include/filter.h

   1 #ifndef FILTER_H
   2 #define FILTER_H
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   4
   5 class SignalFilter {
   6  public:
   7
   8     typedef enum {
   9         FILTER_INVALID,
  10         FILTER_BANDLIMIT,
  11         FILTER_SINC,
  12         FILTER_G_HAMMING,
  13         FILTER_COSINE,
  14         FILTER_TRIANGLE,
  15         FILTER_ABS_BANDLIMIT,   // filter times |x|
  16         FILTER_ABS_SINC,
  17         FILTER_ABS_G_HAMMING,
  18         FILTER_ABS_COSINE,
  19         FILTER_SHEPP
  20     } FilterID;
  21
  22     typedef enum {
  23         FILTER_METHOD_INVALID,
  24         FILTER_METHOD_CONVOLUTION,
  25         FILTER_METHOD_FOURIER,
  26         FILTER_METHOD_FFT,
  27         FILTER_METHOD_FFT_ZEROPAD_2,
  28         FILTER_METHOD_FFT_ZEROPAD_4,
  29         FILTER_METHOD_FFT_ZEROPAD_6
  30     } FilterMethodID;
  31
  32     typedef enum {
  33         DOMAIN_INVALID,
  34         DOMAIN_FREQ,
  35         DOMAIN_SPATIAL
  36     } DomainID;
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  38     static const char FILTER_ABS_BANDLIMIT_STR[]= "abs_bandlimit";
  39     static const char FILTER_ABS_SINC_STR[]=      "abs_sinc";
  40     static const char FILTER_ABS_COS_STR[]=       "abs_cos";
  41     static const char FILTER_ABS_HAMMING_STR[]=   "abs_hamming";
  42     static const char FILTER_SHEPP_STR[]=         "shepp";
  43     static const char FILTER_BANDLIMIT_STR[]=     "bandlimit";
  44     static const char FILTER_SINC_STR[]=          "sinc";
  45     static const char FILTER_COS_STR[]=           "cos";
  46     static const char FILTER_HAMMING_STR[]=       "hamming";
  47     static const char FILTER_TRIANGLE_STR[]=      "triangle";
  48
  49     static const char FILTER_METHOD_CONVOLUTION_STR[]=  "convolution";
  50     static const char FILTER_METHOD_FOURIER_STR[]=      "fourier";
  51     static const char FILTER_METHOD_FFT_STR[]=          "fft";
  52     static const char FILTER_METHOD_FFT_ZEROPAD_2_STR[]="fft_zeropad2";
  53     static const char FILTER_METHOD_FFT_ZEROPAD_4_STR[]="fft_zeropad4";
  54     static const char FILTER_METHOD_FFT_ZEROPAD_6_STR[]="fft_zeropad6";
  55
  56     static const char DOMAIN_FREQ_STR[]=    "freq";
  57     static const char DOMAIN_SPATIAL_STR[]= "spatial";
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  59
  60     SignalFilter (const char* filterName, double bw, double xmin, double xmax, int n, double param, const char* domainName, const int numIntegral = 0);
  61
  62     SignalFilter (const FilterID filt_type, double bw, double xmin, double xmax, int n, double param, const DomainID domain, const int numIntegral = 0);
  63
  64     SignalFilter (const char* filterName, const char* domainName, double bw, double param, int numIntegral = 0);
  65
  66     ~SignalFilter (void);
  67
  68     double* getFilter (void) const
  69       { return m_vecFilter; }
  70
  71     double convolve (const double f[], const double dx, const int n, const int np) const;
  72
  73     double convolve (const float f[], const double dx, const int n, const int np) const;
  74
  75     bool fail(void) const       {return m_fail;}
  76     const string& failMessage(void) const {return m_failMessage;}
  77
  78     const string& nameFilter(void) const        { return m_nameFilter;}
  79     const string& nameDomain(void) const        { return m_nameDomain;}
  80     const FilterID idFilter(void) const         { return m_idFilter;}
  81     const DomainID idDomain(void) const         { return m_idDomain;}
  82
  83     double response (double x);
  84
  85     static double spatialResponse (FilterID fType, double bw, double x, double param, int nIntegral = 0);
  86
  87     static double frequencyResponse (FilterID fType, double bw, double u, double param);
  88
  89     static double spatialResponseCalc (FilterID fType, double bw, double x, double param, int n);
  90
  91     static double spatialResponseAnalytic (FilterID fType, double bw, double x, double param);
  92
  93  private:
  94     double m_bw;
  95     int m_nPoints;
  96     double m_xmin;
  97     double m_xmax;
  98     double* m_vecFilter;
  99     bool m_fail;
 100     string m_failMessage;
 101     string m_nameFilter;
 102     string m_nameFilterMethod;
 103     string m_nameDomain;
 104     FilterID m_idFilter;
 105     FilterMethodID m_idFilterMethod;
 106     DomainID m_idDomain;
 107     double m_filterParam;
 108     int m_numIntegral;
 109
 110     static FilterID convertFilterNameToID (const char* filterName);
 111     static const char* convertFilterIDToName (const FilterID filterID);
 112     static const DomainID convertDomainNameToID (const char* domainName);
 113     static const char* convertDomainIDToName (const DomainID domainID);
 114
 115     void init (const FilterID filt_type, double bw, double xmin, double xmax, int n, double param, const DomainID domain, const int numInt);
 116
 117 double spatialResponseCalc (double x, double param, int n) const;
 118
 119     double spatialResponseAnalytic (double x, double param) const;
 120
 121     double frequencyResponse (double u, double param) const;
 122
 123     static double sinc (double x, double mult)
 124       { return (fabs(x) > F_EPSILON ? (sin (x * mult) / x) : 1.0); }
 125
 126     static double integral_abscos (double u, double w);
 127
 128 };
 129
 130
 131 #endif