| 1 | //$$ fft.cpp                         Fast fourier transform | 
|---|
| 2 |  | 
|---|
| 3 | // Copyright (C) 1991,2,3,4,8: R B Davies | 
|---|
| 4 |  | 
|---|
| 5 |  | 
|---|
| 6 | #define WANT_MATH | 
|---|
| 7 | // #define WANT_STREAM | 
|---|
| 8 |  | 
|---|
| 9 | #include "include.h" | 
|---|
| 10 |  | 
|---|
| 11 | #include "newmatap.h" | 
|---|
| 12 |  | 
|---|
| 13 | // #include "newmatio.h" | 
|---|
| 14 |  | 
|---|
| 15 | #ifdef use_namespace | 
|---|
| 16 | namespace NEWMAT { | 
|---|
| 17 | #endif | 
|---|
| 18 |  | 
|---|
| 19 | #ifdef DO_REPORT | 
|---|
| 20 | #define REPORT { static ExeCounter ExeCount(__LINE__,19); ++ExeCount; } | 
|---|
| 21 | #else | 
|---|
| 22 | #define REPORT {} | 
|---|
| 23 | #endif | 
|---|
| 24 |  | 
|---|
| 25 | static void cossin(int n, int d, Real& c, Real& s) | 
|---|
| 26 | // calculate cos(twopi*n/d) and sin(twopi*n/d) | 
|---|
| 27 | // minimise roundoff error | 
|---|
| 28 | { | 
|---|
| 29 |    REPORT | 
|---|
| 30 |    long n4 = n * 4; int sector = (int)floor( (Real)n4 / (Real)d + 0.5 ); | 
|---|
| 31 |    n4 -= sector * d; | 
|---|
| 32 |    if (sector < 0) { REPORT sector = 3 - (3 - sector) % 4; } | 
|---|
| 33 |    else  { REPORT sector %= 4; } | 
|---|
| 34 |    Real ratio = 1.5707963267948966192 * (Real)n4 / (Real)d; | 
|---|
| 35 |  | 
|---|
| 36 |    switch (sector) | 
|---|
| 37 |    { | 
|---|
| 38 |    case 0: REPORT c =  cos(ratio); s =  sin(ratio); break; | 
|---|
| 39 |    case 1: REPORT c = -sin(ratio); s =  cos(ratio); break; | 
|---|
| 40 |    case 2: REPORT c = -cos(ratio); s = -sin(ratio); break; | 
|---|
| 41 |    case 3: REPORT c =  sin(ratio); s = -cos(ratio); break; | 
|---|
| 42 |    } | 
|---|
| 43 | } | 
|---|
| 44 |  | 
|---|
| 45 | static void fftstep(ColumnVector& A, ColumnVector& B, ColumnVector& X, | 
|---|
| 46 |    ColumnVector& Y, int after, int now, int before) | 
|---|
| 47 | { | 
|---|
| 48 |    REPORT | 
|---|
| 49 |    Tracer trace("FFT(step)"); | 
|---|
| 50 |    // const Real twopi = 6.2831853071795864769; | 
|---|
| 51 |    const int gamma = after * before;  const int delta = now * after; | 
|---|
| 52 |    // const Real angle = twopi / delta;  Real temp; | 
|---|
| 53 |    // Real r_omega = cos(angle);  Real i_omega = -sin(angle); | 
|---|
| 54 |    Real r_arg = 1.0;  Real i_arg = 0.0; | 
|---|
| 55 |    Real* x = X.Store();  Real* y = Y.Store();   // pointers to array storage | 
|---|
| 56 |    const int m = A.Nrows() - gamma; | 
|---|
| 57 |  | 
|---|
| 58 |    for (int j = 0; j < now; j++) | 
|---|
| 59 |    { | 
|---|
| 60 |       Real* a = A.Store(); Real* b = B.Store(); // pointers to array storage | 
|---|
| 61 |       Real* x1 = x; Real* y1 = y; x += after; y += after; | 
|---|
| 62 |       for (int ia = 0; ia < after; ia++) | 
