Главная » Просмотр файлов » Arndt - Algorithms for Programmers

Arndt - Algorithms for Programmers (523138), страница 19

Файл №523138 Arndt - Algorithms for Programmers (Arndt - Algorithms for Programmers) 19 страницаArndt - Algorithms for Programmers (523138) страница 192013-09-15СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 19)

Similar to the Fourier transformwe avoid the forward- backward- naming scheme and put:template <typename Type>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:[ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +[++++++++++++++++[+ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ +[++++++++[+ + + ++ + + ++ + + ++ + + +[++++++++[+ ++ ++ ++ +[++++[+ + + + + + + ++ + + + + + + +[++++++++[+ ++ ++ ++ +[++++[+ + + ++ + + +[++++[+ ++ +[++[+ + + + + + + + + + + + + + + +[++++++++[+ ++ ++ ++ +[++++[+ + + ++ + + +[++++[+ ++ +[++[+ + + + + + + +[++++[+ ++ +[++[+ + + +[++[+ +[+104]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]Figure 5.10: Basis functions for the inverse Arithmetic transform (A+ , the one without minus sign).

Thevalues are ±1, blank entries denote 0.inline void arith_transform(Type *f, ulong ldn, int is){if ( is>0 ) arith_transform_plus(f, ldn);else arith_transform_minus(f, ldn);}In Kronecker product notation the arithmetic transform and its inverse can be written as·A+2=·A−2=+1+10+1+1 0−1 +1¸log2 (n)A+n=OA+2(5.57)A−2(5.58)k=1¸log2 (n)A−n =Ok=1Chapter 6The Haar transform0:1:2:3:4:5:6:7:8:9:10:11:12:13:14:15:16:17:18:19:20:21:22:23:24:25:26:27:28:29:30:31:[+[+[+[[+[[[[+[[[[[[[[+[[[[[[[[[[[[[[[+ + + + + + + + + + + + + + + + ++ + + + + + + + + + + + + + + - + + + + + + + - - - - - - - + ++ + + - - - + + + + - - - + ++ + + + + + + + + + + + + +]- - - - - - - - - - - - - -]]+ + + + + + - - - - - - - -]]]+ + - - - ]+ + + + - - - -]+ - ]+ + - ]+ + - ]+ + - ]+ + - ]+ + - ]+ + - ]+ + - -]]+ ]+ ]+ ]+ ]+ ]+ ]+ ]+ ]+ ]+ ]+ ]+ ]+ ]+ ]+ -]1/sqrt(32)1/sqrt(32)1/sqrt(16)1/sqrt(16)1/sqrt(8)1/sqrt(8)1/sqrt(8)1/sqrt(8)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)Figure 6.1: Basis functions for the Haar transform.

Only the sign of the basis functions is shown. Theabsolute value of the non-zero entries in each row is given at the right. The norm of each row is one. Atthe blank entries the functions are zero.Code for the Haar transform:template <typename Type>void haar(Type *f, ulong ldn, Type *ws=0){ulong n = (1UL<<ldn);Type s2 = sqrt(0.5);Type v = 1.0;Type *g = ws;105CHAPTER 6. THE HAAR TRANSFORM}106if ( !ws ) g = new Type[n];for (ulong m=n; m>1; m>>=1){v *= s2;ulong mh = (m>>1);for (ulong j=0, k=0; j<m; j+=2, k++){Type x = f[j];Type y = f[j+1];g[k]= x + y;g[mh+k] = (x - y) * v;}copy(g, f, m);}f[0] *= v; // v == 1.0/sqrt(n);if ( !ws ) delete [] g;The above routine uses a temporary workspace that can be supplied by the caller.

The computationalcost is only ∼ n. [FXT: haar in haar/haar.h]Code for the inverse Haar transform:template <typename Type>void inverse_haar(Type *f, ulong ldn, Type *ws=0){ulong n = (1UL<<ldn);Type s2 = sqrt(2.0);Type v = 1.0/sqrt(n);Type *g = ws;if ( !ws ) g = new Type[n];f[0] *= v;for (ulong m=2; m<=n; m<<=1){ulong mh = (m>>1);for (ulong j=0, k=0; j<m; j+=2, k++){Type x = f[k];Type y = f[mh+k] * v;g[j]= x + y;g[j+1] = x - y;}copy(g, f, m);v *= s2;}if ( !ws ) delete [] g;}[FXT: inverse haar in haar/haar.h]That the given routines use a temporary storage may be seen as a disadvantage. A rather simplereordering of the basis functions, however, allows for to an in-place algorithm.

