r148: *** empty log message ***
[ctsim.git] / libctsim / filter.cpp
index e8038aad7203790f5beb15462dcf96272401abd0..1c9e95bc37c03e372147f3349ea6dea4b75fcad7 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*****************************************************************************
-** FILE IDENTIFICATION
+** File IDENTIFICATION
 ** 
 **     Name:                   filter.cpp
 **     Purpose:                Routines for signal-procesing filters
@@ -9,7 +9,7 @@
 **  This is part of the CTSim program
 **  Copyright (C) 1983-2000 Kevin Rosenberg
 **
-**  $Id: filter.cpp,v 1.4 2000/06/25 17:32:24 kevin Exp $
+**  $Id: filter.cpp,v 1.18 2000/07/15 08:36:13 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
 #include "ct.h"
 
 
+int SignalFilter::N_INTEGRAL=500;  //static member
+
 /* NAME
  *   SignalFilter::SignalFilter     Construct a signal
  *
  * SYNOPSIS
- *   f = SignalFilter (filt_type, bw, xmin, xmax, n, param, domain, analytic)
+ *   f = SignalFilter (filt_type, bw, filterMin, filterMax, n, param, domain, analytic)
  *   double f          Generated filter vector
  *   int filt_type     Type of filter wanted
  *   double bw         Bandwidth of filter
- *   double xmin, xmax Filter limits
- *   int n             Number of points in filter
+ *   double filterMin, filterMax       Filter limits
+ *   int nSignalPoints Number of points in signal
  *   double param      General input parameter to filters
- *   int domain                FREQ or SPATIAL domain wanted
- *   int numint                Number if intervals for calculating discrete inverse fourier xform
- *                     for spatial domain filters.  For ANALYTIC solutions, use numint = 0
+ *   int domain                FREQUENCY or SPATIAL domain wanted
  */
 
-SignalFilter::SignalFilter (const char* filterName, double bw, double xmin, double xmax, int n, double param, const char* domainName, int numIntegral = 0)
+SignalFilter::SignalFilter (const char* filterName, const char* filterMethodName, double bw, double signalIncrement, int nSignalPoints, double param, const char* domainName, int zeropad = 0, int preinterpolationFactor = 1)
 {
   m_vecFilter = NULL;
+  m_vecFourierCosTable = NULL;
+  m_vecFourierSinTable = NULL;
   m_idFilter = convertFilterNameToID (filterName);
   if (m_idFilter == FILTER_INVALID) {
     m_fail = true;
@@ -54,6 +56,13 @@ SignalFilter::SignalFilter (const char* filterName, double bw, double xmin, doub
     m_failMessage += filterName;
     return;
   }
+  m_idFilterMethod = convertFilterMethodNameToID (filterMethodName);
+  if (m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_INVALID) {
+    m_fail = true;
+    m_failMessage = "Invalid filter method name ";
+    m_failMessage += filterMethodName;
+    return;
+  }
   m_idDomain = convertDomainNameToID (domainName);
   if (m_idDomain == DOMAIN_INVALID) {
     m_fail = true;
@@ -61,21 +70,23 @@ SignalFilter::SignalFilter (const char* filterName, double bw, double xmin, doub
     m_failMessage += domainName;
     return;
   }
-  init (m_idFilter, bw, xmin, xmax, n, param, m_idDomain, numIntegral);
+  init (m_idFilter, m_idFilterMethod, bw, signalIncrement, nSignalPoints, param, m_idDomain, zeropad, preinterpolationFactor);
 }
 
-SignalFilter::SignalFilter (const FilterID filterID, double bw, double xmin, double xmax, int n, double param, const DomainID domainID, int numIntegral = 0)
+SignalFilter::SignalFilter (const FilterID filterID, const FilterMethodID filterMethodID, double bw, double signalIncrement, int nSignalPoints, double param, const DomainID domainID, int zeropad = 0, int preinterpolationFactor = 1)
 {
-  init (filterID, bw, xmin, xmax, n, param, domainID, numIntegral);
+  init (filterID, filterMethodID, bw, signalIncrement, nSignalPoints, param, domainID, zeropad, preinterpolationFactor);
 }
 
