Question

我尝试实现通用的IIR过滤器。主要内容如下：

    // Loop over all SOS sections:
    value_type y = x;
    BOOST_FOREACH( Sos& n, m_sos )
    {
        y = update( n, y );
    }

使用：

...update( Sos& sos, const value_type& x ) const
{

    const value_type xs = sos.m_s * x;

    const value_type w0 =   xs
                          - sos.m_a( 1 ) * sos.m_w( 0 )
                          - sos.m_a( 2 ) * sos.m_w( 1 );

    const value_type y =   w0
                         + sos.m_b( 1 ) * sos.m_w( 0 )
                         + sos.m_b( 2 ) * sos.m_w( 1 );

    sos.m_w( 1 ) = sos.m_w( 0 );
    sos.m_w( 0 ) = w0;

    return y;
}

系数m_a，m_b是可变的，并且在运行时期间从文件中读取一次。因此，在编译期间值是未知的。取决于设计过滤它可能发生一些系数是1.0或0.0。因此相应操作可以省略。这将节省很多性能。当然，我现在可以优化代码以便快速使用一个专用过滤器，但如上所述实施应非常通用。我的第一个想法是某种自我修改算法...但也许有人有一个很酷的想法或提示...... :)

Answer 1

您可以制作过滤功能的模板版本。我不知道如何将其直接应用于您的代码，但请考虑以下内容：

// Z1 means "coefficient 1 is zero"
template <bool Z1, bool Z2, bool Z3, bool Z4, bool Z5>
...update( Sos& sos, const value_type& x ) const
{
    value_type coef1 = Z1 ? 0 : sos.m_a( 1 ); // or whatever else
    value_type coef2 = Z2 ? 0 : ...;
    value_type coef3 = Z3 ? 0 : ...;
    value_type coef4 = Z4 ? 0 : ...;
    value_type coef5 = Z5 ? 0 : ...;

    ... // the rest of your code
}

到目前为止，它定义了32个不同的函数，每个函数都经过最大程度的优化（编译器应检测乘以零常数并优化代码）。然后，您可以使用函数指针数组：

auto my_table[] = {
    &update<0, 0, 0, 0, 0>,
    &update<0, 0, 0, 0, 1>,
    ...
    &update<1, 1, 1, 1, 1>
};

然后检查性能不重要的系数（从文件读取系数的位置），从数组中获取函数指针，并将其存储在对象Sos中。

如果这听起来太模糊，我很抱歉;我不明白你的代码足以在可编译的代码中表达我的想法。

Answer 2

只有5个系数，生成所有2 ^ 5个代码排列然后在运行时选择适当的排列是可行的（例如，如果第一个第二和第五个系数为0，则为“new Updater00110（）”以及第三个和第四个系数是非零）;这假设当系数为0或1时代码是相同的，如果它们不同，那么你会看到3 ^ 5个排列，这可能会使代码膨胀太多。

从表面上看，未使用的类/函数不应该使高速缓存或类似的东西混乱。

在过去，当我不得不生成这样的几个代码排列时，我使用了一个帮助程序（通常用像Python这样的解释语言编写）来自动生成所有2 ^ 5个排列的代码/文件。

Answer 3

问：我必须使用哪种解决方案＆＃34;优化＆＃34;运行时的代码取决于使用的系数？

所以基本上你想要一个＆＃34; 编译和优化自己的代码＆＃34;在运行时。 从技术上讲，这是可能的：例如 here 。主要是从代码中调用C / C ++编译器，创建代码页并使用函数指针跳转到它。

从实践角度，我不推荐它。在运行时编译需要时间。当然，如果它只完成一次，它可能会还清。问题是你编译的二进制文件会产生很多要求，而且难以分发。

我的建议如下：

使您的过滤器功能为内联 - 这将节省将参数传递给您的函数的时间。如果你只使用5个系数，这可能值得尝试。
验证系数为1.0或0.0的情况的发生。可能这些情况非常罕见，因此您不必担心它们。
检查您的设计是否可以使用预先计算的值集实现，在初始化时仅计算一次。

自修改算法？

3 个答案: