多相位滤波器系数进行缩放处理以达到较好的缩放效果。

Description

滤波器系数生成方法及装置

技术领域

本发明涉及缩放器及图像处理技术领域，尤其涉及一种滤波器系数生成方法和一种滤波器系数生成装置。

背景技术

目前，在视频处理领域，经常涉及对图像进行缩放处理。现有技术通常使用缩放器单元(scaler)来进行缩放处理，为了实现图像的缩放处理，缩放器单元通常是采用多相位滤波器进行缩放计算的，但目前的滤波器系数生成技术方案难以生成多相位滤波器系数以便于缩放器单元达到较好的图像缩放效果，因此如何生成多相位滤波器系数是实现较好的缩放效果的关键。

发明内容

因此，本发明实施例提供一种滤波器系数生成方法和一种滤波器系数生成装置，能够生成多相位滤波器系数以提供给缩放器单元实现较好的缩放效果。

一方面，本发明实施例提供的一种滤波器系数生成方法，适用于一种N相位数的缩放器单元，且N为大于1的正整数；所述滤波器系数生成方法包括：获取目标类型滤波器；获取所述目标类型滤波器的设置参数；基于所述目标类型滤波器的所述设置参数、所述目标类型滤波器生成滤波器系数组；对所述滤波器系数组进行分组以得到M个数组，其中每个所述数组包含N个滤波器系数，M为大于1的正整数；对所述M个数组中N个相同位置的每一个相同位置所对应的M个滤波器系数进行归一化处理，以得到N组M抽头数滤波器系数供所述缩放器单元使用。

在上述方案中，滤波器系数生成方法通过根据目标类型滤波器和目标类型滤波器的设置参数生成滤波器系数组，并对滤波器系数组进行分组和归一化以得到多相位滤波器系数以供缩放器单元使用，如此一来，使得缩放器单元能够基于所得到的多相位滤波器系数实现良好的缩放效果。

在本发明的一个实施例中，所述获取目标类型滤波器包括：调用滤波器函数；确定所述滤波器函数的滤波器类型和滤波器窗函数类型，以得到所述目标类型滤波器；以及，所述获取所述目标类型滤波器的设置参数包括：确定所述目标类型滤波器的阶数，其中所述阶数的值等于N与M的乘积；根据所述缩放器单元的当前缩放比例确定所述目标类型滤波器的截止频率。

在本发明的一个实施例中，所述截止频率为归一化频率，其取值范围为(0，1)。

在本发明的一个实施例中，所述滤波器系数组为一维数组，所述对所述滤波器系数组进行分组以得到M个数组包括：获取所述相位数N；按照所述一维数组中滤波器系数的位置先后顺序以N个滤波器系数为一组，依序得到所述M个数组。

在本发明的一个实施例中，所述对所述M个数组中N个相同位置的每一个相同位置所对应的M个滤波器系数进行归一化处理包括：将每一个相同位置所对应的所述M个滤波器系数乘以所述相位数N，以得到M个归一化后的滤波器系数作为所述N组M抽头数滤波器系数中相对应的一组M抽头数滤波器系数。

另一方面，本发明实施例提供了一种滤波器系数生成装置，适用于一种N相位数的缩放器单元，且N为大于1的正整数；所述滤波器系数生成装置包括：获取模块，用于获取目标类型滤波器；参数设置模块，用于获取所述目标类型滤波器的设置参数；

生成模块，用于基于所述目标类型滤波器的所述设置参数、所述目标类型滤波器生成滤波器系数组；分组模块，用于对所述滤波器系数组进行分组以得到M个数组，其中每个所述数组包含N个滤波器系数，M为大于1的正整数；归一化模块，用于对所述M个数组中N个相同位置的每一个相同位置所对应的M个滤波器系数进行归一化处理，以得到N组M抽头数滤波器系数供所述缩放器使用。

在上述方案中，滤波器系数生成装置通过根据目标类型滤波器和目标类型滤波器的设置参数生成滤波器系数组，并对滤波器系数组进行分组和归一化以得到多相位滤波器系数以供缩放器单元使用，如此一来，使得缩放器单元能够基于所得到的多相位滤波器系数实现良好的缩放效果。

