r145: *** empty log message ***
[ctsim.git] / libctsim / filter.cpp
index 27d1829380ae5224feff90fb221a801079884f20..d22e99f37794bd69c261865c2ea00de0f30bd757 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 1.8 2000/07/04 18:33:35 kevin Exp $
+**  $Id: filter.cpp,v 1.17 2000/07/13 07:03:21 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
@@ -28,6 +28,8 @@
 #include "ct.h"
 
 
+int SignalFilter::N_INTEGRAL=500;  //static member
+
 /* NAME
  *   SignalFilter::SignalFilter     Construct a signal
  *
  *   int nSignalPoints Number of points in signal
  *   double param      General input parameter to filters
  *   int domain                FREQUENCY 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
  */
 
-SignalFilter::SignalFilter (const char* filterName, const char* filterMethodName, double bw, double signalIncrement, int nSignalPoints, 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;
@@ -70,15 +70,15 @@ SignalFilter::SignalFilter (const char* filterName, const char* filterMethodName
     m_failMessage += domainName;
     return;
   }
-  init (m_idFilter, m_idFilterMethod, bw, signalIncrement, nSignalPoints, param, m_idDomain, numIntegral);
+  init (m_idFilter, m_idFilterMethod, bw, signalIncrement, nSignalPoints, param, m_idDomain, zeropad, preinterpolationFactor);
 }
 
-SignalFilter::SignalFilter (const FilterID filterID, const FilterMethodID filterMethodID, double bw, double signalIncrement, int nSignalPoints, 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, filterMethodID, bw, signalIncrement, nSignalPoints, 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_nSignalPoints = 0;
@@ -87,7 +87,6 @@ SignalFilter::SignalFilter (const char* filterName, const char* domainName, doub
   m_vecFourierCosTable = NULL;
   m_vecFourierSinTable = NULL;
   m_filterParam = param;  
-  m_numIntegral = numIntegral;
   m_idFilter = convertFilterNameToID (filterName);
   if (m_idFilter == FILTER_INVALID) {
     m_fail = true;
@@ -105,7 +104,7 @@ SignalFilter::SignalFilter (const char* filterName, const char* domainName, doub
 }
 
 void
-SignalFilter::init (const FilterID filterID, const FilterMethodID filterMethodID, double bw, double signalIncrement, int nSignalPoints, 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;
@@ -115,71 +114,102 @@ SignalFilter::init (const FilterID filterID, const FilterMethodID filterMethodID
     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_nSignalPoints = nSignalPoints;
   m_signalInc = signalIncrement;
-  m_filterParam = param;  
-  
-  if (m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_FOURIER) {
-    int nFourier = m_nSignalPoints * m_nSignalPoints + 1;
-    double angleIncrement = (2. * PI) / m_nSignalPoints;
-    m_vecFourierCosTable = new double[ nFourier ];
-    m_vecFourierSinTable = new double[ nFourier ];
-    for (int i = 0; i < nFourier; i++) {
-      m_vecFourierCosTable[i] = cos (angleIncrement * i);
-      m_vecFourierSinTable[i] = sin (angleIncrement * i);
-    }
-    m_nFilterPoints = m_nSignalPoints;
-    m_filterMin = 0;
-    m_filterMax = m_nSignalPoints * m_signalInc;
-    m_filterInc = (m_filterMax - m_filterMin) / (m_nFilterPoints - 1);
-    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 - 1) / (2 * m_signalInc);
-    for (int i = 0; i < halfFilter; i++)
-       m_vecFilter[m_nFilterPoints - i - 1] = static_cast<double>(i) / (halfFilter - 1) / (2 * m_signalInc);
-    if (halfFilter % 2) // odd
-      m_vecFilter[halfFilter] = 1;
-  } else if (m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_FFT || m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_FFT_ZEROPAD_2 || m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_FFT_ZEROPAD_4) {
+  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 || 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_idFilterMethod == FILTER_METHOD_FFT_ZEROPAD_2 || m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_FFT_ZEROPAD_4) {
+    if (m_zeropad > 0) {
       double logBase2 = log(m_nSignalPoints) / log(2);
-      int nextPowerOf2 = static_cast<int>(floor(logBase2)) + 1;
-      if (m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_FFT_ZEROPAD_4)
-       nextPowerOf2++;
+      int nextPowerOf2 = static_cast<int>(floor(logBase2));
       if (logBase2 != floor(logBase2))
        nextPowerOf2++;
+      nextPowerOf2 += (m_zeropad - 1);
       m_nFilterPoints = 1 << nextPowerOf2;
       cout << "nFilterPoints = " << m_nFilterPoints << endl;
     }
-    m_filterMin = 0;
-    m_filterMax = m_nSignalPoints * m_signalInc;
-    m_filterInc = (m_filterMax - m_filterMin) / (m_nFilterPoints - 1);
+    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 - 1) /  (2 * m_signalInc);
-    for (int i = 0; i < halfFilter; i++)
-       m_vecFilter[m_nFilterPoints - i - 1] = static_cast<double>(i) / (halfFilter - 1) /  (2 * m_signalInc);
-    if (halfFilter % 2) // odd
-      m_vecFilter[halfFilter] = 1;
+    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
-    m_planForward = fftw_create_plan (m_nFilterPoints, FFTW_FORWARD, FFTW_ESTIMATE);
-    m_planBackward = fftw_create_plan (m_nFilterPoints, FFTW_BACKWARD, FFTW_ESTIMATE);
-#endif
+  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_numIntegral = numint;
     m_vecFilter = new double[ m_nFilterPoints ];
     