This leads to the in-placeHaar transform.6.1In-place Haar transformCode for the in-place version of the Haar transform:template <typename Type>void haar_inplace(Type *f, ulong ldn){ulong n = 1UL<<ldn;Type s2 = sqrt(0.5);Type v = 1.0;for (ulong js=2; js<=n; js<<=1){v *= s2;for (ulong j=0, t=js>>1; j<n;j+=js, t+=js)CHAPTER 6. THE HAAR TRANSFORM0:1:2:3:4:5:6:7:8:9:10:11:12:13:14:15:16:17:18:19:20:21:22:23:24:25:26:27:28:29:30:31:[+[+[+[[+[[[[+[[[[[[[[+[[[[[[[[[[[[[[[+ + + + + + + + + + + + + ++ - + + + + - - - + + + - + + + + + + + + - - - - - - + + + - + + + + + - - + + + ++ + + + + + + + + + + + + ++ + + + + + + + + + + + + + + + +]]]]]]]]]]]]]]]]+ - - - - - - - - - - - - - - - -]+ ]+ + - ]+ ]+ + + + - - - ]+ ]+ + - ]+ ]+ + + + + + + + - - - - - - - -]+ ]+ + - ]+ ]+ + + + - - - -]+ ]+ + - -]+ -]1071/sqrt(32)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(8)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(16)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(8)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(32)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(8)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(16)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(8)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(4)Figure 6.2: Haar basis functions, in-place order.

Only the sign of the basis functions is shown. Theabsolute value of the non-zero entries in each row is given at the right. The norm of each row is one. Atthe blank entries the functions are zero.{}Type x = f[j];Type y = f[t];f[j] = x + y;f[t] = (x - y) * v;}}f[0] *= v; // v==1.0/sqrt(n);[FXT: haar inplace in haar/haar.h]. . . and its inverse:template <typename Type>void inverse_haar_inplace(Type *f, ulong ldn){ulong n = 1UL<<ldn;Type s2 = sqrt(2.0);Type v = 1.0/sqrt(n);f[0] *= v;for (ulong js=n; js>=2; js>>=1){for (ulong j=0, t=js>>1; j<n; j+=js, t+=js){Type x = f[j];Type y = f[t] * v;f[j] = x + y;f[t] = x - y;}CHAPTER 6. THE HAAR TRANSFORM0:1:2:3:4:5:6:7:8:9:10:11:12:13:14:15:16:17:18:19:20:21:22:23:24:25:26:27:28:29:30:31:[+[+[+[[+[[[[+[[[[[[[[+[[[[[[[[[[[[[[[108+ + + + + + + + + + + + + + + + ++ + + + + + + + + + + + + + + - + + + + + + + - - - - - - - + ++ + + - - - + ++ + + + - - - -+ + + + + + + + + + + + + +]- - - - - - - - - - - - - -]]+ + + + + + - - - - - - - -]]+ + - - - ]]+ + + + - - - -]+ - ]+ + - ]+ + - ]+ + - ]+ + - ]+ + - ]+ + - ]+ + - -]]+ ]+ ]+ ]+ ]+ ]+ ]+ ]+ ]+ ]+ ]+ ]+ ]+ ]+ ]+ -]1/sqrt(32)1/sqrt(32)1/sqrt(16)1/sqrt(16)1/sqrt(8)1/sqrt(8)1/sqrt(8)1/sqrt(8)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(4)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)1/sqrt(2)Figure 6.3: Basis functions of the in-place order Haar transform followed by a revbin permutation.

Notethat the ordering is such that basis functions that are identical up to a shift appear consecutively.}}v *= s2;[FXT: inverse haar inplace in haar/haar.h]The in-place Haar transform Hi is related to the ‘usual’ Haar transform H by a permutation PH via therelationsHH−1==P H · Hi−1Hi−1 · PHPH can be programmed astemplate <typename Type>void haar_permute(Type *f, ulong ldn){revbin_permute(f, 1UL<<ldn);for (ulong ldm=1; ldm<=ldn-1; ++ldm){ulong m = (1UL<<ldm); // m=2, 4, 8, ..., n/2revbin_permute(f+m, m);}}while its inverse istemplate <typename Type>(6.1)(6.2)CHAPTER 6. THE HAAR TRANSFORM109void inverse_haar_permute(Type *f, ulong ldn){for (ulong ldm=1; ldm<=ldn-1; ++ldm){ulong m = (1UL<<ldm); // m=2, 4, 8, ..., n/2revbin_permute(f+m, m);}revbin_permute(f, 1UL<<ldn);}(cf. [FXT: file perm/haarpermute.h])Then, as given above, haar is equivalent toinplace_haar();haar_permute();and inverse_haar is equivalent toinverse_haar_permute();inverse_inplace_haar();6.2Non-normalized Haar transformsVersions of the Haar transform without normalization are given in [FXT: file haar/haarnn.h].