在本发明的一个实施例中，所述获取模块包括：调用单元，用于调用滤波器函数；类型确定单元，用于确定所述滤波器函数的滤波器类型和滤波器窗函数类型，以得到所述目标类型滤波器；以及所述参数设置模块包括：阶数确定单元，用于确定所述目标类型滤波器的阶数，其中所述阶数的值等于N与M的乘积；频率确定单元，用于根据所述缩放器的当前缩放比例确定所述目标类型滤波器的截止频率。

在本发明的一个实施例中，所述截止频率为归一化频率，其取值范围为(0，1)。

在本发明的一个实施例中，所述滤波器系数组为一维数组，所述分组模块包括：相位数获取单元，用于获取所述相位数N；分组单元，用于按照所述一维数组中滤波器系数的位置先后顺序以N个滤波器系数为一组，依序得到所述M个数组。

在本发明的一个实施例中，所述归一化模块包括：归一化单元，用于将每一个相同位置所对应的所述M个滤波器系数乘以所述相位数N，以得到M个归一化后的滤波器系数作为所述N组M抽头数滤波器系数中相对应的一组M抽头数滤波器系数。

再一方面，本发明实施例提供了一种滤波器系数生成系统，包括存储器和连接所述存储器的处理器；所述存储器存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时执行上述任一种滤波器系数生成方法。

又一方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行上述任意一种滤波器系数生成方法。

上述一个或多个技术方案可以具有以下优点或有益效果：通过根据目标类型滤波器和目标类型滤波器的设置参数生成滤波器系数组，并对滤波器系数组进行分组和归一化以得到多相位滤波器系数以供缩放器单元使用，如此一来，使得缩放器单元能够基于所得到的多相位滤波器系数实现良好的缩放效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例提供的一种滤波器系数生成方法的流程示意图。

图2为本发明第二实施例提供的一种滤波器系数生成装置的模块示意图。

图3为本发明第三实施例提供的一种滤波器系数生成系统的结构示意图。

图4为本发明第四实施例提供的一种计算机可读存储介质的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

【第一实施例】

参见图1，其为本发明第一实施例的滤波器系数生成方法的流程示意图。可选地，该方法可以由PC执行，也可以由视频处理设备执行，其中，该视频处理设备，例如可以包括视频处理器、视频拼接器、视频切换器等用于进行视频处理的设备。具体地，本发明实施例提供的滤波器系数生成方法适用于一种N相位数(phase)的缩放器单元，其中，N为大于等于1的正整数，所述滤波器系数生成方法可例如包括：

步骤S102：获取目标类型滤波器；

步骤S104：获取所述目标类型滤波器的设置参数；

步骤S106：基于所述目标类型滤波器的所述设置参数、所述目标类型滤波器生成滤波器系数组；

步骤S108：对所述滤波器系数组进行分组以得到M个数组，其中每个所述数组包含N个滤波器系数，M为大于1的正整数；

步骤S110：对所述M个数组中N个相同位置的每一个相同位置所对应的M个滤波器系数进行归一化处理，以得到N组M抽头数滤波器系数供所述缩放器单元使用。

为了便于理解本实施例，下面对本实施例的滤波器系数生成方法进行详细描述。

本发明实施例的滤波器系数生成方法可例如通过安装在PC机或处理器例如视频处理器上的软件例如滤波器系数生成软件来实现。

在执行本发明实施例的滤波器系数生成方法的过程中，在步骤S102中，滤波器系数生成软件首先获取目标类型滤波器，举例来说，滤波器系数生成软件调用滤波器函数，并确定所述滤波器函数的滤波器类型和滤波器函数类型以得到所述目标类型滤波器。在此，滤波器函数可例如为FIR(Finite Impulse Response，有限长单位冲击响应)滤波器，滤波器类型可例如为低通滤波器，滤波器窗函数类型可例如为切比雪夫窗函数，当然，滤波器函数、滤波器类型以及滤波器窗函数类型并不限于此，滤波器系数生成软件可以响应于用户根据具体需求的操作指令而获取其他的滤波器函数、滤波器类型以及滤波器窗函数。

