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目錄
32 位元到16 位元浮點(diǎn)轉(zhuǎn)換
轉(zhuǎn)換演算法
原始二進(jìn)位編碼
IEEE 16 位元編碼器
定點(diǎn)線性化
函式庫(kù)和實(shí)作
結(jié)論
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如何有效率地將32位元浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換為16位元進(jìn)行資料傳輸?

Nov 05, 2024 pm 07:07 PM

How to efficiently convert 32-bit floating point numbers to 16-bit for data transmission?

32 位元到16 位元浮點(diǎn)轉(zhuǎn)換

在許多場(chǎng)景中,將32 位元浮點(diǎn)數(shù)減小到16 位元對(duì)於任務(wù)來(lái)說(shuō)很有價(jià)值就像用戶提到的透過(guò)網(wǎng)路傳輸資料。為了滿足這一需求,有許多函式庫(kù)和演算法可以跨平臺(tái)方式執(zhí)行此轉(zhuǎn)換。

轉(zhuǎn)換演算法

為了實(shí)現(xiàn)高效率轉(zhuǎn)換,請(qǐng)考慮 IEEE 16 位元浮點(diǎn)格式。此格式使用 10 位表示有效數(shù)(尾數(shù)),5 位表示指數(shù),1 位表示符號(hào)。有幾種演算法可以處理此格式與 32 位元浮點(diǎn)數(shù)之間的複雜轉(zhuǎn)換。

原始二進(jìn)位編碼

一種方法是直接轉(zhuǎn)換數(shù)字的原始二進(jìn)位表示法。這涉及從 32 位元浮點(diǎn)數(shù)中提取有效數(shù)、指數(shù)和符號(hào)。然後,對(duì)這些值進(jìn)行縮放和移位以適合 16 位元格式。雖然簡(jiǎn)單,但這種方法可能會(huì)因舍入而導(dǎo)致精度損失。

IEEE 16 位元編碼器

更複雜的方法是使用 IEEE 16 位元編碼器。此編碼器遵循 IEEE 754-2008 標(biāo)準(zhǔn),並考慮無(wú)限大、NaN(非數(shù)字)和次正規(guī)數(shù)等邊緣情況。它採(cǎi)用仔細(xì)的捨入技術(shù)來(lái)在轉(zhuǎn)換過(guò)程中盡可能保持精度。

定點(diǎn)線性化

如果不需要接近零的高精度,另一種方法是使用定點(diǎn)線性化。該技術(shù)涉及將 32 位元浮點(diǎn)縮放為整數(shù)表示,從而有效地去除浮點(diǎn)指數(shù)。此方法比浮點(diǎn)轉(zhuǎn)換更快,但會(huì)導(dǎo)致零附近的值不太準(zhǔn)確。

函式庫(kù)和實(shí)作

各種函式庫(kù)和程式碼片段可提供在 32- 之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的功能。位和 16 位浮點(diǎn)數(shù)。以下是一些流行的選項(xiàng):

  • glm: 包含用於在不同浮點(diǎn)格式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的函數(shù),包括 float16(16 位元半精度)。
  • Eigen: 提供half 資料型別以及從 32 位元浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換到 32 位元浮點(diǎn)數(shù)的方法。
  • SSE 數(shù)學(xué)函式庫(kù): 提供高效率 16 位元 (float16) 算術(shù)和轉(zhuǎn)換的內(nèi)在函數(shù)。
  • 自訂實(shí)作:許多開(kāi)發(fā)人員根據(jù)特定要求和效能考量建立自己的轉(zhuǎn)換程式。

結(jié)論

32 位元和 16 位元之間的轉(zhuǎn)換浮點(diǎn)數(shù)涉及多種技術(shù)和考慮因素。透過(guò)選擇適當(dāng)?shù)姆椒ê凸ぞ撸梢杂行У販p少浮點(diǎn)資料的大小,同時(shí)保持應(yīng)用程式可接受的精確度水準(zhǔn)。

以上是如何有效率地將32位元浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換為16位元進(jìn)行資料傳輸?的詳細(xì)內(nèi)容。更多資訊請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章!

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