チェビシェフ多項式の高速(近似)評価


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チェビシェフ補間多項式の高速(近似)評価を均一なグリッド(チェビシェフノードでの関数値を指定)に実装する好ましい方法はありますか?私の問題は、補間多項式の次数が増えると補間が遅くなることです。

次のアイデアが頭に浮かびました。

  • 不均一FFT(NFFT)手法を採用する
  • FFTを使用して、おそらくより細かい(チェビシェフ)グリッドに最初に行った後で、チェビシェフノードでの導関数を計算します。次に、(近似)評価に区分的3次補間を使用します。
  • "近くの"チェビシェフノードで関数値(および場合によっては導関数)のみを使用する式を使用します(これは特定のNFFT手法に関連しています)。

見ていchebfunを!これは、チェビシェフ多項式による関数表現に基づくライブラリ全体です。これはオープンソースであり、高度に最適化されており、十分に維持されています。多項式の個別の評価に適した方法が存在する場合は、そこにあると思います。
2017年

回答:


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重心補間を使用することを考えましたか?チェビシェフノードで効率的に行う方法の詳細については、このホワイトペーパーのセクション5を参照してください

nmO(nm)

更新

別の方法として、補間多項式のチェビシェフ係数がある場合は、クレンショウアルゴリズムを使用します。チェビシェフノードでの関数値のみがあり、多項式を数回評価する必要がある場合は、FFTで係数を計算できます。

クレンショウアルゴリズムは、加算と乗算のみを必要とするため、重心補間よりもやや高速であり、非常にうまくベクトル化されます。


現在、特定の評価ポイントのチェビシェフノードで関数値に関連する重みを事前計算してから、実行する必要があるすべての補間についてこのポイントを評価します(多くの場合、すべて同一のチェビシェフノードと同一の評価ポイントがあります)。 、次の評価ポイントに進みます。
Thomas Klimpel、2012年

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