Adding DisEMBL dependency Tisean executable
[jabaws.git] / binaries / src / disembl / Tisean_3.0.1 / source_c / mem_spec.c
diff --git a/binaries/src/disembl/Tisean_3.0.1/source_c/mem_spec.c b/binaries/src/disembl/Tisean_3.0.1/source_c/mem_spec.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..a38fcfd
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,242 @@
+/*
+ *   This file is part of TISEAN
+ *
+ *   Copyright (c) 1998-2007 Rainer Hegger, Holger Kantz, Thomas Schreiber
+ *
+ *   TISEAN is free software; you can redistribute it and/or modify
+ *   it under the terms of the GNU General Public License as published by
+ *   the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
+ *   (at your option) any later version.
+ *
+ *   TISEAN is distributed in the hope that it will be useful,
+ *   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+ *   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+ *   GNU General Public License for more details.
+ *
+ *   You should have received a copy of the GNU General Public License
+ *   along with TISEAN; if not, write to the Free Software
+ *   Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
+ */
+/*Author: Rainer Hegger */
+/*Changes:
+  Feb 19, 2007: changed meaning of -f flag and added -P flag to be 
+                consistent with spectrum
+  Dec 5, 2006: Seg fault when poles > length;
+ */
+#include <stdio.h>
+#include <string.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <limits.h>
+#include "routines/tsa.h"
+#include <math.h>
+
+#define WID_STR "Estimates the power spectrum of the data"
+
+#ifndef M_PI
+#define M_PI 3.1415926535897932385E0
+#endif
+
+unsigned long poles=128,out=2000;
+unsigned long length=ULONG_MAX,exclude=0;
+unsigned int column=1;
+unsigned int verbosity=0x1;
+double samplingrate=1.0;
+char *outfile=NULL,stdo=1;
+char *infile=NULL;
+double *series;
+
+void show_options(char *progname)
+{
+  what_i_do(progname,WID_STR);
+  fprintf(stderr," Usage: %s [Options]\n",progname);
+  fprintf(stderr," Options:\n");
+  fprintf(stderr,"Everything not being a valid option will be interpreted"
+          " as a possible"
+          " datafile.\nIf no datafile is given stdin is read. Just - also"
+          " means stdin\n");
+  fprintf(stderr,"\t-l length of file [default is whole file]\n");
+  fprintf(stderr,"\t-x # of lines to be ignored [default is 0]\n");
+  fprintf(stderr,"\t-c column to read [default is 1]\n");
+  fprintf(stderr,"\t-p number of poles [default is 128 or file length]\n");
+  fprintf(stderr,"\t-P number of frequences out [default is 2000]\n");
+  fprintf(stderr,"\t-f sampling rate in Hz [default is 1]\n");
+  fprintf(stderr,"\t-o outfile [default is 'datafile'.spec]\n");
+  fprintf(stderr,"\t-V verbosity level [default is 1]\n\t\t"
+          "0='only panic messages'\n\t\t"
+          "1='+ input/output messages'\n\t\t"
+          "2='+ print the ar coefficients too'\n");
+  fprintf(stderr,"\t-h show these options\n\n");
+  exit(0);
+}
+
+void scan_options(int argc,char **argv)
+{
+  char *hout;
+  
+  if ((hout=check_option(argv,argc,'l','u')) != NULL)
+    sscanf(hout,"%lu",&length);
+  if ((hout=check_option(argv,argc,'x','u')) != NULL)
+    sscanf(hout,"%lu",&exclude);
+  if ((hout=check_option(argv,argc,'c','u')) != NULL)
+    sscanf(hout,"%u",&column);
+  if ((hout=check_option(argv,argc,'p','u')) != NULL)
+    sscanf(hout,"%lu",&poles);
+  if ((hout=check_option(argv,argc,'P','u')) != NULL)
+    sscanf(hout,"%lu",&out);
+  if ((hout=check_option(argv,argc,'f','f')) != NULL)
+    sscanf(hout,"%lf",&samplingrate);