     if (m_idFilter == FILTER_SHEPP) {
@@ -195,15 +225,15 @@ SignalFilter::init (const FilterID filterID, const FilterMethodID filterMethodID
       double x;
       int i;
       for (x = m_filterMin, i = 0; i < m_nFilterPoints; x += m_filterInc, i++)
-       m_vecFilter[i] = frequencyResponse (x, param);
+       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 (numint == 0)
-         m_vecFilter[i] = spatialResponseAnalytic (x, param);
+       if (haveAnalyticSpatial(m_idFilter))
+         m_vecFilter[i] = spatialResponseAnalytic (x, m_filterParam);
        else
-         m_vecFilter[i] = spatialResponseCalc (x, param, numint);
+         m_vecFilter[i] = spatialResponseCalc (x, m_filterParam);
     } else {
       m_failMessage = "Illegal domain name ";
       m_failMessage += m_idDomain;
@@ -214,13 +244,22 @@ SignalFilter::init (const FilterID filterID, const FilterMethodID filterMethodID
 
 SignalFilter::~SignalFilter (void)
 {
-    delete m_vecFilter;
-    delete m_vecFourierSinTable;
-    delete m_vecFourierCosTable;
+    delete [] m_vecFilter;
+    delete [] m_vecFourierSinTable;
+    delete [] m_vecFourierCosTable;
+
 #if HAVE_FFTW
-    if (m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_FFT) {
-       fftw_destroy_plan(m_planForward);
-       fftw_destroy_plan(m_planBackward);
+    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
 }
@@ -293,14 +332,16 @@ SignalFilter::convertFilterMethodNameToID (const char* const filterMethodName)
     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;
-  else if (strcasecmp (filterMethodName, FILTER_METHOD_FFT_ZEROPAD_2_STR) == 0)
-    fmID = FILTER_METHOD_FFT_ZEROPAD_2;
-  else if (strcasecmp (filterMethodName, FILTER_METHOD_FFT_ZEROPAD_4_STR) == 0)
-    fmID = FILTER_METHOD_FFT_ZEROPAD_4;
-  else if (strcasecmp (filterMethodName, FILTER_METHOD_FFT_ZEROPAD_6_STR) == 0)
-    fmID = FILTER_METHOD_FFT_ZEROPAD_6;
+#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);
 }
@@ -314,14 +355,16 @@ SignalFilter::convertFilterMethodIDToName (const FilterMethodID fmID)
     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);
-  else if (fmID == FILTER_METHOD_FFT_ZEROPAD_2)
-    return (FILTER_METHOD_FFT_ZEROPAD_2_STR);
-  else if (fmID == FILTER_METHOD_FFT_ZEROPAD_4)
-    return (FILTER_METHOD_FFT_ZEROPAD_4_STR);
-  else if (fmID == FILTER_METHOD_FFT_ZEROPAD_6)
-    return (FILTER_METHOD_FFT_ZEROPAD_6_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);
 }
@@ -352,7 +395,6 @@ SignalFilter::convertDomainIDToName (const DomainID domain)
   return (name);
 }
 
