libdspl-2.0/dspl/src/resampling.c

291 wiersze
9.1 KiB
C
Czysty Wina Historia

This file contains ambiguous Unicode characters!

This file contains ambiguous Unicode characters that may be confused with others in your current locale. If your use case is intentional and legitimate, you can safely ignore this warning. Use the Escape button to highlight these characters.

/*
* Copyright (c) 2015-2019 Sergey Bakhurin
* Digital Signal Processing Library [http://dsplib.org]
*
* This file is part of libdspl-2.0.
*
* is free software: you can redistribute it and/or modify
* it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
* the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
* (at your option) any later version.
*
* DSPL 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 Lesser General Public License
* along with Foobar. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
*/
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include "dspl.h"
#include "dspl_internal.h"
#ifdef DOXYGEN_ENGLISH
#endif
#ifdef DOXYGEN_RUSSIAN
/*!*****************************************************************************
\ingroup RESAMPLING_GROUP
\fn int farrow_lagrange(double *s, int n, double p, double q,
double frd, double **y, int *ny)
\brief Передискретизация вещественного сигнала на основе
полиномиальной Лагранжевой интерполяции.
Данная функция осуществляет передискретизацию входного сигнала `s` в `p/q` раз
со смещением дробной задержки `frd`. \n
Для передискретизации используется
<a href = "http://ru.dsplib.org/content/resampling_lagrange/resampling_lagrange.html">
полиномиальная Лагранжева интерполяция
</a> (структура Фарроу для полиномиальной интерполяции). \n
\param [in] s
Указатель на вектор входного вещественного сигнала. \n
Размер вектора `[n x 1]`. \n \n
\param [in] n
Размер вектора входного сигнала. \n \n
\param [in] p
Числитель коэффициента передискретизации. \n \n
\param [in] q
Знаменатель коэффициента передискретизации. \n\n
\param [in] frd
Значение смещения дробной задержки в пределах одного отсчета. \n
Значение должно быть от 0 до 1. \n
\n
\param [out] y
Указатель на адрес результата передискретизации. \n
По данному адресу будет произведено динамическое выделение памяти
для результата передискретизации. \n
Будет выделено памяти под `n*q/p` отсчетов выходного сигнала. \n
Данный указатель не может быть `NULL`. \n\n
\param [in] ny
Указатель на переменную, в которую будет записан
размер вектора `(*y)` после выделения памяти. \n \n
\return
`RES_OK` --- передискретизация рассчитана успешно. \n
В противном случае \ref ERROR_CODE_GROUP "код ошибки". \n
\author Бахурин Сергей. www.dsplib.org
***************************************************************************** */
#endif
int DSPL_API farrow_lagrange(double *s, int n, double p, double q,
double frd, double **y, int *ny)
{
double a[4];
double t, x, dt;
int ind, k, res;
double g[4];
double *z;
if(!s || !y)
return ERROR_PTR;
if(n<1)
return ERROR_SIZE;
if(p <= 0.0 || q <= 0.0)
return ERROR_RESAMPLE_RATIO;
if(frd <= -1.0 || frd >= 1.0)
return ERROR_RESAMPLE_FRAC_DELAY;
dt = q/p;
if((*ny) != (int)((double)(n-1)/dt)+1 || !(*y))
{
*ny = (int)((double)(n-1)/dt)+1;
(*y) = (double*)realloc((*y), (*ny)*sizeof(double));
}
t = -frd;
k = 0;
while(k < (*ny))
{
ind = (int)floor(t)+1;