-SignalFilter::SignalFilter (const char* filterName, const char* domainName, double bw, double param, int numIntegral = 0)
+SignalFilter::SignalFilter (const char* filterName, const char* domainName, double bw, double param)
 {
   m_bw = bw;
-  m_nPoints = 0;
+  m_nSignalPoints = 0;
+  m_nFilterPoints = 0;
   m_vecFilter = NULL;
+  m_vecFourierCosTable = NULL;
+  m_vecFourierSinTable = NULL;
   m_filterParam = param;  
-  m_numIntegral = numIntegral;
   m_idFilter = convertFilterNameToID (filterName);
   if (m_idFilter == FILTER_INVALID) {
     m_fail = true;
@@ -93,63 +104,169 @@ SignalFilter::SignalFilter (const char* filterName, const char* domainName, doub
 }
 
 void
-SignalFilter::init (const FilterID filterID, double bw, double xmin, double xmax, int n, double param, const DomainID domainID, int numint)
+SignalFilter::init (const FilterID filterID, const FilterMethodID filterMethodID, double bw, double signalIncrement, int nSignalPoints, double filterParam, const DomainID domainID, int zeropad, int preinterpolationFactor)
 {
   m_bw = bw;
   m_idFilter = filterID;
   m_idDomain = domainID;
-  if (m_idFilter == FILTER_INVALID || m_idDomain == DOMAIN_INVALID) {
+  m_idFilterMethod = filterMethodID;
+  if (m_idFilter == FILTER_INVALID || m_idDomain == DOMAIN_INVALID || m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_INVALID) {
     m_fail = true;
     return;
   }
+  m_traceLevel = TRACE_NONE;
   m_nameFilter = convertFilterIDToName (m_idFilter);
   m_nameDomain = convertDomainIDToName (m_idDomain);
+  m_nameFilterMethod = convertFilterMethodIDToName (m_idFilterMethod);
   m_fail = false;
-  m_nPoints = n;
-  m_xmin = xmin;
-  m_xmax = xmax;
-  m_numIntegral = numint;
-  m_filterParam = param;  
-  m_vecFilter = new double[n];
-
-  double xinc = (m_xmax - m_xmin) / (m_nPoints - 1);
-
-  if (m_idFilter == FILTER_SHEPP) {
-    double a = 2 * m_bw;
-    double c = - 4. / (a * a);
-    int center = (m_nPoints - 1) / 2;
-    int sidelen = center;
-    m_vecFilter[center] = 4. / (a * a);
-
-    for (int i = 1; i <= sidelen; i++ )
-      m_vecFilter [center + i] = m_vecFilter [center - i] = c / (4 * (i * i) - 1);
-  } else if (m_idDomain == DOMAIN_FREQ) {
-    double x;
-    int i;
-    for (x = m_xmin, i = 0; i < m_nPoints; x += xinc, i++)
-      m_vecFilter[i] = frequencyResponse (x, param);
-  } else if (m_idDomain == DOMAIN_SPATIAL) {
-    double x;
-    int i;
-    for (x = m_xmin, i = 0; i < m_nPoints; x += xinc, i++)
-      if (numint == 0)
-       m_vecFilter[i] = spatialResponseAnalytic (x, param);
-      else
-       m_vecFilter[i] = spatialResponseCalc (x, param, numint);
-  } else {
+  m_nSignalPoints = nSignalPoints;