-
 void
 SignalFilter::filterSignal (const float input[], double output[]) const
 {
@@ -360,33 +402,66 @@ SignalFilter::filterSignal (const float input[], double output[]) const
     for (int i = 0; i < m_nSignalPoints; i++)
       output[i] = convolve (input, m_signalInc, i, m_nSignalPoints);
   } else if (m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_FOURIER) {
-    complex<double> fftSignal[m_nSignalPoints];
-    complex<double> complexOutput[m_nSignalPoints];
-    complex<double> filteredSignal[m_nSignalPoints];
-    finiteFourierTransform (input, fftSignal, m_nSignalPoints, -1);
-    dotProduct (m_vecFilter, fftSignal, filteredSignal, m_nSignalPoints);
-    finiteFourierTransform (filteredSignal, complexOutput, m_nSignalPoints, 1);
-    for (int i = 0; i < m_nSignalPoints; i++) {
-      output[i] = abs( complexOutput[i] );
-    }
-  } else if (m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_FFT || FILTER_METHOD_FFT_ZEROPAD_2 || FILTER_METHOD_FFT_ZEROPAD_4) {
-    fftw_complex in[m_nFilterPoints], out[m_nFilterPoints];
-    for (int i = 0; i < m_nSignalPoints; i++) {
-      in[i].re = input[i];
-      in[i].im = 0;
-    }
-    for (int i = m_nSignalPoints; i < m_nFilterPoints; i++) {
-      in[i].re = in[i].im = 0;      // ZeroPad
-    }
-    fftw_one(m_planForward, in, out);
-    for (int i = 0; i < m_nFilterPoints; i++) {
-      out[i].re = m_vecFilter[i] * out[i].re / m_nSignalPoints;
-      out[i].im = m_vecFilter[i] * out[i].im / m_nSignalPoints;
-    }
-    fftw_one(m_planBackward, out, in);
+    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] = sqrt (in[i].re * in[i].re + in[i].im * in[i].im);
+      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
@@ -395,7 +470,7 @@ SignalFilter::response (double x)
   double response = 0;
 
   if (m_idDomain == DOMAIN_SPATIAL)
-    response = spatialResponse (m_idFilter, m_bw, x, m_filterParam, m_numIntegral);
+    response = spatialResponse (m_idFilter, m_bw, x, m_filterParam);
   else if (m_idDomain == DOMAIN_FREQUENCY)
     response = frequencyResponse (m_idFilter, m_bw, x, m_filterParam);
 
@@ -404,12 +479,12 @@ 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
@@ -428,9 +503,9 @@ 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 
@@ -562,6 +637,30 @@ 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)
 {
@@ -716,19 +815,19 @@ for (int i = 0; i < np; i++)
 
 
 void
-SignalFilter::finiteFourierTransform (const float input[], complex<double> output[], const int n, int direction)
+SignalFilter::finiteFourierTransform (const double input[], complex<double> output[], const int n, int direction)
 {
   if (direction < 0)
     direction = -1;
   else 
     direction = 1;
     