+  if ((hout=check_option(argv,argc,'V','u')) != NULL)
+    sscanf(hout,"%u",&verbosity);
+  if ((hout=check_option(argv,argc,'o','o')) != NULL) {
+    stdo=0;
+    if (strlen(hout) > 0)
+      outfile=hout;
+  }
+}
+
+double getcoefs(double *coef)
+{
+  long i,j,hp=(long)poles-1;
+  double ret=0.0,*cov,*help,h1,h2;
+  
+  check_alloc(cov=(double*)malloc(sizeof(double)*length));
+  check_alloc(help=(double*)malloc(sizeof(double)*poles));
+
+  for (i=0;i<length;i++) 
+    ret += series[i]*series[i];
+  ret /= length;
+  
+  for (i=0;i<length;i++)
+    cov[i]=series[i];
+  series++;
+
+  for (i=0;i<poles;i++) {
+    h1=h2=0.0;
+    for (j=0;j<length-i-1;j++) {
+      h1 += cov[j]*series[j];
+      h2 += cov[j]*cov[j]+series[j]*series[j];
+    }
+    coef[i]=2.0*h1/h2;
+    ret *= (1.0-coef[i]*coef[i]);
+    for (j=0;j<i;j++)
+      coef[j]=help[j]-coef[i]*help[i-1-j];
+    if (i == hp)
+      break;
+    for (j=0;j<=i;j++)
+      help[j]=coef[j];
+    for (j=0;j<length-i-1;j++) {
+      cov[j] -= help[i]*series[j];
+      series[j]=series[j+1]-help[i]*cov[j+1];
+    }
+  }
+  free(cov);
+  free(help);
+
+  return ret;
+}
+double powcoef(double dt,double *coef)
+{
+  int i;
+  double si=0.0,sr=1.0,zr=1.0,zi=0.0,h,omdt,hr,hi;
+  
+  omdt=2.0*M_PI*dt;
+  hr=cos(omdt);
+  hi=sin(omdt);
+  
+  for (i=0;i<poles;i++) {
+    h=zr;
+    zr=zr*hr-zi*hi;
+    zi=h*hi+zi*hr;
+    sr -= coef[i]*zr;
+    si -= coef[i]*zi;
+  }
+  return (sr*sr+si*si);
+}
+
+int main(int argc,char **argv)
+{
+  char stdi=0;
+  double fdt,pm,pow_spec,*cof,av,var;
+  long i;
+  FILE *fout;
+
+  if (scan_help(argc,argv))
+    show_options(argv[0]);
+
+  scan_options(argc,argv);
+#ifndef OMIT_WHAT_I_DO
+  if (verbosity&VER_INPUT)
+    what_i_do(argv[0],WID_STR);
+#endif
+
+  infile=search_datafile(argc,argv,&column,verbosity);
+  if (infile == NULL)
+    stdi=1;
+
+  if (outfile == NULL) {
+    if (!stdi) {
+      check_alloc(outfile=(char*)calloc(strlen(infile)+6,(size_t)1));
+      strcpy(outfile,infile);
+      strcat(outfile,".spec");
+    }
+    else {
+      check_alloc(outfile=(char*)calloc((size_t)11,(size_t)1));
+      strcpy(outfile,"stdin.spec");
+    }
+  }
+  if (!stdo)
+    test_outfile(outfile);
+
+  series=(double*)get_series(infile,&length,exclude,column,verbosity);
+
+  if (length <= poles) {
+    fprintf(stderr,"\n\tNo. of poles has to be smaller then the length of the\n"
+           "\tdata set! Exiting.\n");
+    exit(MEM_SPEC_TOO_MANY_POLES);
+  }
+
+  variance(series,length,&av,&var);
+  for (i=0;i<length;i++)
+    series[i] -= av;
+
+  check_alloc(cof=(double*)malloc(sizeof(double)*poles));
+
+  pm=getcoefs(cof);
+
+  if (!stdo) {
+    fout=fopen(outfile,"w");
+    if (verbosity&VER_INPUT)
+      fprintf(stderr,"Opened %s for writing\n",outfile);
+    if (verbosity&VER_USR1) {
+      fprintf(fout,"#sigma^2=%e\n",pm);
+      for (i=0;i<poles;i++)
+       fprintf(fout,"#%ld %e\n",i+1,cof[i]);
+    }
+    for(i=0;i<out;i++) {
+      fdt=i/(2.0*out);
+      pow_spec=powcoef(fdt,cof);
+      fprintf(fout,"%e %e\n",fdt*samplingrate,
+             pm/pow_spec/sqrt((double)length));
+      fflush(fout);
+    }
+    fclose(fout);
+  }
+  else {
+    if (verbosity&VER_INPUT)
+      fprintf(stderr,"Writing to stdout\n");
+    if (verbosity&VER_USR1) {
+      fprintf(stdout,"#sigma^2=%e\n",pm);
+      for (i=0;i<poles;i++)
+       fprintf(stdout,"#%ld %e\n",i+1,cof[i]);
+    }
+    for(i=0;i<out;i++) {
+      fdt=i/(2.0*out);
+      pow_spec=powcoef(fdt,cof);
+      fprintf(stdout,"%e %e\n",fdt*samplingrate,
+             pm/pow_spec/*/sqrt((double)length)*/);
+    }
+  }
+  
+  return 0;
+}
+