The basisfunctions are the same as for the normalized versions, only the absolute value of the non-zero entries aredifferent.template <typename Type>void haar_nn(Type *f, ulong ldn, Type *ws=0){ulong n = (1UL<<ldn);Type *g = ws;if ( !ws ) g = new Type[n];for (ulong m=n; m>1; m>>=1){ulong mh = (m>>1);for (ulong j=0, k=0; j<m; j+=2, k++){Type x = f[j];Type y = f[j+1];g[k]= x + y;g[mh+k] = x - y;}copy(g, f, m);}if ( !ws ) delete [] g;}[FXT: haar nn in haar/haarnn.h]template <typename Type>void inverse_haar_nn(Type *f, ulong ldn, Type *ws=0){ulong n = (1UL<<ldn);Type s2 = 2.0;Type v = 1.0/n;Type *g = ws;if ( !ws ) g = new Type[n];f[0] *= v;for (ulong m=2; m<=n; m<<=1){ulong mh = (m>>1);for (ulong j=0, k=0; j<m; j+=2, k++){CHAPTER 6. THE HAAR TRANSFORMType x = f[k];Type y = f[mh+k] * v;g[j]= x + y;g[j+1] = x - y;}copy(g, f, m);v *= s2;}}if ( !ws )delete [] g;template <typename Type>void haar_inplace_nn(Type *f, ulong ldn)//// transform wrt.

to non-normalized haar base// in-place operation//// the sequence//haar_inplace_nn(); haar_permute();// is equivalent to//haar_nn()//{ulong n = 1UL<<ldn;for (ulong js=2; js<=n; js<<=1){for (ulong j=0, t=js>>1; j<n; j+=js, t+=js){Type x = f[j];Type y = f[t];f[j] = x + y;f[t] = x - y;}}}[FXT: haar inplace nn in haar/haarnn.h]template <typename Type>void inverse_haar_inplace_nn(Type *f, ulong ldn)//// inverse transform wrt. to haar base// in-place operation//// the sequence//inverse_haar_permute();//inverse_haar_inplace();// is equivalent to//inverse_haar()//{ulong n = 1UL<<ldn;Type s2 = 2.0;Type v = 1.0/n;f[0] *= v;for (ulong js=n; js>=2; js>>=1){for (ulong j=0, t=js>>1; j<n; j+=js, t+=js){Type x = f[j];Type y = f[t] * v;f[j] = x + y;f[t] = x - y;}v *= s2;}}110CHAPTER 6.

THE HAAR TRANSFORM0:1:2:3:4:5:6:7:8:9:10:11:12:13:14:15:16:17:18:19:20:21:22:23:24:25:26:27:28:29:30:31:[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++-++++++++-++++-++++++++-++++++++-+-++++++++-++++++++-++++-111]]+]]+]]+]]+]]+]]+]]+]]+]]+]]+]]+]]+]]+]]+]]+ ]- ]Figure 6.4: Basis functions for the transposed Haar transform. Only the sign of the basis functions isshown.

At the blank entries the functions are zero.6.3Transposed Haar transformstemplate <typename Type>void transposed_haar_nn(Type *f, ulong ldn, Type *ws=0){ulong n = (1UL<<ldn);Type *g = ws;if ( !ws ) g = new Type[n];for (ulong m=2; m<=n; m<<=1){ulong mh = (m>>1);for (ulong j=0, k=0; j<m; j+=2, k++){Type x = f[k];Type y = f[mh+k];g[j]= x + y;g[j+1] = x - y;}copy(g, f, m);}if ( !ws ) delete [] g;}[FXT: transposed haar nn in haar/transposedhaarnn.h]template <typename Type>void inverse_transposed_haar_nn(Type *f, ulong ldn, Type *ws=0){ulong n = (1UL<<ldn);Type *g = ws;CHAPTER 6. THE HAAR TRANSFORM}if ( !ws ) g = new Type[n];for (ulong m=n; m>1; m>>=1){ulong mh = (m>>1);for (ulong j=0, k=0; j<m;{Type x = f[j]* 0.5;Type y = f[j+1] * 0.5;g[k]= x + y;g[mh+k] = x - y;}copy(g, f, m);}if ( !ws ) delete [] g;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:[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[112j+=2, k++)+ + ++++]+ - ++++]+- + +++]+- - +++]+- + +++]+- - +++]+- + ++]+- - ++]+- + +++]+- - +++]+- + ++]+- - ++]+- + ++]+- - ++]+- + +]+- - +]+- + +++]+- - +++]+- + ++]+- - ++]+- + ++]+- - ++]+- + +]+- - +]+- + ++]+- - ++]+- + +]+- - +]+- + +]+- - +]+- + ]+- - ]Figure 6.5: Basis functions for the transposed in-place Haar transform.

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
6309
Авторов
на СтудИзбе
313
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее