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[ctsim.git] / include / filter.h
index 9ee7390a4acd83c96bd9a72b7f9990fbfe7bede9..a0c4b4b15c57a7e627a51f4b15aec63026c06bb1 100644 (file)
@@ -9,7 +9,7 @@
 **  This is part of the CTSim program
 **  Copyright (C) 1983-2000 Kevin Rosenberg
 **
-**  $Id: filter.h,v 1.12 2000/07/07 15:30:59 kevin Exp $
+**  $Id: filter.h,v 1.18 2000/08/03 09:57:33 kevin Exp $
 **
 **  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 **  it under the terms of the GNU General Public License (version 2) as
 #define FILTER_H
 
 
+#ifdef HAVE_CONFIG_H
+#include "config.h"
+#endif
+#ifdef HAVE_FFTW
+#include <fftw.h>
+#include <rfftw.h>
+#endif
+
+#include <complex>
+
+
 class SignalFilter {
  public:
 
-    typedef enum {        
-       FILTER_INVALID,
-       FILTER_BANDLIMIT, 
-       FILTER_SINC,
-       FILTER_G_HAMMING,
-       FILTER_COSINE,
-       FILTER_TRIANGLE,
-       FILTER_ABS_BANDLIMIT,   // filter times |x| 
-       FILTER_ABS_SINC, 
-       FILTER_ABS_G_HAMMING,
-       FILTER_ABS_COSINE,
-       FILTER_SHEPP
-    } FilterID;
-
-    typedef enum {
-       FILTER_METHOD_INVALID,
-       FILTER_METHOD_CONVOLUTION,
-       FILTER_METHOD_FOURIER,
-       FILTER_METHOD_FOURIER_TABLE,
-       FILTER_METHOD_FFT,
+    static const int FILTER_INVALID;
+    static const int FILTER_ABS_BANDLIMIT;     // filter times |x|
+    static const int FILTER_ABS_SINC;
+    static const int FILTER_ABS_G_HAMMING;
+    static const int FILTER_ABS_COSINE;
+    static const int FILTER_SHEPP;
+    static const int FILTER_BANDLIMIT;
+    static const int FILTER_SINC;
+    static const int FILTER_G_HAMMING;
+    static const int FILTER_COSINE;
+    static const int FILTER_TRIANGLE;
+
+    static const int FILTER_METHOD_INVALID;
+    static const int FILTER_METHOD_CONVOLUTION;
+    static const int FILTER_METHOD_FOURIER;
+    static const int FILTER_METHOD_FOURIER_TABLE;
+    static const int FILTER_METHOD_FFT;
 #if HAVE_FFTW
-       FILTER_METHOD_FFTW,
-       FILTER_METHOD_RFFTW,
+    static const int FILTER_METHOD_FFTW;
+    static const int FILTER_METHOD_RFFTW;
 #endif
-    } FilterMethodID;
 
-    typedef enum {
-       DOMAIN_INVALID,
-       DOMAIN_FREQUENCY,
-       DOMAIN_SPATIAL 
-    } DomainID;
-    
-    static const char FILTER_ABS_BANDLIMIT_STR[]= "abs_bandlimit";
-    static const char FILTER_ABS_SINC_STR[]=      "abs_sinc";
-    static const char FILTER_ABS_COS_STR[]=       "abs_cos";
-    static const char FILTER_ABS_HAMMING_STR[]=   "abs_hamming";
-    static const char FILTER_SHEPP_STR[]=         "shepp";
-    static const char FILTER_BANDLIMIT_STR[]=     "bandlimit";
-    static const char FILTER_SINC_STR[]=          "sinc";
-    static const char FILTER_COS_STR[]=           "cos";
-    static const char FILTER_HAMMING_STR[]=       "hamming";
-    static const char FILTER_TRIANGLE_STR[]=      "triangle";
+    static const int DOMAIN_INVALID;
+    static const int DOMAIN_FREQUENCY;
+    static const int DOMAIN_SPATIAL;
     
-    static const char FILTER_METHOD_CONVOLUTION_STR[]=  "convolution";
-    static const char FILTER_METHOD_FOURIER_STR[]=      "fourier";
-    static const char FILTER_METHOD_FOURIER_TABLE_STR[]="fourier_table";
-    static const char FILTER_METHOD_FFT_STR[]=          "fft";
-#if HAVE_FFTW
-    static const char FILTER_METHOD_FFTW_STR[]=         "fftw";
-    static const char FILTER_METHOD_RFFTW_STR[]=        "rfftw";
-#endif
+    static const int FREQUENCY_FILTER_INVALID;
+    static const int FREQUENCY_FILTER_DIRECT_FREQUENCY;
+    static const int FREQUENCY_FILTER_INVERSE_SPATIAL;
 
-    static const char DOMAIN_FREQUENCY_STR[]="frequency";
-    static const char DOMAIN_SPATIAL_STR[]="spatial";
+    SignalFilter (const char* filterName, const char* filterMethodName,double bw, double signalIncrement, int n, double param, const char* domainName, const char* frequencyFilterName, const int zeropad = 0, const int preinterpolationFactor = 1);
 
+    SignalFilter (const int filt_type, int filterMethodID, double bw, double signalIncrement, int n, double param, const int domain, int filterFilterID, const int zeropad = 0, const int preinterpolationFactor = 1);
 
-    SignalFilter (const char* filterName, const char* filterMethodName,double bw, double signalIncrement, int n, double param, const char* domainName, const int zeropad = 0, const int numIntegral = 0);
-
-    SignalFilter (const FilterID filt_type, FilterMethodID filterMethodID, double bw, double signalIncrement, int n, double param, const DomainID domain, const int zeropad = 0, const int numIntegral = 0);
-
-    SignalFilter (const char* filterName, const char* domainName, double bw, double param, int numIntegral = 0);
+    SignalFilter (const char* filterName, const char* domainName, double bw, double param);
 
     ~SignalFilter (void);
 
@@ -124,22 +109,49 @@ class SignalFilter {
 
     const string& nameFilter(void) const       { return m_nameFilter;}
     const string& nameDomain(void) const       { return m_nameDomain;}
-    const FilterID idFilter(void) const        { return m_idFilter;}
-    const DomainID idDomain(void) const        { return m_idDomain;}
+    const int idFilter(void) const     { return m_idFilter;}
+    const int idDomain(void) const     { return m_idDomain;}
+    const int idFrequencyFilter() const { return m_idFrequencyFilter;}
     const double getFilterMin(void) const {return m_filterMin;}
     const double getFilterMax(void) const {return m_filterMax;}
     const double getFilterIncrement(void) const {return m_filterInc;}
 
     double response (double x);
 
-    static double spatialResponse (FilterID fType, double bw, double x, double param, int nIntegral = 0);
+    static double spatialResponse (int fType, double bw, double x, double param);
+
+    static double frequencyResponse (int fType, double bw, double u, double param);
+
+    static double spatialResponseAnalytic (int fType, double bw, double x, double param);
 
-    static double frequencyResponse (FilterID fType, double bw, double u, double param);
+    static double spatialResponseCalc (int fType, double bw, double x, double param, int nIntegral);
 
-    static double spatialResponseCalc (FilterID fType, double bw, double x, double param, int n);
+    static void setNumIntegral(int nIntegral) {N_INTEGRAL = nIntegral;}
 
-    static double spatialResponseAnalytic (FilterID fType, double bw, double x, double param);
+  static const int getFilterCount() {return s_iFilterCount;}
+  static const char** getFilterNameArray() {return s_aszFilterName;}
+  static const char** getFilterTitleArray() {return s_aszFilterTitle;}
+  static int convertFilterNameToID (const char* const filterName);
+  static const char* convertFilterIDToName (const int idFilter);
+  static const char* convertFilterIDToTitle (const int idFilter);
 
+  static const int getFilterMethodCount() {return s_iFilterMethodCount;}
+  static const char** getFilterMethodNameArray() {return s_aszFilterMethodName;}
+  static const char** getFilterMethodTitleArray() {return s_aszFilterMethodTitle;}
+  static int convertFilterMethodNameToID (const char* const filterMethodName);
+  static const char* convertFilterMethodIDToName (const int idFilterMethod);
+  static const char* convertFilterMethodIDToTitle (const int idFilterMethod);
+
+  static const int getDomainCount() {return s_iDomainCount;}
+  static const char** getDomainNameArray() {return s_aszDomainName;}
+  static const char** getDomainTitleArray() {return s_aszDomainTitle;}
+  static int convertDomainNameToID (const char* const domainName);
+  static const char* convertDomainIDToName (const int idDomain);
+  static const char* convertDomainIDToTitle (const int idDomain);
+  static int convertFrequencyFilterNameToID (const char* const ffName);
+  static const char* convertFrequencyFilterIDToName (const int idFF);
+  static const char* convertFrequencyFilterIDToTitle (const int idFF);
+  
  private:
     double m_bw;
     int m_nFilterPoints;
@@ -153,9 +165,9 @@ class SignalFilter {
     double* m_vecFourierSinTable;
     complex<double>* m_complexVecFilter;
 #ifdef HAVE_FFTW
-    fftw_real* m_vecRealFftInput;
+    fftw_real* m_vecRealFftInput, *m_vecRealFftSignal;
     rfftw_plan m_realPlanForward, m_realPlanBackward;
-    fftw_complex* m_vecComplexFftInput;
+    fftw_complex* m_vecComplexFftInput, *m_vecComplexFftSignal;
     fftw_plan m_complexPlanForward, m_complexPlanBackward;
 #endif
 
@@ -164,24 +176,37 @@ class SignalFilter {
     string m_nameFilter;
     string m_nameFilterMethod;
     string m_nameDomain;
-    FilterID m_idFilter;
-    FilterMethodID m_idFilterMethod;
-    DomainID m_idDomain;
+    string m_nameFrequencyFilter;
+    int m_idFilter;
+    int m_idFilterMethod;
+    int m_idFrequencyFilter;
+    int m_idDomain;
     double m_filterParam;
-    int m_numIntegral;
     int m_traceLevel;
     int m_zeropad;
+    int m_nOutputPoints;
+    int m_preinterpolationFactor;
+
+    static const char* s_aszFilterName[];
+    static const char* s_aszFilterTitle[];
+    static const int s_iFilterCount;
+    static const char* s_aszFilterMethodName[];
+    static const char* s_aszFilterMethodTitle[];
+    static const int s_iFilterMethodCount;
+    static const char* s_aszDomainName[];
+    static const char* s_aszDomainTitle[];
+    static const int s_iDomainCount;
+    static const char* s_aszFrequencyFilterName[];
+    static const char* s_aszFrequencyFilterTitle[];
+    static const int s_iFrequencyFilterCount;
 
-    static const FilterID convertFilterNameToID (const char* filterName);
-    static const char* convertFilterIDToName (const FilterID filterID);
-    static const FilterMethodID convertFilterMethodNameToID (const char* filterMethodName);
-    static const char* convertFilterMethodIDToName (const FilterMethodID filterMethodID);
-    static const DomainID convertDomainNameToID (const char* domainName);
-    static const char* convertDomainIDToName (const DomainID domainID);
+    static int N_INTEGRAL;
 
-    void init (const FilterID filt_type, const FilterMethodID filterMethod, double bw, double signalIncrement, int n, double param, const DomainID domain, const int zeropad, const int numInt);
+    static const bool haveAnalyticSpatial (const int filterID);
 
-double spatialResponseCalc (double x, double param, int n) const;
+    void init (const int filt_type, const int filterMethod, double bw, double signalIncrement, int n, double param, const int domain, const int frequencyFilter, const int zeropad, const int preInterpScale);
+
+    double spatialResponseCalc (double x, double param) const;
 
     double spatialResponseAnalytic (double x, double param) const;
 
@@ -194,5 +219,4 @@ double spatialResponseCalc (double x, double param, int n) const;
 
 };
 
-
 #endif