然后，在步骤S104中，滤波器系数生成软件获取目标类型滤波器的设置参数。举例来说，滤波器系数生成软件确定所述目标类型滤波器的阶数，其中所述阶数的值等于N与M的乘积，且M对应滤波器的抽头数(tap)；以及滤波器系数生成软件根据所述缩放器单元的当前缩放比例确定所述目标类型滤波器的截止频率。在此，需要说明的是，截止频率越小，滤波器滤掉的高频分量越多，最后所确定的滤波器系数对应的缩放效果越趋向于模糊化，适用于图像更大程度缩小，而截止频率越大，滤波器滤掉的高频分量就越少，最后生成的滤波器系数对应的缩放效果趋向于清晰化，适用于图像缩小程度不大或者图像放大的情况。在本实施例中，滤波器系数生成软件根据缩放器单元的当前缩放比例确定目标滤波器的截止频率，进而通过截止频率确定滤波器系数，从而实现了能够根据缩放器单元的缩放比例动态地生成滤波器系数，使得缩放器单元基于所生成的滤波器系数达到对应的缩放效果。

在本实施例中，所述截止频率为归一化频率，其取值范围为(0，1)。可选地，在其他实施例中，截止频率还可以是未归一化的截止频率，在这种情况下，只需要对后续(即，步骤S106中)所生成的滤波器系数组进行归一化处理即可；在此，归一化处理过程可例如为对滤波器系数组中的每个滤波器系数做除法运算，即将每个系数除以滤波器系数组中的每个滤波器系数之和，从而使得最终得到的滤波器系数组中的各个滤波器系数之和为1。

接下来，在步骤S106中，滤波器系数生成软件基于目标类型滤波器的阶数和截止频率、目标类型滤波器生成滤波器系数组。在本实施例中，所生成的滤波器系数组可例如为一维数组。当然，所生成的滤波器系数也可以为队列、链表的形式，本发明实施例在此不做具体限定，只要所生成的滤波器系数具有唯一的顺序即可。

承上述，在步骤S108中，滤波器系数生成软件对所生成的滤波器系数组进行分组以得到M个数组，其中每个所述数组包含N个滤波器系数，M为大于1的正整数。具体地，滤波器系数生成软件获取所述相位数N；并按照所述一维数组中滤波器系数的位置先后顺序以N个滤波器系数为一组，依序得到所述M个数组。

最后，在步骤S110中，滤波器系数生成软件对所述M个数组中N个相同位置的每一个相同位置所对应的M个滤波器系数进行归一化处理，以得到N组M抽头数(tap)滤波器系数供所述缩放器单元使用。举例来说，滤波器系数生成软件将每一个相同位置所对应的所述M个滤波器系数乘以所述相位数N，以得到M个归一化后的滤波器系数作为所述N组M抽头数滤波器系数中相对应的一组M抽头数滤波器系数。可以理解的是，滤波器系数生成软件所生成的M个数组可以是采用滤波器系数矩阵形式来呈现(因为M个数组可以表示成一个含M个列向量的矩阵)，M个数组依序为滤波器系数矩阵的列向量，对应地，上述归一化过程即对滤波器矩阵的每个行向量乘以相位数N以进行归一化以生成归一化后滤波器系数矩阵，该归一化后滤波器系数矩阵的每个行向量的滤波器系数为一组M抽头数滤波器系数。

在此，以相位数为16(即，N为16)的缩放器单元，目标类型滤波器的阶数为128(M与N的乘积为128，即，M为8)为例，由此，在步骤S106所生成的滤波器系数组包括128个滤波器系数，此128个滤波器系数例如为一维数组。在步骤S108中，对所生成的包括128个滤波器系数的一维数组进行排序分组，根据128个滤波器系数的位置先后顺序每16个滤波器系数为一组，由此依序得到8个数组。在步骤S110中，对8个数组中16个相同位置的每一个相同位置所对应的8个滤波器系数进行归一化处理，例如对8个数组中的相同位置(比如，每个数组的第一个，或者第二个，或者第三个滤波器系数等等)的滤波器系数(一共8个滤波器系数)乘以16以实现对这8个滤波器系数的归一化，从而得到8个归一化后的滤波器系数作为16组8抽头数滤波器系数中相对应的一组8抽头数滤波器系数，以供缩放器单元基于所生成的16组8抽头数的滤波器系数(也即16相位8抽头数滤波器系数)进行缩放处理以达到较好的缩放效果。

综上所述，在本发明实施例中，通过根据目标类型滤波器和目标类型滤波器的设置参数生成滤波器系数组，并对滤波器系数组进行分组和归一化以得到多相位滤波器系数以供缩放器单元使用，如此一来，使得缩放器单元能够基于所得到的多相位滤波器系数实现良好的缩放效果。此外，本发明实施例还可以根据缩放器单元的缩放比例灵活动态地获取多相位滤波器系数以供缩放器单元使用，使得缩放器单元能够基于多相位滤波器系数达到较好的缩放效果。