+  m_signalInc = signalIncrement;
+  m_filterParam = filterParam;  
+  m_zeropad = zeropad;
+  m_preinterpolationFactor = preinterpolationFactor;
+
+  m_vecFourierCosTable = NULL;
+  m_vecFourierSinTable = NULL;
+  m_vecFilter = NULL;
+
+  if (m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_FFT) {
+#if HAVE_FFTW
+    m_idFilterMethod = FILTER_METHOD_RFFTW;
+#else
+    m_fail = true;
+    m_failMessage = "FFT not yet implemented";
+    return;
+#endif
+  }
+
+  if (m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_FOURIER || m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_FOURIER_TABLE || m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_FFT
+#if HAVE_FFTW
+      || m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_FFTW || m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_RFFTW
+#endif
+      ) {
+    m_nFilterPoints = m_nSignalPoints;
+    if (m_zeropad > 0) {
+      double logBase2 = log(m_nSignalPoints) / log(2);
+      int nextPowerOf2 = static_cast<int>(floor(logBase2));
+      if (logBase2 != floor(logBase2))
+       nextPowerOf2++;
+      nextPowerOf2 += (m_zeropad - 1);
+      m_nFilterPoints = 1 << nextPowerOf2;
+      if (m_traceLevel >= TRACE_TEXT)
+       cout << "nFilterPoints = " << m_nFilterPoints << endl;
+    }
+    m_nOutputPoints = m_nFilterPoints * m_preinterpolationFactor;
+    m_filterMin = -1. / (2 * m_signalInc);
+    m_filterMax = 1. / (2 * m_signalInc);
+    m_filterInc = (m_filterMax - m_filterMin) / m_nFilterPoints;
+    m_vecFilter = new double [m_nFilterPoints];
+    int halfFilter = m_nFilterPoints / 2;
+    for (int i = 0; i <= halfFilter; i++) 
+       m_vecFilter[i] = static_cast<double>(i) / halfFilter/ (2. * m_signalInc);
+    for (int i = 1; i <= halfFilter; i++)
+       m_vecFilter[m_nFilterPoints - i] = static_cast<double>(i) / halfFilter / (2. * m_signalInc);
+  }
+
+  // precalculate sin and cosine tables for fourier transform
+  if (m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_FOURIER_TABLE) {
+      int nFourier = max(m_nFilterPoints,m_nOutputPoints) * max(m_nFilterPoints, m_nOutputPoints) + 1;
+      double angleIncrement = (2. * PI) / m_nFilterPoints;
+      m_vecFourierCosTable = new double[ nFourier ];
+      m_vecFourierSinTable = new double[ nFourier ];
+      double angle = 0;
+      for (int i = 0; i < nFourier; i++) {
+         m_vecFourierCosTable[i] = cos (angle);
+         m_vecFourierSinTable[i] = sin (angle);
+         angle += angleIncrement;
+      }
+  }
+
+#if HAVE_FFTW
+  if (m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_FFTW || m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_RFFTW) {
+      for (int i = 0; i < m_nFilterPoints; i++)  //fftw uses unnormalized fft
+       m_vecFilter[i] /= m_nFilterPoints;
+  }
+
+  if (m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_RFFTW) {
+      m_realPlanForward = rfftw_create_plan (m_nFilterPoints, FFTW_REAL_TO_COMPLEX, FFTW_ESTIMATE);
+      m_realPlanBackward = rfftw_create_plan (m_nOutputPoints, FFTW_COMPLEX_TO_REAL, FFTW_ESTIMATE);
+      m_vecRealFftInput = new fftw_real [ m_nFilterPoints ];
+      m_vecRealFftSignal = new fftw_real [ m_nOutputPoints ];
+      for (int i = 0; i < m_nFilterPoints; i++) 
+         m_vecRealFftInput[i] = 0;
+  } else if (m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_FFTW) {
+       m_complexPlanForward = fftw_create_plan (m_nFilterPoints, FFTW_FORWARD, FFTW_ESTIMATE);
+      m_complexPlanBackward = fftw_create_plan (m_nOutputPoints, FFTW_BACKWARD, FFTW_ESTIMATE);
+      m_vecComplexFftInput = new fftw_complex [ m_nFilterPoints ];
+      m_vecComplexFftSignal = new fftw_complex [ m_nOutputPoints ];
+      for (int i = 0; i < m_nFilterPoints; i++) 
+         m_vecComplexFftInput[i].re = m_vecComplexFftInput[i].im = 0;
+      for (int i = 0; i < m_nOutputPoints; i++) 
+         m_vecComplexFftSignal[i].re = m_vecComplexFftSignal[i].im = 0;
+  }
+#endif
+
+ if (m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_CONVOLUTION) {
+    m_nFilterPoints = 2 * m_nSignalPoints - 1;
+    m_filterMin = -m_signalInc * (m_nSignalPoints - 1);
+    m_filterMax = m_signalInc * (m_nSignalPoints - 1);
+    m_filterInc = (m_filterMax - m_filterMin) / (m_nFilterPoints - 1);
+    m_vecFilter = new double[ m_nFilterPoints ];
+    
+    if (m_idFilter == FILTER_SHEPP) {
+      double a = 2 * m_bw;
+      double c = - 4. / (a * a);
+      int center = (m_nFilterPoints - 1) / 2;
+      int sidelen = center;
+      m_vecFilter[center] = 4. / (a * a);
+      
+      for (int i = 1; i <= sidelen; i++ )
+       m_vecFilter [center + i] = m_vecFilter [center - i] = c / (4 * (i * i) - 1);
+    } else if (m_idDomain == DOMAIN_FREQUENCY) {
+      double x;
+      int i;
+      for (x = m_filterMin, i = 0; i < m_nFilterPoints; x += m_filterInc, i++)
+       m_vecFilter[i] = frequencyResponse (x, m_filterParam);
+    } else if (m_idDomain == DOMAIN_SPATIAL) {
+      double x;
+      int i;
+      for (x = m_filterMin, i = 0; i < m_nFilterPoints; x += m_filterInc, i++)
+       if (haveAnalyticSpatial(m_idFilter))
+         m_vecFilter[i] = spatialResponseAnalytic (x, m_filterParam);
+       else
+         m_vecFilter[i] = spatialResponseCalc (x, m_filterParam);
+    } else {
       m_failMessage = "Illegal domain name ";
       m_failMessage += m_idDomain;
       m_fail = true;
+    }
   }
 }
 
