zeros

固定小数点プロパティをもつ、すべて 0 の配列を作成

構文

X = zeros('like',p)

X = zeros(n,'like',p)

X = zeros(sz1,...,szN,'like',p)

X = zeros(sz,'like',p)

説明

X = zeros('like',p) は、p と同じ numerictype、実数/複素数および fimath をもつスカラー 0 を返します。

X = zeros(n,'like',p) は、p と同様の n 行 n 列の 0 の配列を返します。

X = zeros(sz1,...,szN,'like',p) は、p と同様の sz1 x ... x szN の 0 の配列を返します。

X = zeros(sz,'like',p) は、p と同様の 0 の配列を返します。サイズ ベクトル sz は size(X) を定義します。

例

固定小数点属性をもつ 0 の 2 次元配列

指定された numerictype および fimath プロパティをもつ、2 行 3 列の 0 の配列を作成します。

語長が 24 で小数部の長さが 12 である符号付き fi オブジェクトを作成します。

p = fi([],1,24,12);

p と同じ numerictype プロパティをもつ、2 行 3 列の 0 の配列を作成します。

X = zeros(2,3,'like',p)

X = 
     0     0     0
     0     0     0

          DataTypeMode: Fixed-point: binary point scaling
            Signedness: Signed
            WordLength: 24
        FractionLength: 12

既存の配列によって定義されたサイズ

3 行 2 列の配列 A を定義します。

A = [1 4 ; 2 5 ; 3 6];

sz = size(A)

sz = 1×2

     3     2

語長が 24 で小数部の長さが 12 である符号付き fi オブジェクトを作成します。

p = fi([],1,24,12);

A と同じサイズで p と同じ numerictype プロパティをもつ、0 の配列を作成します。

X = zeros(sz,'like',p)

X = 
     0     0
     0     0
     0     0

          DataTypeMode: Fixed-point: binary point scaling
            Signedness: Signed
            WordLength: 24
        FractionLength: 12

固定小数点属性をもつ 0 の正方配列

指定された numerictype および fimath プロパティをもつ、4 行 4 列の 0 の配列を作成します。

語長が 24 で小数部の長さが 12 である符号付き fi オブジェクトを作成します。

p = fi([],1,24,12);

p と同じ numerictype プロパティをもつ、4 行 4 列の 0 の配列を作成します。

X = zeros(4, 'like', p)

X = 
     0     0     0     0
     0     0     0     0
     0     0     0     0
     0     0     0     0

          DataTypeMode: Fixed-point: binary point scaling
            Signedness: Signed
            WordLength: 24
        FractionLength: 12

複素固定小数点の 0

実数値ではなく、既存の配列のような複素数のスカラー固定小数点の 0 を作成します。

複素数 fi オブジェクトを定義します。

p = fi( [1+2i 3i],1,24,12);

p のような複素数の 1 のスカラーを作成します。

X = zeros('like',p)

X = 
   0.0000 + 0.0000i

          DataTypeMode: Fixed-point: binary point scaling
            Signedness: Signed
            WordLength: 24
        FractionLength: 12

データ型に依存しない MATLAB コードの作成

アルゴリズムそのものを変更しなくてもさまざまなデータ型で実行できるような MATLAB^® アルゴリズムを作成します。アルゴリズムを再利用するには、アルゴリズムとは別にデータ型を定義します。

このアプローチに従うと、浮動小数点データ型でアルゴリズムを実行してベースラインを定義できます。その後、さまざまな固定小数点データ型でアルゴリズムをテストすることによって、元の MATLAB コードに変更を加えなくても、固定小数点の動作をベースラインと比較できるようになります。

MATLAB 関数 my_filter を作成します。この関数は、係数と入出力データのデータ型を定義する構造体である T を入力パラメーターとして受け入れます。

function [y,z] = my_filter(b,a,x,z,T)
    % Cast the coefficients to the coefficient type
    b = cast(b,'like',T.coeffs);
    a = cast(a,'like',T.coeffs);
    % Create the output using zeros with the data type
    y = zeros(size(x),'like',T.data);
    for i = 1:length(x)
        y(i) = b(1)*x(i) + z(1);
        z(1) = b(2)*x(i) + z(2) - a(2) * y(i);
        z(2) = b(3)*x(i)        - a(3) * y(i);
    end
end

