binaries/src/disembl/Tisean_3.0.1/source_c/makenoise.c

   1 /*
   2  *   This file is part of TISEAN
   3  *
   4  *   Copyright (c) 1998-2007 Rainer Hegger, Holger Kantz, Thomas Schreiber
   5  *
   6  *   TISEAN is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  *   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  *   the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  *   (at your option) any later version.
  10  *
  11  *   TISEAN is distributed in the hope that it will be useful,
  12  *   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  *   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  *   GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  *   You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  *   along with TISEAN; if not, write to the Free Software
  18  *   Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  19  */
  20 /*Author: Rainer Hegger Last modified: Sep 29, 2000 */
  21 #include <string.h>
  22 #include <stdio.h>
  23 #include <stdlib.h>
  24 #include <math.h>
  25 #include <limits.h>
  26 #include <time.h>
  27 #include "routines/tsa.h"
  28
  29 #define WID_STR "Adds noise to a time series or just creates random numbers"
  30
  31 char *outfile=NULL,cgaussian,stout=1,justcreate=0;
  32 char *infile=NULL;
  33 char absolute=0,dimset=0;
  34 unsigned long length=ULONG_MAX,exclude=0,iseed=3441341;
  35 unsigned int dim=1;
  36 char *column=NULL;
  37 unsigned int verbosity=0xff;
  38 double **array,noiselevel=0.05;
  39
  40 void show_options(char *progname)
  41 {
  42   what_i_do(progname,WID_STR);
  43   fprintf(stderr," Usage: %s [Options]\n\n",progname);
  44   fprintf(stderr," Options:\n");
  45   fprintf(stderr,"Everything not being a valid option will be interpreted"
  46           " as a possible"
  47           " datafile.\nIf no datafile is given stdin is read. Just - also"
  48           " means stdin\n");
  49   fprintf(stderr,"\t-l # of points to be used [Default: whole file]\n");
  50   fprintf(stderr,"\t-x # of lines to be ignored [Default: %lu]\n",exclude);
  51   fprintf(stderr,"\t-m # of columns to read [Default: %u]\n",dim);
  52   fprintf(stderr,"\t-c column(s) to read  [Default: 1]\n");
  53   fprintf(stderr,"\t-%% noiselevel in %% [Default:  %.1e%%]\n",
  54           noiselevel*100.0);
  55   fprintf(stderr,"\t-r absolute noise level (or absolute variance in case\n"
  56           "\t\tof gaussian noise) [Default: not set]\n");
  57   fprintf(stderr,"\t-g (use gaussian noise)     [Default: uniform]\n");
  58   fprintf(stderr,"\t-I seed for the rnd-generator (If seed=0, the time\n"
  59           "\t\tcommand is used to set the seed) [Default: fixed]\n");
  60   fprintf(stderr,"\t-0 do not read input, just generate random numbers\n\t\t"
  61           "(needs -l and -r) [Default: not set]\n");
  62   fprintf(stderr,"\t-o outfile [Without argument 'datafile'.noi;"
  63           " Without -o stdout is used]\n");
  64   fprintf(stderr,"\t-V verbosity level [Default: 1]\n\t\t"
  65           "0='only panic messages'\n\t\t"
  66           "1='+ input/output messages'\n");
  67   fprintf(stderr,"  -h show these options");
  68   fprintf(stderr,"\n");
  69   exit(0);
  70 }
  71
  72 void scan_options(int n,char** in)
  73 {
  74   char *out,lengthset=0;
  75
  76   if ((out=check_option(in,n,'l','u')) != NULL) {
  77     sscanf(out,"%lu",&length);
  78     lengthset=1;
  79   }
  80   if ((out=check_option(in,n,'x','u')) != NULL)
  81     sscanf(out,"%lu",&exclude);
  82   if ((out=check_option(in,n,'m','u')) != NULL) {
  83     sscanf(out,"%u",&dim);
  84     dimset=1;
  85   }
  86   if ((out=check_option(in,n,'c','s')) != NULL)
  87     column=out;
  88   if ((out=check_option(in,n,'%','f')) != NULL) {
  89     sscanf(out,"%lf",&noiselevel);
  90     noiselevel /= 100.0;
  91   }
  92   if ((out=check_option(in,n,'r','f')) != NULL) {
  93     sscanf(out,"%lf",&noiselevel);
  94     absolute=1;
  95   }
  96   if ((out=check_option(in,n,'g','n')) != NULL)
  97     cgaussian=1;
  98   if ((out=check_option(in,n,'I','u')) != NULL) {
  99     sscanf(out,"%lu",&iseed);
 100     if (iseed == 0)