 SignalFilter::~SignalFilter (void)
 {
-    delete m_vecFilter;
+    delete [] m_vecFilter;
+    delete [] m_vecFourierSinTable;
+    delete [] m_vecFourierCosTable;
+
+#if HAVE_FFTW
+    if (m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_FFTW) {
+       fftw_destroy_plan(m_complexPlanForward);
+       fftw_destroy_plan(m_complexPlanBackward);
+       delete [] m_vecComplexFftInput;
+       delete [] m_vecComplexFftSignal;
+    }
+    if (m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_RFFTW) {
+       rfftw_destroy_plan(m_realPlanForward);
+       rfftw_destroy_plan(m_realPlanBackward);
+       delete [] m_vecRealFftInput;
+       delete [] m_vecRealFftSignal;
+    }
+#endif
 }
 
 
-SignalFilter::FilterID
+const SignalFilter::FilterID
 SignalFilter::convertFilterNameToID (const char *filterName)
 {
   FilterID filterID = FILTER_INVALID;
@@ -207,6 +324,52 @@ SignalFilter::convertFilterIDToName (const FilterID filterID)
   return (name);
 }
       
+const SignalFilter::FilterMethodID
+SignalFilter::convertFilterMethodNameToID (const char* const filterMethodName)
+{
+  FilterMethodID fmID = FILTER_METHOD_INVALID;
+
+  if (strcasecmp (filterMethodName, FILTER_METHOD_CONVOLUTION_STR) == 0)
+    fmID = FILTER_METHOD_CONVOLUTION;
+  else if (strcasecmp (filterMethodName, FILTER_METHOD_FOURIER_STR) == 0)
+    fmID = FILTER_METHOD_FOURIER;
+  else if (strcasecmp (filterMethodName, FILTER_METHOD_FOURIER_TABLE_STR) == 0)
+    fmID = FILTER_METHOD_FOURIER_TABLE;
+  else if (strcasecmp (filterMethodName, FILTER_METHOD_FFT_STR) == 0)
+    fmID = FILTER_METHOD_FFT;
+#if HAVE_FFTW
+  else if (strcasecmp (filterMethodName, FILTER_METHOD_FFTW_STR) == 0)
+    fmID = FILTER_METHOD_FFTW;
+  else if (strcasecmp (filterMethodName, FILTER_METHOD_RFFTW_STR) == 0)
+    fmID = FILTER_METHOD_RFFTW;
+#endif
+
+  return (fmID);
+}
+
+const char *
+SignalFilter::convertFilterMethodIDToName (const FilterMethodID fmID)
+{
+  const char *name = "";
+
+  if (fmID == FILTER_METHOD_CONVOLUTION)
+    return (FILTER_METHOD_CONVOLUTION_STR);
+  else if (fmID == FILTER_METHOD_FOURIER)
+    return (FILTER_METHOD_FOURIER_STR);
+  else if (fmID == FILTER_METHOD_FOURIER_TABLE)
+    return (FILTER_METHOD_FOURIER_TABLE_STR);
+  else if (fmID == FILTER_METHOD_FFT)
+    return (FILTER_METHOD_FFT_STR);
+#if HAVE_FFTW
+  else if (fmID == FILTER_METHOD_FFTW)
+    return (FILTER_METHOD_FFTW_STR);
+  else if (fmID == FILTER_METHOD_RFFTW)
+    return (FILTER_METHOD_RFFTW_STR);
+#endif
+
+  return (name);
+}
+
 const SignalFilter::DomainID
 SignalFilter::convertDomainNameToID (const char* const domainName)
 {
@@ -214,8 +377,8 @@ SignalFilter::convertDomainNameToID (const char* const domainName)
 
   if (strcasecmp (domainName, DOMAIN_SPATIAL_STR) == 0)
     dID = DOMAIN_SPATIAL;
-  else if (strcasecmp (domainName, DOMAIN_FREQ_STR) == 0)
-    dID = DOMAIN_FREQ;
+  else if (strcasecmp (domainName, DOMAIN_FREQUENCY_STR) == 0)
+    dID = DOMAIN_FREQUENCY;
 
   return (dID);
 }
@@ -227,12 +390,80 @@ SignalFilter::convertDomainIDToName (const DomainID domain)
 
   if (domain == DOMAIN_SPATIAL)
     return (DOMAIN_SPATIAL_STR);
-  else if (domain == DOMAIN_FREQ)
-    return (DOMAIN_FREQ_STR);
+  else if (domain == DOMAIN_FREQUENCY)
+    return (DOMAIN_FREQUENCY_STR);
 
   return (name);
 }
 
+void
+SignalFilter::filterSignal (const float input[], double output[]) const
+{
+  if (m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_CONVOLUTION) {
+    for (int i = 0; i < m_nSignalPoints; i++)
+      output[i] = convolve (input, m_signalInc, i, m_nSignalPoints);
+  } else if (m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_FOURIER) {
+    double inputSignal[m_nFilterPoints];
+    for (int i = 0; i < m_nSignalPoints; i++)
+      inputSignal[i] = input[i];
+    for (int i = m_nSignalPoints; i < m_nFilterPoints; i++)
+      inputSignal[i] = 0;  // zeropad
+    complex<double> fftSignal[m_nFilterPoints];
+    finiteFourierTransform (inputSignal, fftSignal, m_nFilterPoints, -1);
+    for (int i = 0; i < m_nFilterPoints; i++)
+      fftSignal[i] *= m_vecFilter[i];
+    double inverseFourier[m_nFilterPoints];
+    finiteFourierTransform (fftSignal, inverseFourier, m_nFilterPoints, 1);
+    for (int i = 0; i < m_nSignalPoints; i++) 
+      output[i] = inverseFourier[i];
+  } else if (m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_FOURIER_TABLE) {
+    double inputSignal[m_nFilterPoints];
+    for (int i = 0; i < m_nSignalPoints; i++)
+      inputSignal[i] = input[i];
+    for (int i = m_nSignalPoints; i < m_nFilterPoints; i++)
+      inputSignal[i] = 0;  // zeropad
+    complex<double> fftSignal[m_nFilterPoints];
+    finiteFourierTransform (inputSignal, fftSignal, -1);
+    for (int i = 0; i < m_nFilterPoints; i++)
+      fftSignal[i] *= m_vecFilter[i];
+    double inverseFourier[m_nFilterPoints];
+    finiteFourierTransform (fftSignal, inverseFourier, 1);
+    for (int i = 0; i < m_nSignalPoints; i++) 
+      output[i] = inverseFourier[i];
+  }
+#if HAVE_FFTW
+  else if (m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_RFFTW) {
+      for (int i = 0; i < m_nSignalPoints; i++)
+         m_vecRealFftInput[i] = input[i];
+
+      fftw_real fftOutput [ m_nFilterPoints ];
+      rfftw_one (m_realPlanForward, m_vecRealFftInput, fftOutput);
+      for (int i = 0; i < m_nFilterPoints; i++)
+         m_vecRealFftSignal[i] = m_vecFilter[i] * fftOutput[i];
+      for (int i = m_nFilterPoints; i < m_nOutputPoints; i++)
+       m_vecRealFftSignal[i] = 0;
+
+      fftw_real ifftOutput [ m_nOutputPoints ];
+      rfftw_one(m_realPlanBackward, m_vecRealFftSignal, ifftOutput);
+      for (int i = 0; i < m_nSignalPoints * m_preinterpolationFactor; i++)
+         output[i] = ifftOutput[i];
+  } else if (m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_FFTW) {
+      for (int i = 0; i < m_nSignalPoints; i++)
+         m_vecComplexFftInput[i].re = input[i];
+
+      fftw_complex fftOutput [ m_nFilterPoints ];
+      fftw_one(m_complexPlanForward, m_vecComplexFftInput, fftOutput);
+      for (int i = 0; i < m_nFilterPoints; i++) {
+         m_vecComplexFftSignal[i].re = m_vecFilter[i] * fftOutput[i].re;
+         m_vecComplexFftSignal[i].im = m_vecFilter[i] * fftOutput[i].im;
+      }
+      fftw_complex ifftOutput [ m_nOutputPoints ];
+      fftw_one(m_complexPlanBackward, m_vecComplexFftSignal, ifftOutput);
+      for (int i = 0; i < m_nSignalPoints * m_preinterpolationFactor; i++) 
+         output[i] = ifftOutput[i].re;
+  }
+#endif
+}
 
 double
 SignalFilter::response (double x)
@@ -240,8 +471,8 @@ SignalFilter::response (double x)
   double response = 0;
 
   if (m_idDomain == DOMAIN_SPATIAL)
-    response = spatialResponse (m_idFilter, m_bw, x, m_filterParam, m_numIntegral);
-  else if (m_idDomain == DOMAIN_FREQ)
+    response = spatialResponse (m_idFilter, m_bw, x, m_filterParam);
+  else if (m_idDomain == DOMAIN_FREQUENCY)
     response = frequencyResponse (m_idFilter, m_bw, x, m_filterParam);
 
   return (response);
@@ -249,12 +480,12 @@ SignalFilter::response (double x)
 
 
 double 
-SignalFilter::spatialResponse (FilterID filterID, double bw, double x, double param, int nIntegral = 0)
+SignalFilter::spatialResponse (FilterID filterID, double bw, double x, double param)
 {
-  if (nIntegral == 0)
+  if (haveAnalyticSpatial(filterID))
     return spatialResponseAnalytic (filterID, bw, x, param);
   else
-    return spatialResponseCalc (filterID, bw, x, param, nIntegral);
+    return spatialResponseCalc (filterID, bw, x, param, N_INTEGRAL);
 }
 
 /* NAME
@@ -273,9 +504,9 @@ SignalFilter::spatialResponse (FilterID filterID, double bw, double x, double pa
  */
 
 double 
-SignalFilter::spatialResponseCalc (double x, double param, int nIntegral) const
+SignalFilter::spatialResponseCalc (double x, double param) const
 {
-  return (spatialResponseCalc (m_idFilter, m_bw, x, param, nIntegral));
+  return (spatialResponseCalc (m_idFilter, m_bw, x, param, N_INTEGRAL));
 }
 
 double 
@@ -407,6 +638,30 @@ SignalFilter::spatialResponseAnalytic (double x, double param) const
   return spatialResponseAnalytic (m_idFilter, m_bw, x, param);
 }
 
+const bool
+SignalFilter::haveAnalyticSpatial (FilterID filterID)
+{
+  bool haveAnalytic = false;
+
+  switch (filterID) {
+  case FILTER_BANDLIMIT:
+  case FILTER_TRIANGLE:
+  case FILTER_COSINE:
+  case FILTER_G_HAMMING:
+  case FILTER_ABS_BANDLIMIT:
+  case FILTER_ABS_COSINE:
+  case FILTER_ABS_G_HAMMING:
+  case FILTER_SHEPP:
+  case FILTER_SINC:
+    haveAnalytic = true;
+    break;
+  default:
+    break;
+  }
+
+  return (haveAnalytic);
+}
+
 double 
 SignalFilter::spatialResponseAnalytic (FilterID filterID, double bw, double x, double param)
 {
@@ -492,10 +747,9 @@ SignalFilter::spatialResponseAnalytic (FilterID filterID, double bw, double x, d
 double 
 SignalFilter::integral_abscos (double u, double w)
 {
-  if (fabs (u) > F_EPSILON)
-    return (cos(u * w) - 1) / (u * u) + w / u * sin (u * w);
-  else
-    return (w * w / 2);
+  return (fabs (u) > F_EPSILON 
+     ? (cos(u * w) - 1) / (u * u) + w / u * sin (u * w) 
+     : (w * w / 2));
 }
 
 
@@ -560,3 +814,164 @@ for (int i = 0; i < np; i++)
   return (sum * dx);
 }
 
+
+void
+SignalFilter::finiteFourierTransform (const double input[], complex<double> output[], const int n, int direction)
+{
+  if (direction < 0)
+    direction = -1;
+  else 
+    direction = 1;
+    
+  double angleIncrement = direction * 2 * PI / n;
+  for (int i = 0; i < n; i++) {
+    double sumReal = 0;
+    double sumImag = 0;
+    for (int j = 0; j < n; j++) {
+      double angle = i * j * angleIncrement;
+      sumReal += input[j] * cos(angle);
+      sumImag += input[j] * sin(angle);
+    }
+    if (direction < 0) {
+      sumReal /= n;
+      sumImag /= n;
+    }
+    output[i] = complex<double> (sumReal, sumImag);
+  }
+}
+
+
+void
+SignalFilter::finiteFourierTransform (const complex<double> input[], complex<double> output[], const int n, int direction)
+{
+  if (direction < 0)
+    direction = -1;
+  else 
+    direction = 1;
+    
+  double angleIncrement = direction * 2 * PI / n;
+  for (int i = 0; i < n; i++) {
+    complex<double> sum (0,0);
+    for (int j = 0; j < n; j++) {
+      double angle = i * j * angleIncrement;
+      complex<double> exponentTerm (cos(angle), sin(angle));
+      sum += input[j] * exponentTerm;
+    }
+    if (direction < 0) {
+      sum /= n;
+    }
+    output[i] = sum;
+  }
+}
+
+void
+SignalFilter::finiteFourierTransform (const complex<double> input[], double output[], const int n, int direction)
+{
+  if (direction < 0)
+    direction = -1;
+  else 
+    direction = 1;
+    
+  double angleIncrement = direction * 2 * PI / n;
+  for (int i = 0; i < n; i++) {
+      double sumReal = 0;
+    for (int j = 0; j < n; j++) {
+      double angle = i * j * angleIncrement;
+      sumReal += input[j].real() * cos(angle) - input[j].imag() * sin(angle);
+    }
+    if (direction < 0) {
+      sumReal /= n;
+    }
+    output[i] = sumReal;
+  }
+}
+
+void
+SignalFilter::finiteFourierTransform (const double input[], complex<double> output[], int direction) const
+{
+  if (direction < 0)
+    direction = -1;
+  else 
+    direction = 1;
+    
+  for (int i = 0; i < m_nFilterPoints; i++) {
+    double sumReal = 0, sumImag = 0;
+    for (int j = 0; j < m_nFilterPoints; j++) {
+      int tableIndex = i * j;
+      if (direction > 0) {
+       sumReal += input[j] * m_vecFourierCosTable[tableIndex];
+       sumImag += input[j] * m_vecFourierSinTable[tableIndex];
+      } else {
+       sumReal += input[j] * m_vecFourierCosTable[tableIndex];
+       sumImag -= input[j] * m_vecFourierSinTable[tableIndex];
+      }
+    }
+    if (direction < 0) {
+      sumReal /= m_nFilterPoints;
+      sumImag /= m_nFilterPoints;
+    }
+    output[i] = complex<double> (sumReal, sumImag);
+  }
+}
+
+// (a+bi) * (c + di) = (ac - bd) + (ad + bc)i
+void
+SignalFilter::finiteFourierTransform (const complex<double> input[], complex<double> output[], int direction) const
+{
+  if (direction < 0)
+    direction = -1;
+  else 
+    direction = 1;
+    
+  for (int i = 0; i < m_nFilterPoints; i++) {
+    double sumReal = 0, sumImag = 0;
+    for (int j = 0; j < m_nFilterPoints; j++) {
+      int tableIndex = i * j;
+      if (direction > 0) {
+       sumReal += input[j].real() * m_vecFourierCosTable[tableIndex] 
+         - input[j].imag() * m_vecFourierSinTable[tableIndex];
+       sumImag += input[j].real() * m_vecFourierSinTable[tableIndex]
+         + input[j].imag() * m_vecFourierCosTable[tableIndex];
+      } else {
+       sumReal += input[j].real() * m_vecFourierCosTable[tableIndex] 
+         - input[j].imag() * -m_vecFourierSinTable[tableIndex];
+       sumImag += input[j].real() * -m_vecFourierSinTable[tableIndex]
+         + input[j].imag() * m_vecFourierCosTable[tableIndex];
+      }
+    }
+    if (direction < 0) {
+      sumReal /= m_nFilterPoints;
+      sumImag /= m_nFilterPoints;
+    }
+    output[i] = complex<double> (sumReal, sumImag);
+  }
+}
+
+void
+SignalFilter::finiteFourierTransform (const complex<double> input[], double output[], int direction) const
+{
+  if (direction < 0)
+    direction = -1;
+  else 
+    direction = 1;
+    
+  for (int i = 0; i < m_nFilterPoints; i++) {
+      double sumReal = 0;
+    for (int j = 0; j < m_nFilterPoints; j++) {
+      int tableIndex = i * j;
+      if (direction > 0) {
+       sumReal += input[j].real() * m_vecFourierCosTable[tableIndex] 
+         - input[j].imag() * m_vecFourierSinTable[tableIndex];
+      } else {
+       sumReal += input[j].real() * m_vecFourierCosTable[tableIndex] 
+         - input[j].imag() * -m_vecFourierSinTable[tableIndex];
+      }
+    }
+    if (direction < 0) {
+      sumReal /= m_nFilterPoints;
+    }
+    output[i] = sumReal;
+  }
+}
+
+