Главная » Просмотр файлов » Arndt - Algorithms for Programmers

Arndt - Algorithms for Programmers (523138), страница 17

Файл №523138 Arndt - Algorithms for Programmers (Arndt - Algorithms for Programmers) 17 страницаArndt - Algorithms for Programmers (523138) страница 172013-09-15СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 17)

If one wants the basis functionsordered by their sequency one can use the procedureconst ulong n = (1UL<<ldn);walsh_wak_dif2(f, ldn);revbin_permute(f, n);inverse_gray_permute(f, n);That isWw=G−1 R Wk = Wk R GA function that computes the k-th base function of the transform istemplate <typename Type>void walsh_wal_basefunc(Type *f, ulong n, ulong k){k = revbin(k, ld(n)+1);k = gray_code(k);//// =^=//k = revbin(k, ld(n));//k = green_code(k);for (ulong i=0; i<n; ++i){ulong x = i & k;x = parity(x);f[i] = ( 0==x ? +1 : -1 );}}[FXT: walsh wal basefunc in walsh/walshbasefunc.h]A version of the transform that avoids the Gray-permutation is based on1 Notethat the sequency of a signal with frequency f usually is 2 f .(5.31)CHAPTER 5.

THE WALSH TRANSFORM AND ITS RELATIVES0:1:2:3:4:5:6:7:8:9:10:11:12:13:14:15:16:17:18:19:20:21:22:23:24:25:26:27:28:29:30:31:[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[********************************************************************************************************************************* * * * * * ** * * * * * **** ** ** * * ** * * ** * ** * *** * * *** * * ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** *** **** *** *** ********* **** ****** **** ************** * * * * * * * * * ** *** * * * * * * ** * * * * ** ** * * * ** * * ** * * *** * * ** * ** ** * * ** * * *** ** ** * * ** ** ** ** * ** ** ** ** *** ** ** *** ** *** ** ***** *** *** *** *** *** ******* *** **** **** ***** ********* ********* ************* * * * * * * ]]* * * * * * * ]]* * * * ]* * *]* * * * ]* * *]** * ]* * * *]** * ]* * * *]* ** * ]** *]* ** * ]** *]* ** ]* ** *]* ** ]* ** *]* *** ]** *]* *** ]** *]*** ]** **]*** ]** **]**** ]***]**** ]***]92( 0)( 1)( 2)( 3)( 4)( 5)( 6)( 7)( 8)( 9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)(20)(21)(22)(23)(24)(25)(26)(27)(28)(29)(30)(31)Figure 5.4: Basis functions for the sequency-ordered Walsh transform (Walsh-Kacmarz basis).

Asterisksdenote the value +1, blank entries denote −1.template <typename Type>void walsh_wal_dif2_core(Type *f, ulong ldn)// decimation in frequency (DIF) algorithm// gray_permute is absorbed//// walsh_wal(f, ldn)//=^=// revbin_permute(f, n); walsh_wal_dif2_core(f, ldn);{const ulong n = (1UL<<ldn);for (ulong ldm=ldn; ldm>=2; --ldm){const ulong m = (1UL<<ldm);const ulong mh = (m>>1);const ulong m4 = (mh>>1);for (ulong r=0; r<n; r+=m){ulong j;for (j=0; j<m4; ++j){ulong t1 = r+j;ulong t2 = t1+mh;double u = f[t1];double v = f[t2];f[t1] = u + v;f[t2] = u - v;}for ( ; j<mh; ++j){ulong t1 = r+j;ulong t2 = t1+mh;CHAPTER 5.

THE WALSH TRANSFORM AND ITS RELATIVES}//}}93double u = f[t1];double v = f[t2];f[t1] = u + v;f[t2] = v - u; // reversed}if ( ldn ){// ulong ldm=1;const ulong m = 2; //(1UL<<ldm);const ulong mh = 1; //(m>>1);for (ulong r=0; r<n; r+=m){ulong j = 0;for (ulong j=0; j<mh; ++j){ulong t1 = r+j;ulong t2 = t1+mh;double u = f[t1];double v = f[t2];f[t1] = u + v;f[t2] = u - v;}}}The transform still needs the revbin-permutation:template <typename Type>inline void walsh_wal(Type *f, ulong ldn){revbin_permute(f, (1UL<<ldn));walsh_wal_dif2_core(f, ldn);// =^=//walsh_wal_dit2_core(f, ldn);//revbin_permute(f, (1UL<<ldn));}A decimation in time (DIT) version of the core-routine is also given in [FXT: file walsh/walshwal.h].The procedure gray_permute() is introduced in section 7.8.For the variantwalsh_gray(f, ldn);grs_negate(f, n);revbin_permute(f, n);is equivalent to walsh wal(f, ldn) and might be faster for large arrays.

