确定滤波器系数的方法技术

本发明专利技术公开一种确定滤波器系数的方法，其一实施例包含下列步骤：提供一目标滤波器的系数，并计算一目标滤波响应；依据收集数据及/或预设数据以及依据一第一数据格式进行运算，使得一第一滤波响应近似该目标滤波响应，从而确定一第一滤波器的系数；以及依据该收集数据及/或该预设数据以及依据一第二数据格式进行运算，使得一第二滤波响应近似该目标滤波响应，从而确定一第二滤波器的系数。据上所述，该第一滤波响应与该第二滤波响应都近似于该目标滤波响应，能够减少滤波响应不一致所带来的负面影响，且该第一滤波器与该第二滤波器相较于该目标滤波器较为精简，能够取代该目标滤波器以降低成本。

The method of determining filter coefficient

【技术实现步骤摘要】
确定滤波器系数的方法
本专利技术是关于滤波器设计，尤其是关于确定滤波器系数的方法。
技术介绍
滤波器经常用于信号处理。基于成本考量，滤波器的设计通常朝向减少滤波器所处理的信号个数以降低计算复杂度，或者前端电路减少信号的采样率(samplingrate)以减少输入至滤波器的数据量。举例而言，影像感测装置的颜色滤波阵列(ColorFilterArray，CFA)令影像感测装置的感光元件的每个像素位置只记录一种色彩的强度以降低制造成本；然而，由于每个像素位置只记录了单一色彩信息，因此，一像素位置所遗失的色彩信息需通过滤波器依据其它像素位置所记录的色彩信息，还原出该像素位置的所有色彩信息；举例而言，当一目标像素的位置只记录了绿色信息，滤波器会依据该目标像素附近记录红色信息的像素来插补出该目标像素的红色信息，以及依据该目标像素附近记录蓝色信息的像素来插补出该目标像素的蓝色信息。请参阅图1、图2与图3，图1显示感光元件的影像像素阵列记录红色信息(R)、绿色信息(G)与蓝色信息(B)的一范例，图2显示该影像像素阵列所记录的红色信息，图3显示该影像像素阵列所记录的蓝色信息；为避免图式过于复杂，图1～图3仅显示部分纪录信息。如图2(图3)所示，若欲还原出像素T1(T3)与像素T2(T4)的红色(蓝色)信息，会使用到二种滤波器，其中一种依据像素T1(T3)的上方与下方像素的红色(蓝色)信息进行插补以产生像素T1(T3)的红色(蓝色)信息，另一种依据像素T2(T4)的左上方、右上方、左下方与右下方像素的红色(蓝色)信息进行插补以产生像素T2(T4)的红色(蓝色)信息。目前技术中，上述二种滤波器的滤波响应通常不一致，容易造成影像失真(例如：拉链效应(ZipperEffect))。
技术实现思路
本专利技术的一目的在于提供一种确定滤波器系数的方法，以避免先前技术的问题。本专利技术的确定滤波器系数的方法的一实施例包含下列步骤：提供一目标滤波器的系数，并计算一目标滤波响应，其中该目标滤波响应是关于该目标滤波器处理原始数据；依据收集数据及/或预设数据以及依据一第一数据格式进行运算，使得一第一滤波响应与该目标滤波响应的差异小于一阈值，从而确定一第一滤波器的系数，其中该第一滤波响应是关于该第一滤波器处理第一数据，该第一数据源自于该原始数据；以及依据该收集数据及/或该预设数据以及依据一第二数据格式进行运算，使得一第二滤波响应与该目标滤波响应的差异小于该阈值，从而确定一第二滤波器的系数，其中该第二滤波响应是关于该第二滤波器处理第二数据，该第二数据源自于该原始数据。据上所述，该第一滤波响应与该第二滤波响应都近似于该目标滤波响应，能够减少滤波响应不一致所带来的负面影响。本专利技术的确定滤波器系数的方法的另一实施例包含下列步骤：提供一目标滤波器的系数，并计算一目标滤波响应，其中该目标滤波响应关于该目标滤波器处理原始数据；以及依据收集数据及/或预设数据以及依据一前端滤波器的型式进行运算，使得一设计滤波响应与该目标滤波响应的差异小于一阈值，从而确定一设计滤波器的系数，其中该设计滤波响应是关于该设计滤波器处理滤波数据，该滤波数据是该前端滤波器处理该原始数据而产生的数据。据上所述，该设计滤波响应近似于该目标滤波响应，且该设计滤波器相较于该目标滤波器较为精简，能够取代该目标滤波器以降低成本。有关本专利技术的特征、操作与功效，现配合图式作优选实施例详细说明如下。附图说明[图1]显示一示例性的影像像素阵列所记录的色彩信息；[图2]显示图1的影像像素阵列所记录的红色信息及利用该红色信息的插补方式；[图3]显示图1的影像像素阵列所记录的蓝色信息及利用该蓝色信息的插补方式；[图4]显示本专利技术的确定滤波器系数的方法的一实施例；[图5]显示影像感测装置所获取的未经过颜色滤波阵列的红色的信号；以及[图6]显示本专利技术的确定滤波器系数的方法的另一实施例。具体实施方式随着近代数据科学与机器学习的发展，一种常被讨论的理论是通过可被训练的计算模型来近似数据关联的真实规律。本专利技术的确定滤波器系数的方法即是基于该理论的研发成果(researchdevelopment)。上述理论可见于下列文献：台湾大学信息工程系林轩田教授的讲义“MachineLearningFoundations(机器学习基石)”(文献来源：第21页，“https://www.csie.ntu.edu.tw/～htlin/mooc/doc/01_handout.pdf”)。