MATLAB 関数 zeros_ones_cast_example を作成します。この関数は、浮動小数点ステップ入力と固定小数点ステップ入力をもつ my_filter を呼び出して、結果を比較します。

function zeros_ones_cast_example

    % Define coefficients for a filter with specification
    % [b,a] = butter(2,0.25)
    b = [0.097631072937818   0.195262145875635   0.097631072937818];
    a = [1.000000000000000  -0.942809041582063   0.333333333333333];

    % Define floating-point types
    T_float.coeffs = double([]);
    T_float.data   = double([]);

    % Create a step input using ones with the 
    % floating-point data type
    t = 0:20;
    x_float = ones(size(t),'like',T_float.data);

    % Initialize the states using zeros with the 
    % floating-point data type
    z_float = zeros(1,2,'like',T_float.data);

    % Run the floating-point algorithm
    y_float = my_filter(b,a,x_float,z_float,T_float);
     
    % Define fixed-point types
    T_fixed.coeffs = fi([],true,8,6);
    T_fixed.data   = fi([],true,8,6);

    % Create a step input using ones with the 
    % fixed-point data type
    x_fixed = ones(size(t),'like',T_fixed.data);

    % Initialize the states using zeros with the 
    % fixed-point data type
    z_fixed = zeros(1,2,'like',T_fixed.data);

    % Run the fixed-point algorithm
    y_fixed = my_filter(b,a,x_fixed,z_fixed,T_fixed);
     
    % Compare the results
    coder.extrinsic('clf','subplot','plot','legend')
    clf
    subplot(211)
    plot(t,y_float,'co-',t,y_fixed,'kx-')
    legend('Floating-point output','Fixed-point output')
    title('Step response')
    subplot(212)
    plot(t,y_float - double(y_fixed),'rs-')
    legend('Error')
    figure(gcf)
end

入力引数

n — 正方行列のサイズ

整数値

正方行列のサイズを整数値として指定し、出力を n 行 n 列の 1 の正方行列として定義します。

• n が 0 の場合、X は空の行列です。

• n が負の場合は 0 として扱われます。

データ型: double | single | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64

sz1,...,szN — 各次元のサイズ

2 つ以上の整数値

各次元のサイズを 2 つ以上の整数値として指定し、X を sz1 x ... x szN の配列として定義します。

• 次元のサイズが 0 の場合、X は空の配列になります。

• 次元のサイズが負の場合は 0 として扱われます。

• 2 次元より大きい後続次元のサイズが 1 の場合、出力 X にそれらの次元は含まれません。

データ型: double | single | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64

sz — 出力サイズ

整数値の行ベクトル

整数値の行ベクトルとして指定される出力サイズ。このベクトルの各要素は対応する次元のサイズを示します。

• 次元のサイズが 0 の場合、X は空の配列になります。

• 次元のサイズが負の場合は 0 として扱われます。

• 2 次元より大きい後続次元のサイズが 1 の場合、出力 X にそれらの次元は含まれません。

例: sz = [2,3,4] は、X を 2 x 3 x 4 の配列として定義します。

データ型: double | single | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64

p — プロトタイプ

fi オブジェクト | 数値変数

fi オブジェクトまたは数値変数として指定されるプロトタイプ。プロトタイプを使用して複素数オブジェクトを指定するには、プロトタイプの値を指定しなければなりません。それ以外の場合は、値を指定する必要はありません。

複素数のサポート: あり

ヒント

b = cast(a,'like',p) 構文を使用してアルゴリズム コードとは別にデータ型を指定すると、以下のことができます。

• 異なるデータ型でアルゴリズム コードを再利用

• データ型指定を切り離してアルゴリズムを整理し、データ型ごとにステートメントを切り替え

• アルゴリズム コードの可読性を向上

• 固定小数点データ型と浮動小数点データ型を切り替えてベースラインを比較

• アルゴリズム コードを変更しないで固定小数点設定のバリエーションを切り替え

バージョン履歴

R2013a で導入

参考

cast | ones | zeros

トピック

• cast と zeros を使用した浮動小数点型および固定小数点型の FIR フィルター アルゴリズムの実装
• 手動による固定小数点の変換ワークフロー
• 手動による固定小数点の変換のベスト プラクティス