src/tools/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     if (x<0) x=x+y;
  59     return (mod(x,y));
  60 }
  61
  62
  63 gmx_bool convolution(int dataSize,real *x, int kernelSize, real* kernel)
  64 {
  65     int i, j, k;
  66     real *out;
  67     snew(out,dataSize);
  68     /* check validity of params */
  69     if(!x || !kernel) return FALSE;
  70     if(dataSize <=0 || kernelSize <= 0) return FALSE;
  71
  72     /* start convolution from out[kernelSize-1] to out[dataSize-1] (last) */
  73     for(i = kernelSize-1; i < dataSize; ++i)
  74     {
  75         for(j = i, k = 0; k < kernelSize; --j, ++k)
  76             out[i] += x[j] * kernel[k];
  77     }
  78
  79     /* convolution from out[0] to out[kernelSize-2] */
  80     for(i = 0; i < kernelSize - 1; ++i)
  81     {
  82         for(j = i, k = 0; j >= 0; --j, ++k)
  83             out[i] += x[j] * kernel[k];
  84     }
  85
  86     for(i=0;i<dataSize;i++) x[i]=out[i];
  87     sfree(out);
  88     return TRUE;
  89 }
  90
  91 /* Assuming kernel is shorter than x */
  92
  93 gmx_bool periodic_convolution(int datasize, real *x, int kernelsize,
  94                               real *kernel)
  95 {
  96     int i,j,k,nj;
  97     real *filtered;
  98
  99     if (!x || !kernel) return FALSE;
 100     if (kernelsize<=0|| datasize<=0|| kernelsize > datasize) return FALSE;
 101
 102     snew(filtered,datasize);
 103
 104     for(i=0;(i<datasize); i++){
 105         for(j=0; (j<kernelsize); j++){
 106             filtered[i] += kernel[j]*x[MOD((i-j),datasize)];
 107         }
 108     }
 109     for(i=0; i<datasize; i++) x[i]=filtered[i];
 110     sfree(filtered);
 111
 112     return TRUE;
 113 }
 114
 115
 116 /* 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
 117  * NO checks are performed
 118  */
 119 void gausskernel(real *out, int n, real var){
 120         int i,j=0,k;
 121         real arg,tot=0;
 122         k=n/2;
 123
 124         for(i=-k; i<=k; i++){
 125                 arg=(i*i)/(2*var);
 126                 tot+=out[j++]=EXP(-arg);
 127         }
 128         for(i=0;i<j;i++){
 129                 out[i]/=tot;
 130         }
 131 }
 132
 133