Optimización del formato de punto fijo de 24 bits para la fuente laplaciana
Autores: Peri, Zoran H.; Dini, Milan R.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Optimización del formato de punto fijo de 24 bits para la fuente laplaciana
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Formato binario
Procesamiento de datos
Recursos de hardware
Formato de punto fijo
Optimización
Rendimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
El formato binario de punto flotante de 32 bits (FP32), comúnmente utilizado para la representación de datos en computadoras, introduce una alta complejidad, requiriendo hardware potente y costoso para el procesamiento de datos y un alto consumo de energía, por lo tanto, no es adecuado para la implementación en nodos de sensores, dispositivos periféricos y otros dispositivos con recursos hardware limitados. Por lo tanto, a menudo es necesario utilizar formatos binarios de menor complejidad que FP32. Este documento propone el uso del formato de punto fijo de 24 bits que reducirá la complejidad de dos maneras, disminuyendo el número de bits y por el hecho de que el formato de punto fijo tiene significativamente menos complejidad que el formato de punto flotante. El documento optimiza el formato de punto fijo de 24 bits y examina su rendimiento para datos con distribución Laplaciana, explotando la analogía entre la representación binaria de punto fijo y la cuantización uniforme. En primer lugar, la optimización del cuantizador uniforme de 24 bits se realiza derivando dos nuevas fórmulas cerradas para un cálculo muy preciso de su amplitud máxima. Luego, el formato de punto fijo de 24 bits se optimiza mediante la optimización de su parámetro clave y proponiendo dos procedimientos de adaptación, con el objetivo de obtener el mismo rendimiento que el cuantizador uniforme óptimo en un amplio rango de varianza de datos de entrada. Se muestra que el formato de punto fijo de 24 bits propuesto logra un rendimiento 18.425 dB más alto que el formato de punto flotante con el mismo número de bits, siendo menos complejo.
Descripción
El formato binario de punto flotante de 32 bits (FP32), comúnmente utilizado para la representación de datos en computadoras, introduce una alta complejidad, requiriendo hardware potente y costoso para el procesamiento de datos y un alto consumo de energía, por lo tanto, no es adecuado para la implementación en nodos de sensores, dispositivos periféricos y otros dispositivos con recursos hardware limitados. Por lo tanto, a menudo es necesario utilizar formatos binarios de menor complejidad que FP32. Este documento propone el uso del formato de punto fijo de 24 bits que reducirá la complejidad de dos maneras, disminuyendo el número de bits y por el hecho de que el formato de punto fijo tiene significativamente menos complejidad que el formato de punto flotante. El documento optimiza el formato de punto fijo de 24 bits y examina su rendimiento para datos con distribución Laplaciana, explotando la analogía entre la representación binaria de punto fijo y la cuantización uniforme. En primer lugar, la optimización del cuantizador uniforme de 24 bits se realiza derivando dos nuevas fórmulas cerradas para un cálculo muy preciso de su amplitud máxima. Luego, el formato de punto fijo de 24 bits se optimiza mediante la optimización de su parámetro clave y proponiendo dos procedimientos de adaptación, con el objetivo de obtener el mismo rendimiento que el cuantizador uniforme óptimo en un amplio rango de varianza de datos de entrada. Se muestra que el formato de punto fijo de 24 bits propuesto logra un rendimiento 18.425 dB más alto que el formato de punto flotante con el mismo número de bits, siendo menos complejo.