【第二实施例】

参见图2，本发明第二实施例提供了一种滤波器系数生成装置200。所述滤波器系数生成装置200适用于一种N相位数的缩放器单元，且N为大于1的正整数。多组滤波器系数生成装置200例如包括获取模块202、参数设置模块204、生成模块206、分组模块208以及归一化模块210。

具体地，获取模块202用于获取目标类型滤波器。参数设置模块204用于获取所述目标类型滤波器的设置参数。生成模块206用于基于所述目标类型滤波器的所述设置参数、所述目标类型滤波器生成滤波器系数组。分组模块208用于对所述滤波器系数组进行分组以得到M个数组，其中每个所述数组包含N个滤波器系数，M为大于1的正整数。归一化模块210用于对所述M个数组中N个相同位置的每一个相同位置所对应的M个滤波器系数进行归一化处理，以得到N组M抽头数滤波器系数供所述缩放器使用。

如图3所示，所述获取模块202可包括调用单元2020和类型确定单元2022。具体地，调用单元2020用于调用滤波器函数；类型确定单元2022用于确定所述滤波器函数的滤波器类型和滤波器窗函数类型，以得到所述目标类型滤波器。所述参数设置模块204可包括阶数确定单元2040和频率确定单元2042。具体地，阶数确定单元2040用于确定所述目标类型滤波器的阶数，其中所述阶数的值等于N与M的乘积；频率确定单元2042用于根据所述缩放器的当前缩放比例确定所述目标类型滤波器的截止频率。在本发明实施例中，所述截止频率可例如为归一化频率，其取值范围为(0，1)。可选地，在其他实施例中，截止频率还可以是未归一化的截止频率，在这种情况下，只需要对后续(即，步骤S106中)所生成的滤波器系数组进行归一化处理即可，在此归一化处理过程可例如为对滤波器系数组中的每个滤波器系数做除法运算，即将每个系数除以滤波器系数组中的每个滤波器系数之和，从而使得最终得到的滤波器系数组中的每个滤波器系数之和为1。

承上述，在本发明实施例中，所述滤波器系数组可例如为一维数组。当然，所生成的滤波器系数也可以为队列、链表的形式，本发明实施例在此不做具体限定，只要所生成的滤波器系数具有唯一的顺序即可。

如图3所示，所述分组模块208可包括相位数获取单元2080和分组单元2082。具体地，相位数获取单元2080用于获取所述相位数N。分组单元2082用于按照所述一维数组中滤波器系数的位置先后顺序以N个滤波器系数为一组，依序得到所述M个数组。

在本发明的一个实施方式中，所述归一化模块210可包括归一化单元2100。所述归一化单元2100用于将每一个相同位置所对应的所述M个滤波器系数乘以所述相位数N，以得到M个归一化后的滤波器系数作为所述N组M抽头数滤波器系数中相对应的一组M抽头数滤波器系数。

本实施例中的滤波器系数生成装置200中的各模块之间的具体工作过程和技术效果参见前述第一实施例的相关步骤描述，在此不再赘述。

【第三实施例】

如图3所示，本发明第三实施例提供一种滤波器系数生成系统400。滤波器系数生成400包括存储器410和与存储器410连接的处理器430。存储器410可例如为非易失性存储器，其上存储有计算机程序411。处理器430运行计算机程序411时执行前述第一实施例提供的滤波器系数生成方法。

【第四实施例】

如图4所示，本发明第四实施例提供的一种计算机可读存储介质500，存储有计算机可执行指令510。计算机可执行指令510用于执行如前述第一实施例所述的滤波器系数生成方法。计算机可读存储介质500例如为非易失性存储器，如包括：磁介质(如硬盘、软盘和磁带)，光介质(如CDROM盘和DVD)，磁光介质(如光盘)以及专门构造为用于存储和执行计算机可执行指令的硬件装置(如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存等)。计算机可读存储介质500可由一个或多个处理器或处理装置来执行计算机可执行指令510。

此外，可以理解的是，前述各个实施例仅为本发明的示例性说明，在技术特征不冲突、结构不矛盾、不违背本发明的发明目的前提下，各个实施例的技术方案可以任意组合、搭配使用。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多路单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多路网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元/模块可以集成在一个处理单元/模块中，也可以是各个单元/模块单独物理存在，也可以两个或两个以上单元/模块集成在一个单元/模块中。上述集成的单元/模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元/模块的形式实现。