|---|
| 63 |       { | 
|---|
| 64 |          // generate sins & cosines explicitly rather than iteratively | 
|---|
| 65 |          // for more accuracy; but slower | 
|---|
| 66 |          cossin(-(j*after+ia), delta, r_arg, i_arg); | 
|---|
| 67 |  | 
|---|
| 68 |          Real* a1 = a++; Real* b1 = b++; Real* x2 = x1++; Real* y2 = y1++; | 
|---|
| 69 |          if (now==2) | 
|---|
| 70 |          { | 
|---|
| 71 |             REPORT int ib = before; | 
|---|
| 72 |             if (ib) for (;;) | 
|---|
| 73 |             { | 
|---|
| 74 |                REPORT | 
|---|
| 75 |                Real* a2 = m + a1; Real* b2 = m + b1; a1 += after; b1 += after; | 
|---|
| 76 |                Real r_value = *a2; Real i_value = *b2; | 
|---|
| 77 |                *x2 = r_value * r_arg - i_value * i_arg + *(a2-gamma); | 
|---|
| 78 |                *y2 = r_value * i_arg + i_value * r_arg + *(b2-gamma); | 
|---|
| 79 |                if (!(--ib)) break; | 
|---|
| 80 |                x2 += delta; y2 += delta; | 
|---|
| 81 |             } | 
|---|
| 82 |          } | 
|---|
| 83 |          else | 
|---|
| 84 |          { | 
|---|
| 85 |             REPORT int ib = before; | 
|---|
| 86 |             if (ib) for (;;) | 
|---|
| 87 |             { | 
|---|
| 88 |                REPORT | 
|---|
| 89 |                Real* a2 = m + a1; Real* b2 = m + b1; a1 += after; b1 += after; | 
|---|
| 90 |                Real r_value = *a2; Real i_value = *b2; | 
|---|
| 91 |                int in = now-1; while (in--) | 
|---|
| 92 |                { | 
|---|
| 93 |                   // it should be possible to make this faster | 
|---|
| 94 |                   // hand code for now = 2,3,4,5,8 | 
|---|
| 95 |                   // use symmetry to halve number of operations | 
|---|
| 96 |                   a2 -= gamma; b2 -= gamma;  Real temp = r_value; | 
|---|
| 97 |                   r_value = r_value * r_arg - i_value * i_arg + *a2; | 
|---|
| 98 |                   i_value = temp    * i_arg + i_value * r_arg + *b2; | 
|---|
| 99 |                } | 
|---|
| 100 |                *x2 = r_value; *y2 = i_value; | 
|---|
| 101 |                if (!(--ib)) break; | 
|---|
| 102 |                x2 += delta; y2 += delta; | 
|---|
| 103 |             } | 
|---|
| 104 |          } | 
|---|
| 105 |  | 
|---|
| 106 |          // temp = r_arg; | 
|---|
| 107 |          // r_arg = r_arg * r_omega - i_arg * i_omega; | 
|---|
| 108 |          // i_arg = temp  * i_omega + i_arg * r_omega; | 
|---|
| 109 |  | 
|---|
| 110 |       } | 
|---|
| 111 |    } | 
|---|
| 112 | } | 
|---|
| 113 |  | 
|---|
| 114 |  | 
|---|
| 115 | void FFTI(const ColumnVector& U, const ColumnVector& V, | 
|---|
| 116 |    ColumnVector& X, ColumnVector& Y) | 