We haveWw=R Q Wg = Wg−1 R Q(5.32)An alternative ordering of the base functions (first even sequencies ascending then odd sequencies descending [FXT: walsh wal rev in walsh/walshwalrev.h]) can be obtained by either ofrevbin_permute(f, 1UL<<ldn);gray_permute(f, n);walsh_wak(f,ldn);walsh_wak(f,ldn);inverse_gray_permute(f, n);revbin_permute(f, 1UL<<ldn);zip_rev(f, n);walsh_wal(f, ldn);walsh_wal(f, ldn);unzip_rev(f, n);walsh_wak(f, ldn);CHAPTER 5. THE WALSH TRANSFORM AND ITS RELATIVES0:1:2:3:4:5:6:7:8:9:10:11:12:13:14:15:16:17:18:19:20:21:22:23:24:25:26:27:28:29:30:31:[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[***************************************************************** * * * * ** * * * ***** * ** ** ** *** ** ** **** *** **** ***************** *** **** ** *** ** ** *** ** ** * ***** * * * ** * * * * ** * * * * * * * * * * * * * * *** * * * * * * ** * ** * * *** * * ** * ** * * ** * * *** ** * * ** *** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** *** *** *** *** ** ****** **** *** **** ******* *************************** *** *********** **** **** *** **** *** ** ** *** *** *** ** *** ** ** *** ** ** ** * ** * * ** ** *** ** * * ** * ** * * *** * * ** * * * ** * * * * * * ** * * * * * ** * * * ** * * * ** ** **** ** ** ** ** *** ****************** *** ****** *** **** *** ** * * ** * * ** * ** * *********************************94]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]( 0)( 2)( 4)( 6)( 8)(10)(12)(14)(16)(18)(20)(22)(24)(26)(28)(30)(31)(29)(27)(25)(23)(21)(19)(17)(15)(13)(11)( 9)( 7)( 5)( 3)( 1)Figure 5.5: Basis functions for the reversed sequency ordered Walsh transform.

Asterisks denote thevalue +1, blank entries denote −1.inverse_gray_permute(f, n);revbin_permute(f, n);revbin_permute(f, 1UL<<ldn);walsh_gray(f, ldn);grs_negate(f, n);That is,W¯w===Wk G R = R G−1 WkWw Z̄ = Z̄ −1 WwQ Wg R(5.33)(5.34)(5.35)However, an implementation that is more efficient uses the core-routines that have the Gray-permutation‘absorbed’:template <typename Type>inline void walsh_wal_rev(Type *f, ulong ldn){revbin_permute(f, (1UL<<ldn));walsh_wal_dit2_core(f, ldn);// =^=//walsh_wal_dif2_core(f, ldn);//revbin_permute(f, n);}[FXT: walsh wal rev in walsh/walshwalrev.h].CHAPTER 5.

THE WALSH TRANSFORM AND ITS RELATIVES95This implementation uses the fact thatW¯w= R Ww R(5.36)We can do still better:revbin_permute(f, n);walsh_gray(f, ldn);grs_negate(f, n);gives the same transform.Similar relations as for the transform with Walsh-Paley basis (5.29 and 5.30) hold for Ww :Ww==G Ww G = G−1 Ww G−1Z̄ Ww Z̄ = Z̄ −1 Ww Z̄ −1(5.37)(5.38)The k-th base function of the transform can be computed astemplate <typename Type>void walsh_wal_rev_basefunc(Type *f, ulong n, ulong k){k = revbin(k, ld(n));k = gray_code(k);// =^=//k = green_code(k);//k = revbin(k, ld(n));for (ulong i=0; i<n; ++i){ulong x = i & k;x = parity(x);f[i] = ( 0==x ? +1 : -1 );}}[FXT: walsh wal rev basefunc in walsh/walshbasefunc.h]The next variant of the Walsh transform has the interesting feature that the basis functions for a length-ntransform have only sequencies n/2 and n/2 − 1 at the even and odd indices, respectively. The transformis self-inverse (the basis is shown in figure 5.6) and can be obtained viatemplate <typename Type>void walsh_q1(Type *f, ulong ldn){ulong n = 1UL << ldn;grs_negate(f, n);walsh_gray(f, ldn);revbin_permute(f, n);}[FXT: walsh q1 in walsh/walshq.h]A different transform with sequency n/2 for the first half of the basis, sequency n/2 − 1 for the secondhalf ([FXT: walsh q2 in walsh/walshq.h], basis shown in figure 5.7) is computed bytemplate <typename Type>void walsh_q2(Type *f, ulong ldn){ulong n = 1UL << ldn;revbin_permute(f, n);grs_negate(f, n);walsh_gray(f, ldn);// =^=//grs_negate(f, n);//revbin_permute(f, n);//walsh_gray(f, ldn);}CHAPTER 5.