上述以软件功能单元/模块的形式实现的集成的单元/模块，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)的一个或多个处理器执行本申请各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种滤波器系数生成方法，其特征在于，适用于一种N相位数的缩放器单元，且N为大于1的正整数；所述滤波器系数生成方法包括：

获取目标类型滤波器；

获取所述目标类型滤波器的设置参数；

基于所述目标类型滤波器的所述设置参数、所述目标类型滤波器生成滤波器系数组；

对所述滤波器系数组进行分组以得到M个数组，其中每个所述数组包含N个滤波器系数，M为大于1的正整数；

对所述M个数组中N个相同位置的每一个相同位置所对应的M个滤波器系数进行归一化处理，以得到N组M抽头数滤波器系数供所述缩放器单元使用。

2.根据权利要求1所述的滤波器系数生成方法，其特征在于，所述获取目标类型滤波器包括：

调用滤波器函数；

确定所述滤波器函数的滤波器类型和滤波器窗函数类型，以得到所述目标类型滤波器；以及，

所述获取所述目标类型滤波器的设置参数包括：

确定所述目标类型滤波器的阶数，其中所述阶数的值等于N与M的乘积；

根据所述缩放器单元的当前缩放比例确定所述目标类型滤波器的截止频率。

3.根据权利要求2所述的滤波器系数生成方法，其特征在于，所述截止频率为归一化频率，其取值范围为(0，1)。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的滤波器系数生成方法，其特征在于，所述滤波器系数组为一维数组，所述对所述滤波器系数组进行分组以得到M个数组包括：

获取所述相位数N；

按照所述一维数组中滤波器系数的位置先后顺序以N个滤波器系数为一组，依序得到所述M个数组。

5.根据权利要求4所述的滤波器系数生成方法，其特征在于，所述对所述M个数组中N个相同位置的每一个相同位置所对应的M个滤波器系数进行归一化处理包括：

将每一个相同位置所对应的所述M个滤波器系数乘以所述相位数N，以得到M个归一化后的滤波器系数作为所述N组M抽头数滤波器系数中相对应的一组M抽头数滤波器系数。

6.一种滤波器系数生成装置，其特征在于，适用于一种N相位数的缩放器单元，且N为大于1的正整数；所述滤波器系数生成装置包括：

获取模块，用于获取目标类型滤波器；

参数设置模块，用于获取所述目标类型滤波器的设置参数；

生成模块，用于基于所述目标类型滤波器的所述设置参数、所述目标类型滤波器生成滤波器系数组；

分组模块，用于对所述滤波器系数组进行分组以得到M个数组，其中每个所述数组包含N个滤波器系数，M为大于1的正整数；

归一化模块，用于对所述M个数组中N个相同位置的每一个相同位置所对应的M个滤波器系数进行归一化处理，以得到N组M抽头数滤波器系数供所述缩放器使用。

7.根据权利要求6所述的滤波器系数生成装置，其特征在于，

所述获取模块包括：

调用单元，用于调用滤波器函数；

类型确定单元，用于确定所述滤波器函数的滤波器类型和滤波器窗函数类型，以得到所述目标类型滤波器；以及

所述参数设置模块包括：

阶数确定单元，用于确定所述目标类型滤波器的阶数，其中所述阶数的值等于N与M的乘积；

频率确定单元，用于根据所述缩放器的当前缩放比例确定所述目标类型滤波器的截止频率。

8.根据权利要求7所述的滤波器系数生成装置，其特征在于，所述截止频率为归一化频率，其取值范围为(0，1)。

9.根据权利要求6至8任意一项所述的滤波器系数生成装置，其特征在于，所述滤波器系数组为一维数组，所述分组模块包括：

相位数获取单元，用于获取所述相位数N；

分组单元，用于按照所述一维数组中滤波器系数的位置先后顺序以N个滤波器系数为一组，依序得到所述M个数组。

10.根据权利要求9所述的滤波器系数生成装置，其特征在于，所述归一化模块包括：

归一化单元，用于将每一个相同位置所对应的所述M个滤波器系数乘以所述相位数N，以得到M个归一化后的滤波器系数作为所述N组M抽头数滤波器系数中相对应的一组M抽头数滤波器系数。

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