|---|
| 117 | { | 
|---|
| 118 |    // Inverse transform | 
|---|
| 119 |    Tracer trace("FFTI"); | 
|---|
| 120 |    REPORT | 
|---|
| 121 |    FFT(U,-V,X,Y); | 
|---|
| 122 |    const Real n = X.Nrows(); X /= n; Y /= (-n); | 
|---|
| 123 | } | 
|---|
| 124 |  | 
|---|
| 125 | void RealFFT(const ColumnVector& U, ColumnVector& X, ColumnVector& Y) | 
|---|
| 126 | { | 
|---|
| 127 |    // Fourier transform of a real series | 
|---|
| 128 |    Tracer trace("RealFFT"); | 
|---|
| 129 |    REPORT | 
|---|
| 130 |    const int n = U.Nrows();                     // length of arrays | 
|---|
| 131 |    const int n2 = n / 2; | 
|---|
| 132 |    if (n != 2 * n2) | 
|---|
| 133 |       Throw(ProgramException("Vector length not multiple of 2", U)); | 
|---|
| 134 |    ColumnVector A(n2), B(n2); | 
|---|
| 135 |    Real* a = A.Store(); Real* b = B.Store(); Real* u = U.Store(); int i = n2; | 
|---|
| 136 |    while (i--) { *a++ = *u++; *b++ = *u++; } | 
|---|
| 137 |    FFT(A,B,A,B); | 
|---|
| 138 |    int n21 = n2 + 1; | 
|---|
| 139 |    X.ReSize(n21); Y.ReSize(n21); | 
|---|
| 140 |    i = n2 - 1; | 
|---|
| 141 |    a = A.Store(); b = B.Store();              // first els of A and B | 
|---|
| 142 |    Real* an = a + i; Real* bn = b + i;        // last els of A and B | 
|---|
| 143 |    Real* x = X.Store(); Real* y = Y.Store();  // first els of X and Y | 
|---|
| 144 |    Real* xn = x + n2; Real* yn = y + n2;      // last els of X and Y | 
|---|
| 145 |  | 
|---|
| 146 |    *x++ = *a + *b; *y++ = 0.0;                // first complex element | 
|---|
| 147 |    *xn-- = *a++ - *b++; *yn-- = 0.0;          // last complex element | 
|---|
| 148 |  | 
|---|
| 149 |    int j = -1; i = n2/2; | 
|---|
| 150 |    while (i--) | 
|---|
| 151 |    { | 
|---|
| 152 |       Real c,s; cossin(j--,n,c,s); | 
|---|
| 153 |       Real am = *a - *an; Real ap = *a++ + *an--; | 
|---|
| 154 |       Real bm = *b - *bn; Real bp = *b++ + *bn--; | 
|---|
| 155 |       Real samcbp = s * am + c * bp; Real sbpcam = s * bp - c * am; | 
|---|
| 156 |       *x++  =  0.5 * ( ap + samcbp); *y++  =  0.5 * ( bm + sbpcam); | 
|---|
| 157 |       *xn-- =  0.5 * ( ap - samcbp); *yn-- =  0.5 * (-bm + sbpcam); | 
|---|
| 158 |    } | 
|---|
| 159 | } | 
|---|
| 160 |  | 
|---|
| 161 | void RealFFTI(const ColumnVector& A, const ColumnVector& B, ColumnVector& U) | 
|---|
| 162 | { | 
|---|
| 163 |    // inverse of a Fourier transform of a real series | 
|---|
| 164 |    Tracer trace("RealFFTI"); | 
|---|
| 165 |    REPORT | 
|---|
| 166 |    const int n21 = A.Nrows();                     // length of arrays | 
|---|
| 167 |    if (n21 != B.Nrows() || n21 == 0) | 
|---|
| 168 |       Throw(ProgramException("Vector lengths unequal or zero", A, B)); | 
|---|
