c - 将重叠相加值存储在数组中

Question

我有一个相当简单的问题，但我找不到简单的解决方案。事情是这样的，我有一个信号，假设 x 的长度是 32.x[32]。在这个数组中，我在每一步都得到实时信号的值。在第一步，我得到 [0:31] 值，第二步 [1:32]，第三步 [2:33] 等等。为了获得最终信号，我想重叠添加这些值并将它们存储到数组中。我尝试的方法是声明一个特定长度的数组，比如说 150.xfinal[150]。然后，为了填充 xfinal，我这样做。

Step 1. xfinal[0:31] = x[0:31].
Step 2. xfinal[1:31] = xfinal[1:31] + x[0:30].
    xfinal[32] = x[31];
Step 3. xfinal[2:32] = xfinal[2:32] + x[0:30].
    xfinal[33] = x[31];

等等。这样，在 33 信号之后，x_final 中的每个值都将是 32 的总和。

我用 C 编写的代码是(它有点复杂，因为 x 是一个帧，所以我必须逐像素复制。

void Overlapadd ( float **final_X, float **all_frames_X, int add_index,int w, int h)
{
    for (int i=0; i< frame_size ; i++) {  // for every pixel

        for( int j=add_index; j<add_index+32; j++){
            final_X[j][i] += all_frames_S[j-add_index][i];
        }

    }

    add_index++;
}

这段代码的问题是，当我运行很长一段时间时，final_X数组将被填满，并且final_X[add_index+32]将消失内存。这就是为什么我想以循环方式存储它。因此，当我到达末尾时，我会返回到 0。问题是，当我到达 final_X 中的某个点时，假设 add_index=60。因此，final_X[add_index] 将是 32 帧的总和，但 final_X[add_index+1] 将是仅 31 帧的一部分，final_X[add_index+ 2] 将是一些只有 30 帧的帧，依此类推。这些值对我来说很重要，因为它们帮助我通过添加新的 x 来获取新值。

我不知道我是否说清楚了，可能没有，但我希望得到一些帮助。所以问题是如何重叠添加信号并将它们长期存储在 vector 中。

Answer 1

您可以使用模算术来实现这一点，但代价是在最内层循环中增加一个变量作为计数器，而另一个变量作为位置索引。

#define FINAL_X_LEN 150

void Overlapadd(float **final_X, float **all_frames_X, int add_index)
{
    for (int i = 0; i < frame_size; i++)
        for(int j = add_index, int k = 0; k < 32; j = (j+1)%FINAL_X_LEN)
            final_X[j][i] += all_frames_S[k][i];

}

这里，k 用于计算迭代次数，j 是您要索引的真实位置。

要小心 Overlapadd 末尾的 add_index++;，这很可能不会按您期望的方式工作。值通过副本传递，因此 add_index++ 仅增加 add_index 的本地副本，此更改对调用者不可见。如果您想模拟按引用传递，则必须将 add_index 作为指针传递。

另外，请注意，您组织代码的方式对于缓存来说不是很友好。 final_X[j][i] += ... 不好，因为 j 在最内层循环的每次迭代中都会更改，这会破坏空间局部性并增加缓存未命中率。如果访问阵列中的附近位置，则可以增加缓存命中时间和整体程序性能。我建议复制每个位置 j 的每一帧，而不是为每个位置 j 一次复制一帧(这就是您现在正在做的事情)。在这种情况下，这就像交换循环的顺序一样简单:

void Overlapadd(float **final_X, float **all_frames_X, int add_index)
{
    for(int j = add_index, int k = 0; k < 32; j = (j+1)%FINAL_X_LEN)
        for (int i = 0; i < frame_size; i++)
            final_X[j][i] += all_frames_S[k][i];

}