 101       iseed=(unsigned long)time((time_t*)&iseed);
 102   }
 103   if ((out=check_option(in,n,'0','n')) != NULL) {
 104     if (absolute && lengthset)
 105       justcreate=1;
 106     else {
 107       fprintf(stderr,"\nThe -0 flag requires -l and -r\n\n");
 108       exit(MAKENOISE__FLAGS_REQUIRED);
 109     }
 110   }
 111
 112   if ((out=check_option(in,n,'V','u')) != NULL)
 113     sscanf(out,"%u",&verbosity);
 114   if ((out=check_option(in,n,'o','o')) != NULL) {
 115     stout=0;
 116     if (strlen(out) > 0)
 117       outfile=out;
 118   }
 119 }
 120
 121 void equidistri(double sigmax,unsigned int which)
 122 {
 123   int i;
 124   double limit,equinorm;
 125
 126   equinorm=(double)ULONG_MAX;
 127   if (!absolute)
 128     limit=2.0*sqrt(3.0)*sigmax*noiselevel;
 129   else
 130     limit=2.0*noiselevel;
 131   for (i=0;i<length;i++)
 132     array[which][i] += (limit*((double)rnd_1279()/equinorm-0.5));
 133 }
 134
 135 void gauss(double sigmax,unsigned int which)
 136 {
 137   int i;
 138   double glevel;
 139
 140   if (!absolute)
 141     glevel=noiselevel*sigmax;
 142   else
 143     glevel=noiselevel;
 144   for (i=0;i<length;i++)
 145     array[which][i] += gaussian(glevel);
 146 }
 147
 148 int main(int argc,char** argv)
 149 {
 150   char stdi=0;
 151   unsigned long i,j;
 152   double av=0.0,*sigmax;
 153   FILE *fout;
 154
 155   if (scan_help(argc,argv))
 156     show_options(argv[0]);
 157
 158   scan_options(argc,argv);
 159 #ifndef OMIT_WHAT_I_DO
 160   if (verbosity&VER_INPUT)
 161     what_i_do(argv[0],WID_STR);
 162 #endif
 163
 164   if (!justcreate) {
 165     infile=search_datafile(argc,argv,NULL,verbosity);
 166     if (infile == NULL)
 167       stdi=1;
 168   }
 169   else
 170     stdi=1;
 171
 172   if (outfile == NULL) {
 173     if (!stdi) {
 174       check_alloc(outfile=(char*)calloc(strlen(infile)+5,(size_t)1));
 175       strcpy(outfile,infile);
 176       strcat(outfile,".noi");
 177     }
 178     else {
 179       check_alloc(outfile=(char*)calloc((size_t)10,(size_t)1));
 180       strcpy(outfile,"stdin.noi");
 181     }
 182   }
 183   if (!stout)
 184     test_outfile(outfile);
 185
 186   if (!justcreate) {
 187     if (column == NULL)
 188       array=(double**)get_multi_series(infile,&length,exclude,&dim,"",dimset,
 189                                        verbosity);
 190     else
 191       array=(double**)get_multi_series(infile,&length,exclude,&dim,column,
 192                                        dimset,verbosity);
 193   }
 194   else {
 195     check_alloc(array=(double**)malloc(sizeof(double*)*dim));
 196     for (i=0;i<dim;i++) {
 197       check_alloc(array[i]=(double*)malloc(sizeof(double)*length));
 198       for (j=0;j<length;j++)
 199         array[i][j]=0.0;
 200     }
 201   }
 202
 203   check_alloc(sigmax=(double*)malloc(sizeof(double)*dim));
 204
 205   if (!absolute) {
 206     for (j=0;j<dim;j++)
 207       variance(array[j],length,&av,&sigmax[j]);
 208   }
 209
 210   rnd_init(iseed);
 211
 212   for (i=0;i<10000;i++) rnd_1279();
 213
 214   for (j=0;j<dim;j++) {
 215     if (!cgaussian)
 216       equidistri(sigmax[j],j);
 217     else
 218       gauss(sigmax[j],j);
 219   }
 220
 221   if (!stout) {
 222     fout=fopen(outfile,"w");
 223     if (verbosity&VER_INPUT)
 224       fprintf(stderr,"Opened %s for writing\n",outfile);
 225     for (i=0;i<length;i++) {
 226       for (j=0;j<dim-1;j++)
 227         fprintf(fout,"%e ",array[j][i]);
 228       fprintf(fout,"%e\n",array[dim-1][i]);
 229     }
 230     fclose(fout);
 231   }
 232   else {
 233     if (verbosity&VER_INPUT)
 234       fprintf(stderr,"Writing to stdout\n");
 235     for (i=0;i<length;i++) {
 236       for (j=0;j<dim-1;j++)
 237         fprintf(stdout,"%e ",array[j][i]);
 238       fprintf(stdout,"%e\n",array[dim-1][i]);
 239     }
 240   }
 241
 242   for (i=0;i<dim;i++)
 243     free(array[i]);
 244   free(array);
 245   free(sigmax);
 246   if (outfile != NULL)
 247     free(outfile);
 248   if (infile != NULL)
 249     free(infile);
 250   if (column != NULL)
 251     free(column);
 252
 253   return 0;
 254 }