| 169 |    const int n2 = n21 - 1;  const int n = 2 * n2;  int i = n2 - 1; | 
|---|
| 170 |  | 
|---|
| 171 |    ColumnVector X(n2), Y(n2); | 
|---|
| 172 |    Real* a = A.Store(); Real* b = B.Store();  // first els of A and B | 
|---|
| 173 |    Real* an = a + n2;   Real* bn = b + n2;    // last els of A and B | 
|---|
| 174 |    Real* x = X.Store(); Real* y = Y.Store();  // first els of X and Y | 
|---|
| 175 |    Real* xn = x + i;    Real* yn = y + i;     // last els of X and Y | 
|---|
| 176 |  | 
|---|
| 177 |    Real hn = 0.5 / n2; | 
|---|
| 178 |    *x++  = hn * (*a + *an);  *y++  = - hn * (*a - *an); | 
|---|
| 179 |    a++; an--; b++; bn--; | 
|---|
| 180 |    int j = -1;  i = n2/2; | 
|---|
| 181 |    while (i--) | 
|---|
| 182 |    { | 
|---|
| 183 |       Real c,s; cossin(j--,n,c,s); | 
|---|
| 184 |       Real am = *a - *an; Real ap = *a++ + *an--; | 
|---|
| 185 |       Real bm = *b - *bn; Real bp = *b++ + *bn--; | 
|---|
| 186 |       Real samcbp = s * am - c * bp; Real sbpcam = s * bp + c * am; | 
|---|
| 187 |       *x++  =  hn * ( ap + samcbp); *y++  =  - hn * ( bm + sbpcam); | 
|---|
| 188 |       *xn-- =  hn * ( ap - samcbp); *yn-- =  - hn * (-bm + sbpcam); | 
|---|
| 189 |    } | 
|---|
| 190 |    FFT(X,Y,X,Y);             // have done inverting elsewhere | 
|---|
| 191 |    U.ReSize(n); i = n2; | 
|---|
| 192 |    x = X.Store(); y = Y.Store(); Real* u = U.Store(); | 
|---|
| 193 |    while (i--) { *u++ = *x++; *u++ = - *y++; } | 
|---|
| 194 | } | 
|---|
| 195 |  | 
|---|
| 196 | void FFT(const ColumnVector& U, const ColumnVector& V, | 
|---|
| 197 |    ColumnVector& X, ColumnVector& Y) | 
|---|
| 198 | { | 
|---|
| 199 |    // from Carl de Boor (1980), Siam J Sci Stat Comput, 1 173-8 | 
|---|
| 200 |    // but first try Sande and Gentleman | 
|---|
| 201 |    Tracer trace("FFT"); | 
|---|
| 202 |    REPORT | 
|---|
| 203 |    const int n = U.Nrows();                     // length of arrays | 
|---|
| 204 |    if (n != V.Nrows() || n == 0) | 
|---|
| 205 |       Throw(ProgramException("Vector lengths unequal or zero", U, V)); | 
|---|
| 206 |    if (n == 1) { REPORT X = U; Y = V; return; } | 
|---|
| 207 |  | 
|---|
| 208 |    // see if we can use the newfft routine | 
|---|
| 209 |    if (!FFT_Controller::OnlyOldFFT && FFT_Controller::CanFactor(n)) | 
|---|
| 210 |    { | 
|---|
| 211 |       REPORT | 
|---|
| 212 |       X = U; Y = V; | 
|---|
| 213 |       if ( FFT_Controller::ar_1d_ft(n,X.Store(),Y.Store()) ) return; | 
|---|
| 214 |    } | 
|---|
| 215 |  | 
|---|
| 216 |    ColumnVector B = V; | 
|---|
| 217 |    ColumnVector A = U; | 
|---|
| 218 |    X.ReSize(n); Y.ReSize(n); | 
|---|
| 219 |    const int nextmx = 8; | 
|---|
| 220 | #ifndef ATandT | 
|---|
| 221 |    int prime[8] = { 2,3,5,7,11,13,17,19 }; | 