x = t - (double)ind;
ind-=2;
if(ind < 0)
{
memset(g, 0, 4*sizeof(double));
if(ind > (-3))
memcpy(g-ind, s, (4+ind)*sizeof(double));
z = g;
}
else
{
if(ind < n-3)
z = s+ind;
else
{
memset(g, 0, 4*sizeof(double));
if((n-ind)>0)
memcpy(g, s+ind, (n-ind)*sizeof(double));
z = g;
}
}
a[0] = z[2];
a[3] = DSPL_FARROW_LAGRANGE_COEFF*(z[3] -z[0]) + 0.5*(z[1] - z[2]);
a[1] = 0.5*(z[3] - z[1])-a[3];
a[2] = z[3] - z[2] -a[3]-a[1];
res = polyval(a, 3, &x, 1, (*y)+k);
if(res != RES_OK)
goto exit_label;
t+=dt;
k++;
}
exit_label:
return res;
}
#ifdef DOXYGEN_ENGLISH
#endif
#ifdef DOXYGEN_RUSSIAN
/*! ****************************************************************************
\ingroup RESAMPLING_GROUP
\fn int int farrow_spline(double *s, int n, double p, double q, double frd,
double **y, int *ny)
\brief Передискретизация вещественного сигнала на основе сплайн интерполяции.
Данная функция осуществляет передискретизацию
входного сигнала `s` в `p/q` раз со смещением дробной задержки `frd`. \n
Для передискретизации используются
<a href = "http://ru.dsplib.org/content/resampling_spline/resampling_spline.html">
кубические сплайны Эрмита
</a>
(структура Фарроу для для сплайн-интерполяции). \n
\param [in] s
Указатель на вектор входного вещественного сигнала. \n
Размер вектора `[n x 1]`. \n \n
\param [in] n
Размер вектора входного сигнала. \n \n
\param [in] p
Числитель коэффициента передискретизации. \n \n
\param [in] q
Знаменатель коэффициента передискретизации. \n \n
\param [in] frd
Значение смещения дробной задержки в пределах одного отсчета. \n
Значение должно быть от 0 до 1. \n\n
\param [out] y
Указатель на адрес результата передискретизации. \n
По данному адресу будет произведено динамическое выделение памяти
для результата передискретизации. \n
Будет выделено памяти под `n*q/p` отсчетов выходного сигнала. \n
Данный указатель не может быть `NULL`. \n \n
\param [in] ny
Указатель на переменную, в которую будет записан
размер вектора `(*y)` после выделения памяти. \n \n
\return
`RES_OK` --- передискретизация рассчитана успешно. \n
В противном случае \ref ERROR_CODE_GROUP "код ошибки". \n
\author Бахурин Сергей. www.dsplib.org
***************************************************************************** */
#endif
int DSPL_API farrow_spline(double *s, int n, double p, double q,
double frd, double **y, int *ny)
{
double a[4];
double t, x, dt;
int ind, k, res;
double g[4];
double *z;
if(!s || !y)
return ERROR_PTR;
if(n<1)
return ERROR_SIZE;
if(p <= 0.0 || q <= 0.0)
return ERROR_RESAMPLE_RATIO;
if(frd <= -1.0 || frd >= 1.0)
return ERROR_RESAMPLE_FRAC_DELAY;
dt = q/p;
if((*ny) != (int)((double)(n-1)/dt)+1 || !(*y))
{
*ny = (int)((double)(n-1)/dt)+1;
(*y) = (double*)realloc((*y), (*ny)*sizeof(double));
}
t = -frd;
k = 0;
while(k < (*ny))
{
ind = (int)floor(t)+1;
x = t - (double)ind;
ind-=2;
if(ind < 0)
{
memset(g, 0, 4*sizeof(double));
if(ind > (-3))
memcpy(g-ind, s, (4+ind)*sizeof(double));
z = g;
}
else
{
if(ind < n-3)
z = s+ind;
else
{
memset(g, 0, 4*sizeof(double));
if((n-ind)>0)
memcpy(g, s+ind, (n-ind)*sizeof(double));
z = g;
}
}
a[0] = z[2];
a[1] = 0.5*(z[3] - z[1]);
a[3] = 2.0*(z[1] - z[2]) + a[1] + 0.5*(z[2] - z[0]);
a[2] = z[1] - z[2] +a[3] + a[1];
res = polyval(a, 3, &x, 1, (*y)+k);
if(res != RES_OK)
goto exit_label;
t+=dt;
k++;
}
exit_label:
return res;
}