图4显示本专利技术的确定滤波器系数的方法的一实施例，其可由通用计算机(generalpurposecomputer)来执行。该实施例包含下列步骤：步骤S410：提供一目标滤波器的系数，并计算一目标滤波响应，其中该目标滤波响应是关于该目标滤波器处理原始数据。举例而言，该原始数据包含一影像感测装置所获取的未经过颜色滤波阵列(ColorFilterArray，CFA)的某一颜色(例如：红色)的信号(例如：以图5的像素R22的位置(对应图2的像素T1的位置)为中心的九个像素的红色信息)；为简化说明以利了解，假定该原始数据包含一维影像矩阵qT＝[R0R1R2R3R4R5R6R7R8]以及该目标滤波器的系数为fT＝[f0f1f2f3f4f5f6f7f8]，该目标滤波响应可表示为fTq，其中上标T代表矩阵的转置(transpose)。值得注意的是，该原始数据也包含其它数据，像是一影像感测装置所获取的未经过颜色滤波阵列的其它颜色(例如：绿色与蓝色)的信号。步骤S420：依据收集数据及/或预设数据(例如：自行给定的数据像是后述的对角矩阵与正交正规化基底b0，...，bm-1)以及依据一第一数据格式(例如：一滤波器产生图2的像素T1的红色信息时，该滤波器所参考的像素的分布样式其中G22对应图2的像素T1的位置，其它对应围绕像素T1的八个像素的位置)进行运算，使得一第一滤波响应与该目标滤波响应的差异小于一阈值，从而确定一第一滤波器的系数，其中该第一滤波响应是关于该第一滤波器处理第一数据(例如：颜色滤波阵列电路处理该原始数据而产生的数据，像是以图2的像素T1为中心的九个像素的数据)，该第一数据源自于该原始数据，该阈值可由实施本专利技术者依其设计需求自行确定。举例而言，假定该收集数据包含一维影像阵列pT＝[G0R1G2R3G4R5G6R7G8](例如：图1的阵列的第一行中九个像素的值)以及该第一滤波器的系数为gT＝[g0g1g2g3g4g5g6g7g8]，该第一滤波响应gTp应近似于该目标滤波响应fTq(亦即：gTp≈fTq)，且对于非红色的数据(亦即：G0、G2、G4、G6、G8)而言，该第一滤波器的系数gT应为零，其可表示如下式：(上式适用于当该目标滤波器为任一种滤波器时)(上式适用于当该目标滤波器为一低通滤波器时)(上式适用于当该目标滤波器为一高通滤波器时)而步骤S420即是用来当gTp与fTq的差异最小时(或达到(例如：小于或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定滤波器系数的方法，包含下列步骤：/n提供一目标滤波器的系数，并计算一目标滤波响应，其中该目标滤波响应是关于该目标滤波器处理原始数据；/n依据收集数据及/或预设数据以及依据一第一数据格式进行运算，使得一第一滤波响应与该目标滤波响应的差异小于一阈值，从而确定一第一滤波器的系数，其中该第一滤波响应是关于该第一滤波器处理第一数据，该第一数据源自于该原始数据；以及/n依据该收集数据及/或该预设数据以及依据一第二数据格式进行运算，使得一第二滤波响应与该目标滤波响应的差异小于该阈值，从而确定一第二滤波器的系数，其中该第二滤波响应是关于该第二滤波器处理第二数据，该第二数据源自于该原始数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种确定滤波器系数的方法，包含下列步骤：
提供一目标滤波器的系数，并计算一目标滤波响应，其中该目标滤波响应是关于该目标滤波器处理原始数据；
依据收集数据及/或预设数据以及依据一第一数据格式进行运算，使得一第一滤波响应与该目标滤波响应的差异小于一阈值，从而确定一第一滤波器的系数，其中该第一滤波响应是关于该第一滤波器处理第一数据，该第一数据源自于该原始数据；以及
依据该收集数据及/或该预设数据以及依据一第二数据格式进行运算，使得一第二滤波响应与该目标滤波响应的差异小于该阈值，从而确定一第二滤波器的系数，其中该第二滤波响应是关于该第二滤波器处理第二数据，该第二数据源自于该原始数据。


2.根据权利要求1所述的确定滤波器系数的方法，其中该原始数据是影像数据，该第一数据与该第二数据均为一颜色滤波阵列电路处理该原始数据而产生的数据。


3.根据权利要求2所述的确定滤波器系数的方法，其中该第一数据与该第二数据分别包含一特定颜色的像素数据。


4.根据权利要求3所述的确定滤波器系数的方法，其中该第一数据的该特定颜色的像素数据的数据量小于该原始数据的该特定颜色的像素数据的数据量，该第二数据的该特定颜色的像素数据的数据量小于该原始数据的该特定颜色的像素数据的数据量。


5.根据权利要求3所述的确定滤波器系数的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗轩，唐婉儒，周旸庭，陈世泽，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71