|---|
| 222 | #else | 
|---|
| 223 |    int prime[8]; | 
|---|
| 224 |    prime[0]=2; prime[1]=3; prime[2]=5; prime[3]=7; | 
|---|
| 225 |    prime[4]=11; prime[5]=13; prime[6]=17; prime[7]=19; | 
|---|
| 226 | #endif | 
|---|
| 227 |    int after = 1; int before = n; int next = 0; bool inzee = true; | 
|---|
| 228 |    int now = 0; int b1;             // initialised to keep gnu happy | 
|---|
| 229 |  | 
|---|
| 230 |    do | 
|---|
| 231 |    { | 
|---|
| 232 |       for (;;) | 
|---|
| 233 |       { | 
|---|
| 234 |          if (next < nextmx) { REPORT now = prime[next]; } | 
|---|
| 235 |          b1 = before / now;  if (b1 * now == before) { REPORT break; } | 
|---|
| 236 |          next++; now += 2; | 
|---|
| 237 |       } | 
|---|
| 238 |       before = b1; | 
|---|
| 239 |  | 
|---|
| 240 |       if (inzee) { REPORT fftstep(A, B, X, Y, after, now, before); } | 
|---|
| 241 |       else { REPORT fftstep(X, Y, A, B, after, now, before); } | 
|---|
| 242 |  | 
|---|
| 243 |       inzee = !inzee; after *= now; | 
|---|
| 244 |    } | 
|---|
| 245 |    while (before != 1); | 
|---|
| 246 |  | 
|---|
| 247 |    if (inzee) { REPORT A.Release(); X = A; B.Release(); Y = B; } | 
|---|
| 248 | } | 
|---|
| 249 |  | 
|---|
| 250 | // Trigonometric transforms | 
|---|
| 251 | // see Charles Van Loan (1992) "Computational frameworks for the fast | 
|---|
| 252 | // Fourier transform" published by SIAM; section 4.4. | 
|---|
| 253 |  | 
|---|
| 254 | void DCT_II(const ColumnVector& U, ColumnVector& V) | 
|---|
| 255 | { | 
|---|
| 256 |    // Discrete cosine transform, type II, of a real series | 
|---|
| 257 |    Tracer trace("DCT_II"); | 
|---|
| 258 |    REPORT | 
|---|
| 259 |    const int n = U.Nrows();                     // length of arrays | 
|---|
| 260 |    const int n2 = n / 2; const int n4 = n * 4; | 
|---|
| 261 |    if (n != 2 * n2) | 
|---|
| 262 |       Throw(ProgramException("Vector length not multiple of 2", U)); | 
|---|
| 263 |    ColumnVector A(n); | 
|---|
| 264 |    Real* a = A.Store(); Real* b = a + n; Real* u = U.Store(); | 
|---|
| 265 |    int i = n2; | 
|---|
| 266 |    while (i--) { *a++ = *u++; *(--b) = *u++; } | 
|---|
| 267 |    ColumnVector X, Y; | 
|---|
| 268 |    RealFFT(A, X, Y); A.CleanUp(); | 
|---|
| 269 |    V.ReSize(n); | 
|---|
| 270 |    Real* x = X.Store(); Real* y = Y.Store(); | 
|---|
| 271 |    Real* v = V.Store(); Real* w = v + n; | 
|---|
| 272 |    *v = *x; | 
|---|
| 273 |    int k = 0; i = n2; | 
|---|
| 274 |    while (i--) | 
|---|
| 275 |    { | 
|---|
| 276 |       Real c, s; cossin(++k, n4, c, s); | 
|---|
| 277 |       Real xi = *(++x); Real yi = *(++y); | 
|---|
| 278 |       *(++v) = xi * c + yi * s; *(--w) = xi * s - yi * c; | 
|---|
| 279 |    } | 
|---|
| 280 | } | 
|---|
| 281 |  | 
|---|
| 282 | void DCT_II_inverse(const ColumnVector& V, ColumnVector& U) | 
|---|
| 283 | { | 
|---|
| 284 |    // Inverse of discrete cosine transform, type II | 
|---|
| 285 |    Tracer trace("DCT_II_inverse"); | 
|---|
| 286 |    REPORT | 
|---|
| 287 |    const int n = V.Nrows();                     // length of array | 
|---|
| 288 |    const int n2 = n / 2; const int n4 = n * 4; const int n21 = n2 + 1; | 
|---|
| 289 |    if (n != 2 * n2) | 
|---|
| 290 |       Throw(ProgramException("Vector length not multiple of 2", V)); | 
|---|
| 291 |    ColumnVector X(n21), Y(n21); | 
|---|
| 292 |    Real* x = X.Store(); Real* y = Y.Store(); | 
|---|
| 293 |    Real* v = V.Store(); Real* w = v + n; | 
|---|
| 294 |    *x = *v; *y = 0.0; | 
|---|
| 295 |    int i = n2; int k = 0; | 
|---|
| 296 |    while (i--) | 
|---|
| 297 |    { | 
|---|
| 298 |       Real c, s; cossin(++k, n4, c, s); | 
|---|
| 299 |       Real vi = *(++v); Real wi = *(--w); | 
|---|
| 300 |       *(++x) = vi * c + wi * s; *(++y) = vi * s - wi * c; | 
|---|
| 301 |    } | 
|---|
| 302 |    ColumnVector A; RealFFTI(X, Y, A); | 
|---|
| 303 |    X.CleanUp(); Y.CleanUp(); U.ReSize(n); | 
|---|
| 304 |    Real* a = A.Store(); Real* b = a + n; Real* u = U.Store(); | 
|---|
| 305 |    i = n2; | 
|---|
| 306 |    while (i--) { *u++ = *a++; *u++ = *(--b); } | 
|---|
| 307 | } | 
|---|
| 308 |  | 
|---|
| 309 | void DST_II(const ColumnVector& U, ColumnVector& V) | 
|---|
| 310 | { | 
|---|
| 311 |    // Discrete sine transform, type II, of a real series | 
|---|
| 312 |    Tracer trace("DST_II"); | 
|---|
| 313 |    REPORT | 
|---|
| 314 |    const int n = U.Nrows();                     // length of arrays | 
|---|
| 315 |    const int n2 = n / 2; const int n4 = n * 4; | 
|---|
| 316 |    if (n != 2 * n2) | 
|---|
| 317 |       Throw(ProgramException("Vector length not multiple of 2", U)); | 
|---|
| 318 |    ColumnVector A(n); | 
|---|
| 319 |    Real* a = A.Store(); Real* b = a + n; Real* u = U.Store(); | 
|---|
| 320 |    int i = n2; | 
|---|
| 321 |    while (i--) { *a++ = *u++; *(--b) = -(*u++); } | 
|---|
| 322 |    ColumnVector X, Y; | 
|---|
| 323 |    RealFFT(A, X, Y); A.CleanUp(); | 
|---|
| 324 |    V.ReSize(n); | 
|---|
| 325 |    Real* x = X.Store(); Real* y = Y.Store(); | 
|---|
| 326 |    Real* v = V.Store(); Real* w = v + n; | 
|---|
| 327 |    *(--w) = *x; | 
|---|
| 328 |    int k = 0; i = n2; | 
|---|
| 329 |    while (i--) | 
|---|
| 330 |    { | 
|---|
| 331 |       Real c, s; cossin(++k, n4, c, s); | 
|---|
| 332 |       Real xi = *(++x); Real yi = *(++y); | 
|---|
| 333 |       *v++ = xi * s - yi * c; *(--w) = xi * c + yi * s; | 
|---|
| 334 |    } | 
|---|
| 335 | } | 
|---|
| 336 |  | 
|---|
| 337 | void DST_II_inverse(const ColumnVector& V, ColumnVector& U) | 
|---|
| 338 | { | 
|---|
| 339 |    // Inverse of discrete sine transform, type II | 
|---|
| 340 |    Tracer trace("DST_II_inverse"); | 
|---|
| 341 |    REPORT | 
|---|
| 342 |    const int n = V.Nrows();                     // length of array | 
|---|
| 343 |    const int n2 = n / 2; const int n4 = n * 4; const int n21 = n2 + 1; | 
|---|
| 344 |    if (n != 2 * n2) | 
|---|
| 345 |       Throw(ProgramException("Vector length not multiple of 2", V)); | 
|---|
| 346 |    ColumnVector X(n21), Y(n21); | 
|---|
| 347 |    Real* x = X.Store(); Real* y = Y.Store(); | 
|---|
| 348 |    Real* v = V.Store(); Real* w = v + n; | 
|---|
| 349 |    *x = *(--w); *y = 0.0; | 
|---|
| 350 |    int i = n2; int k = 0; | 
|---|
| 351 |    while (i--) | 
|---|
| 352 |    { | 
|---|
| 353 |       Real c, s; cossin(++k, n4, c, s); | 
|---|
| 354 |       Real vi = *v++; Real wi = *(--w); | 
|---|
| 355 |       *(++x) = vi * s + wi * c; *(++y) = - vi * c + wi * s; | 
|---|
| 356 |    } | 
|---|
| 357 |    ColumnVector A; RealFFTI(X, Y, A); | 
|---|
| 358 |    X.CleanUp(); Y.CleanUp(); U.ReSize(n); | 
|---|
| 359 |    Real* a = A.Store(); Real* b = a + n; Real* u = U.Store(); | 
|---|
| 360 |    i = n2; | 
|---|
| 361 |    while (i--) { *u++ = *a++; *u++ = -(*(--b)); } | 
|---|
| 362 | } | 
|---|
| 363 |  | 
|---|
| 364 | void DCT_inverse(const ColumnVector& V, ColumnVector& U) | 
|---|
| 365 | { | 
|---|
| 366 |    // Inverse of discrete cosine transform, type I | 
|---|
| 367 |    Tracer trace("DCT_inverse"); | 
|---|
| 368 |    REPORT | 
|---|
| 369 |    const int n = V.Nrows()-1;                     // length of transform | 
|---|
| 370 |    const int n2 = n / 2; const int n21 = n2 + 1; | 
|---|
| 371 |    if (n != 2 * n2) | 
|---|
| 372 |       Throw(ProgramException("Vector length not multiple of 2", V)); | 
|---|
| 373 |    ColumnVector X(n21), Y(n21); | 
|---|
| 374 |    Real* x = X.Store(); Real* y = Y.Store(); Real* v = V.Store(); | 
|---|
| 375 |    Real vi = *v++; *x++ = vi; *y++ = 0.0; | 
|---|
| 376 |    Real sum1 = vi / 2.0; Real sum2 = sum1; vi = *v++; | 
|---|
| 377 |    int i = n2-1; | 
|---|
| 378 |    while (i--) | 
|---|
| 379 |    { | 
|---|
| 380 |       Real vi2 = *v++; sum1 += vi2 + vi; sum2 += vi2 - vi; | 
|---|
| 381 |       *x++ = vi2; vi2 = *v++; *y++ = vi - vi2; vi = vi2; | 
|---|
| 382 |    } | 
|---|
| 383 |    sum1 += vi; sum2 -= vi; | 
|---|
| 384 |    vi = *v; *x = vi; *y = 0.0; vi /= 2.0; sum1 += vi; sum2 += vi; | 
|---|
| 385 |    ColumnVector A; RealFFTI(X, Y, A); | 
|---|
| 386 |    X.CleanUp(); Y.CleanUp(); U.ReSize(n+1); | 
|---|
| 387 |    Real* a = A.Store(); Real* b = a + n; Real* u = U.Store(); v = u + n; | 
|---|
| 388 |    i = n2; int k = 0; *u++ = sum1 / n2; *v-- = sum2 / n2; | 
|---|
| 389 |    while (i--) | 
|---|
| 390 |    { | 
|---|
| 391 |       Real s = sin(1.5707963267948966192 * (++k) / n2); | 
|---|
| 392 |       Real ai = *(++a); Real bi = *(--b); | 
|---|
| 393 |       Real bz = (ai - bi) / 4 / s; Real az = (ai + bi) / 2; | 
|---|
| 394 |       *u++ = az - bz; *v-- = az + bz; | 
|---|
| 395 |    } | 
|---|
| 396 | } | 
|---|
| 397 |  | 
|---|
| 398 | void DCT(const ColumnVector& U, ColumnVector& V) | 
|---|
| 399 | { | 
|---|
| 400 |    // Discrete cosine transform, type I | 
|---|
| 401 |    Tracer trace("DCT"); | 
|---|
| 402 |    REPORT | 
|---|
| 403 |    DCT_inverse(U, V); | 
|---|
| 404 |    V *= (V.Nrows()-1)/2; | 
|---|
| 405 | } | 
|---|
| 406 |  | 
|---|
| 407 | void DST_inverse(const ColumnVector& V, ColumnVector& U) | 
|---|
| 408 | { | 
|---|
| 409 |    // Inverse of discrete sine transform, type I | 
|---|
| 410 |    Tracer trace("DST_inverse"); | 
|---|
| 411 |    REPORT | 
|---|
| 412 |    const int n = V.Nrows()-1;                     // length of transform | 
|---|
| 413 |    const int n2 = n / 2; const int n21 = n2 + 1; | 
|---|
| 414 |    if (n != 2 * n2) | 
|---|
| 415 |       Throw(ProgramException("Vector length not multiple of 2", V)); | 
|---|
| 416 |    ColumnVector X(n21), Y(n21); | 
|---|
| 417 |    Real* x = X.Store(); Real* y = Y.Store(); Real* v = V.Store(); | 
|---|
| 418 |    Real vi = *(++v); *x++ = 2 * vi; *y++ = 0.0; | 
|---|
| 419 |    int i = n2-1; | 
|---|
| 420 |    while (i--) { *y++ = *(++v); Real vi2 = *(++v); *x++ = vi2 - vi; vi = vi2; } | 
|---|
| 421 |    *x = -2 * vi; *y = 0.0; | 
|---|
| 422 |    ColumnVector A; RealFFTI(X, Y, A); | 
|---|
| 423 |    X.CleanUp(); Y.CleanUp(); U.ReSize(n+1); | 
|---|
| 424 |    Real* a = A.Store(); Real* b = a + n; Real* u = U.Store(); v = u + n; | 
|---|
| 425 |    i = n2; int k = 0; *u++ = 0.0; *v-- = 0.0; | 
|---|
| 426 |    while (i--) | 
|---|
| 427 |    { | 
|---|
| 428 |       Real s = sin(1.5707963267948966192 * (++k) / n2); | 
|---|
| 429 |       Real ai = *(++a); Real bi = *(--b); | 
|---|
| 430 |       Real az = (ai + bi) / 4 / s; Real bz = (ai - bi) / 2; | 
|---|
| 431 |       *u++ = az - bz; *v-- = az + bz; | 
|---|
| 432 |    } | 
|---|
| 433 | } | 
|---|
| 434 |  | 
|---|
| 435 | void DST(const ColumnVector& U, ColumnVector& V) | 
|---|
| 436 | { | 
|---|
| 437 |    // Discrete sine transform, type I | 
|---|
| 438 |    Tracer trace("DST"); | 
|---|
| 439 |    REPORT | 
|---|
| 440 |    DST_inverse(U, V); | 
|---|
| 441 |    V *= (V.Nrows()-1)/2; | 
|---|
| 442 | } | 
|---|
| 443 |  | 
|---|
| 444 |  | 
|---|
| 445 |  | 
|---|
| 446 | #ifdef use_namespace | 
|---|
| 447 | } | 
|---|
| 448 | #endif | 
|---|
| 449 |  | 
|---|
| 450 |  | 
|---|