OMP算法

function [A]=OMP(D,X,L); 
%=============================================
% Sparse coding of a group of signals based on a given 
% dictionary and specified number of atoms to use. 
% input arguments: 
%       D - the dictionary (its columns MUST be normalized).   字典,每列必须单位化
%       X - the signals to represent                           输入的信号,图像?
%       L - the max. number of coefficients for each signal.   稀疏度
% output arguments: 
%       A - sparse coefficient matrix.                         稀疏矩阵
%=============================================
[n,P]=size(X);
[n,K]=size(D);                                                
for k=1:1:P,                   
    a=[];
    x=X(:,k);                                               %选取输入信号的每一列
    residual=x;                                             %残差的初始值           
    indx=zeros(L,1);                                        %初始化索引矩阵  
    for j=1:1:L,
        proj=D'*residual;                                   %找到索引值,找出字典中的最大项
        [maxVal,pos]=max(abs(proj));
        pos=pos(1);                                          %增加索引值
        indx(j)=pos;
        a=pinv(D(:,indx(1:j)))*x;                            %根据投影关系利用最小二乘法计算信号在字典空间的投影
        residual=x-D(:,indx(1:j))*a;                         %
        if sum(residual.^2) < 1e-6    
            break;
        end
    end;
    temp=zeros(K,1);
    temp(indx(1:j))=a;%j=L了
    A(:,k)=sparse(temp);                                     %使用稀疏矩阵存储
end;
return;
### OpenMP 实现并行计算 OpenMP 是一种用于共享内存多处理器系统的并行程序开发的应用程序接口(API),它通过编译指示(pragmas)来简化并行化的实现过程。以下是关于如何利用 OpenMP 实现并行计算的一些核心概念和技术细节。 #### 基本语法结构 在 C++ 中,OpenMP 的基本语法规则是通过 `#pragma` 指令引入特定的并行操作[^1]。例如: ```cpp #pragma omp parallel for for (int i = 0; i < n; ++i) { // 循环体中的代码将在多个线程间分配执行 } ``` 上述代码片段展示了如何使用 `parallel for` 指令将循环迭代分布到不同的线程上运行。这可以显著提高处理大规模数据集时的效率。 #### 并行快速排序的具体实现 为了优化基于递归特性的快速排序算法,在使用 OpenMP 进行并行化的过程中需要注意避免过多的上下文切换带来的开销[^2]。下面给出了一种可能的方式: ```cpp #include <omp.h> void quickSortParallel(int* array, int left, int right){ if(left >= right) return; int pivotIndex = partition(array, left, right); #pragma omp task quickSortParallel(array, left, pivotIndex - 1); #pragma omp task quickSortParallel(array, pivotIndex + 1, right); } void sortWithTasks(int *array, int size){ #pragma omp parallel { #pragma omp single quickSortParallel(array, 0, size - 1); } } ``` 在这个例子中,我们采用了任务导向型的方法 (`task`) 来创建独立的任务单元分别负责左右两部分数组的排序工作。这种方法有助于减少不必要的同步等待时间以及提升整体性能表现。 #### 性能考量因素 尽管采用 OpenMP 可以轻松地完成某些类型的并行化任务,但在实际应用过程中还需要考虑以下几个方面的影响: - **粒度控制**:过细或过粗的工作划分都会影响最终效果; - **负载均衡**:确保各线程之间的工作量尽可能均匀分配; - **竞争条件与死锁风险**:需小心设计互斥机制防止潜在冲突发生; 以上这些都需要开发者仔细权衡和测试才能达到最佳的效果。
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