THE WALSH TRANSFORM AND ITS RELATIVES0:1:2:3:4:5:6:7:8:9:10:11:12:13:14:15:16:17:18:19:20:21:22:23:24:25:26:27:28:29:30:31:[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[* * ** * ** * ** ** ** *** * ** * ** * ** ********* **** ** * ********* * ******* * * *********** **** * *** * ***** * ****** * * ** * * ***** * ********* * ** * *** * ****** *** * *** * **** ***** * ** * ** ** * *** * ** * ** ** * ****** ** ***** **** **** ** * ******* ***** * *** ** ** * *** * *** * *** *** * ****** ********* * ** * ** * * **** * * ******* * * ******* * ** ** ************* * ** * ** * ** *** * ******* * * *********** **** * ** * ****** ***** * ** * ** * *** * ** * ** ** * ** * ** ******* ****** *** * ** * *** ****** * ** * *** ********* * * ***** * ***** * **** * *** * ***** *** *** *** * ** ** * ** * ** ** ***** ]]* ]* ]* ]]]]* ]]* ]* ]]* ]* ]* ]* ]]* ]* ]* ]]]]]* ]]]* ]]]]96(16)(15)(16)(15)(16)(15)(16)(15)(16)(15)(16)(15)(16)(15)(16)(15)(16)(15)(16)(15)(16)(15)(16)(15)(16)(15)(16)(15)(16)(15)(16)(15)Figure 5.6: Basis functions for a self-inverse Walsh transform that has sequencies n/2 and n/2 − 1 only.Asterisks denote the value +1, blank entries denote −1.One has:Wq2= R Wq1 RThe base functions of the transforms can be computed astemplate <typename Type>void walsh_q1_basefunc(Type *f, ulong n, ulong k){ulong qk = (grs_negative_q(k) ? 1 : 0);k = gray_code(k);k = revbin(k, ld(n));for (ulong i=0; i<n; ++i){ulong x = i & k;x = parity(x);ulong qi = (grs_negative_q(i) ? 1 : 0);x ^= (qk ^ qi);f[i] = ( 0==x ? +1 : -1 );}}andtemplate <typename Type>void walsh_q2_basefunc(Type *f, ulong n, ulong k){ulong qk = (grs_negative_q(k) ? 1 : 0);k = revbin(k, ld(n));k = gray_code(k);(5.39)CHAPTER 5.

THE WALSH TRANSFORM AND ITS RELATIVES0:1:2:3:4:5:6:7:8:9:10:11:12:13:14:15:16:17:18:19:20:21:22:23:24:25:26:27:28:29:30:31:[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[* * ** * ** * ** ** *** * **** ** *** *************************** * * ******* ***** ** ** ** *** ********* * ** *** * *** * ***** * ** ** * * ******* * ***** * *** *** *** * ** * *** * **** ****** ******* * *** **** * *** *** * *** * *** * ** * * *** ** * ***** * ******* **** * ***** * ******** * ** * ** ***** *** ** ******* *** * ** * ** ******* * ****** *** *** *** **** *** *** * ** * ** * *** ***** * ********* *** * ****************** ** ** ** *** * ** ******* * ***** *** * ** **** ***** * *** **** ****** ** * ** * *** ******* * *** * *** * ***** *** * ** * ** ** ***** * ** ** *** *** * ******* * * ****** * ***97* ] (16)* ] (16)* ] (16)] (16)* ] (16)* ] (16)] (16)* ] (16)* ] (16)* ] (16)* ] (16)] (16)] (16)] (16)* ] (16)] (16)] (15)] (15)] (15)* ] (15)] (15)] (15)* ] (15)] (15)* ] (15)* ] (15)* ] (15)] (15)] (15)] (15)* ] (15)] (15)Figure 5.7: Basis functions for a self-inverse Walsh transform (second form) that has sequencies n/2 andn/2 − 1 only.

Asterisks denote the value +1, blank entries denote −1.}for (ulong i=0; i<n; ++i){ulong x = i & k;x = parity(x);ulong qi = (grs_negative_q(i) ? 1 : 0);x ^= (qk ^ qi);f[i] = ( 0==x ? +1 : -1 );}[FXT: walsh q1 basefunc and walsh q2 basefunc in walsh/walshbasefunc.h]5.7The slant transformThe slant transform can be implemented using a Walsh Transform and just a little pre/post-processing:void slant(double *f, ulong ldn)// slant transform{walsh_wak(f, ldn);ulong n = 1UL<<ldn;for (ulong ldm=0; ldm<ldn-1; ++ldm){ulong m = 1UL<<ldm; // m = 1, 2, 4, 8, ..., n/4double N = m*2, N2 = N*N;double a = sqrt(3.0*N2/(4.0*N2-1.0));double b = sqrt(1.0-a*a); // == sqrt((N2-1)/(4*N2-1));CHAPTER 5. THE WALSH TRANSFORM AND ITS RELATIVES}}98for (ulong j=m; j<n-1; j+=4*m){ulong t1 = j;ulong t2 = j + m;double f1 = f[t1], f2 = f[t2];f[t1] = a * f1 - b * f2;f[t2] = b * f1 + a * f2;}The ldm-loop executes ldn−1 times, the inner loop is executed is n/2 − 1 times. That is, apart fromthe Walsh transform only an amount of work linear with the array size has to be done.

Характеристики

Тип файла
PDF-файл
Размер
1,52 Mb
Тип материала
Учебное заведение
Неизвестно

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6314
Авторов
на СтудИзбе
312
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее