src/gromacs/gmxana/dens_filter.c

   1 /* -*- mode: c; tab-width: 4; indent-tabs-mode: nil; c-basic-offset: 4; c-file-style: "stroustrup"; -*-
   2  * $Id: densorder.c,v 0.9
   3  *
   4  *                This source code is part of
   5  *
   6  *                 G   R   O   M   A   C   S
   7  *
   8  *          GROningen MAchine for Chemical Simulations
   9  *
  10  *                        VERSION 3.0
  11  *
  12  * Copyright (c) 1991-2001
  13  * BIOSON Research Institute, Dept. of Biophysical Chemistry
  14  * University of Groningen, The Netherlands
  15  *
  16  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  17  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  18  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
  19  * of the License, or (at your option) any later version.
  20  *
  21  * If you want to redistribute modifications, please consider that
  22  * scientific software is very special. Version control is crucial -
  23  * bugs must be traceable. We will be happy to consider code for
  24  * inclusion in the official distribution, but derived work must not
  25  * be called official GROMACS. Details are found in the README & COPYING
  26  * files - if they are missing, get the official version at www.gromacs.org.
  27  *
  28  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  29  * the papers on the package - you can find them in the top README file.
  30  *
  31  * Do check out http://www.gromacs.org , or mail us at gromacs@gromacs.org .
  32  *
  33  * And Hey:
  34  * Gyas ROwers Mature At Cryogenic Speed
  35  */
  36
  37 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  38 #include <config.h>
  39 #endif
  40 /* dens_filter.c
  41  * Routines for Filters and convolutions
  42  */
  43
  44 #include <math.h>
  45 #include "typedefs.h"
  46 #include "dens_filter.h"
  47 #include "smalloc.h"
  48 #include "vec.h"
  49
  50 #ifdef GMX_DOUBLE
  51 #define EXP(x) (exp(x))
  52 #else
  53 #define EXP(x) (expf(x))
  54 #endif
  55
  56 /* Modulo function assuming y>0 but with arbitrary INTEGER x */
  57 static int MOD(int x, int y)
  58 {
  59     if (x < 0)
  60     {
  61         x = x+y;
  62     }
  63     return (mod(x, y));
  64 }
  65
  66
  67 gmx_bool convolution(int dataSize, real *x, int kernelSize, real* kernel)
  68 {
  69     int   i, j, k;
  70     real *out;
  71     snew(out, dataSize);
  72     /* check validity of params */
  73     if (!x || !kernel)
  74     {
  75         return FALSE;
  76     }
  77     if (dataSize <= 0 || kernelSize <= 0)
  78     {
  79         return FALSE;
  80     }
  81
  82     /* start convolution from out[kernelSize-1] to out[dataSize-1] (last) */
  83     for (i = kernelSize-1; i < dataSize; ++i)
  84     {
  85         for (j = i, k = 0; k < kernelSize; --j, ++k)
  86         {
  87             out[i] += x[j] * kernel[k];
  88         }
  89     }
  90
  91     /* convolution from out[0] to out[kernelSize-2] */
  92     for (i = 0; i < kernelSize - 1; ++i)
  93     {
  94         for (j = i, k = 0; j >= 0; --j, ++k)
  95         {
  96             out[i] += x[j] * kernel[k];
  97         }
  98     }
  99
 100     for (i = 0; i < dataSize; i++)
 101     {
 102         x[i] = out[i];
 103     }
 104     sfree(out);
 105     return TRUE;
 106 }
 107
 108 /* Assuming kernel is shorter than x */
 109
 110 gmx_bool periodic_convolution(int datasize, real *x, int kernelsize,
 111                               real *kernel)
 112 {
 113     int   i, j, k, nj;
 114     real *filtered;
 115
 116     if (!x || !kernel)
 117     {
 118         return FALSE;
 119     }
 120     if (kernelsize <= 0 || datasize <= 0 || kernelsize > datasize)
 121     {
 122         return FALSE;
 123     }
 124
 125     snew(filtered, datasize);
 126
 127     for (i = 0; (i < datasize); i++)
 128     {
 129         for (j = 0; (j < kernelsize); j++)
 130         {
 131             filtered[i] += kernel[j]*x[MOD((i-j), datasize)];
 132         }
 133     }
 134     for (i = 0; i < datasize; i++)
 135     {
 136         x[i] = filtered[i];
 137     }
 138     sfree(filtered);
 139
 140     return TRUE;
 141 }
 142
 143
 144 /* returns discrete gaussian kernel of size n in *out, where n=2k+1=3,5,7,9,11 and k=1,2,3 is the order
 145  * NO checks are performed
 146  */
 147 void gausskernel(real *out, int n, real var)
 148 {
 149     int  i, j = 0, k;
 150     real arg, tot = 0;
 151     k = n/2;
 152
 153     for (i = -k; i <= k; i++)
 154     {
 155         arg  = (i*i)/(2*var);
 156         tot += out[j++] = EXP(-arg);
 157     }
 158     for (i = 0; i < j; i++)
 159     {
 160         out[i] /= tot;
 161     }
 162 }