-  double angleIncrement = 2 * PI / n;
+  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 * direction;
+      double angle = i * j * angleIncrement;
       sumReal += input[j] * cos(angle);
       sumImag += input[j] * sin(angle);
     }
@@ -749,11 +848,11 @@ SignalFilter::finiteFourierTransform (const complex<double> input[], complex<dou
   else 
     direction = 1;
     
-  double angleIncrement = 2 * PI / n;
+  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 * direction;
+      double angle = i * j * angleIncrement;
       complex<double> exponentTerm (cos(angle), sin(angle));
       sum += input[j] * exponentTerm;
     }
@@ -765,35 +864,56 @@ SignalFilter::finiteFourierTransform (const complex<double> input[], complex<dou
 }
 
 void
-SignalFilter::finiteFourierTransform (const float input[], complex<double> output[], int direction) const
+SignalFilter::finiteFourierTransform (const complex<double> input[], double output[], const int n, int direction)
 {
   if (direction < 0)
     direction = -1;
   else 
     direction = 1;
     
-  for (int i = 0; i < m_nSignalPoints; i++) {
+  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_nSignalPoints; j++) {
+    for (int j = 0; j < m_nFilterPoints; j++) {
       int tableIndex = i * j;
       if (direction > 0) {
-       sumReal += input[i] * m_vecFourierCosTable[tableIndex];
-       sumImag += input[i] * m_vecFourierSinTable[tableIndex];
+       sumReal += input[j] * m_vecFourierCosTable[tableIndex];
+       sumImag += input[j] * m_vecFourierSinTable[tableIndex];
       } else {
-       sumReal += input[i] * m_vecFourierCosTable[tableIndex];
-       sumImag -= input[i] * m_vecFourierSinTable[tableIndex];
+       sumReal += input[j] * m_vecFourierCosTable[tableIndex];
+       sumImag -= input[j] * m_vecFourierSinTable[tableIndex];
       }
     }
     if (direction < 0) {
-      sumReal /= m_nSignalPoints;
-      sumImag /= m_nSignalPoints;
+      sumReal /= m_nFilterPoints;
+      sumImag /= m_nFilterPoints;
     }
     output[i] = complex<double> (sumReal, sumImag);
   }
 }
 
-// (a+bi) * (c + di) = (ac - db) + (bc + da)i
-#if 0
+// (a+bi) * (c + di) = (ac - bd) + (ad + bc)i
 void
 SignalFilter::finiteFourierTransform (const complex<double> input[], complex<double> output[], int direction) const
 {
@@ -802,30 +922,55 @@ SignalFilter::finiteFourierTransform (const complex<double> input[], complex<dou
   else 
     direction = 1;
     
-  for (int i = 0; i < m_nSignalPoints; i++) {
+  for (int i = 0; i < m_nFilterPoints; i++) {
     double sumReal = 0, sumImag = 0;
-    for (int j = 0; j < m_nSignalPoints; j++) {
+    for (int j = 0; j < m_nFilterPoints; j++) {
       int tableIndex = i * j;
       if (direction > 0) {
-       sumReal += input[i] * m_vecFourierCosTable[tableIndex];
-       sumImag += input[i] * m_vecFourierSinTable[tableIndex];
+       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[i] * m_vecFourierCosTable[tableIndex];
-       sumImag -= input[i] * m_vecFourierSinTable[tableIndex];
+       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_nSignalPoints;
-      sumImag /= m_nSignalPoints;
+    if (direction < 0) {
+      sumReal /= m_nFilterPoints;
+      sumImag /= m_nFilterPoints;
     }
     output[i] = complex<double> (sumReal, sumImag);
   }
 }
-#endif
 
-void 
-SignalFilter::dotProduct (const double v1[], const complex<double> v2[], complex<double> output[], const int n)
+void
+SignalFilter::finiteFourierTransform (const complex<double> input[], double output[], int direction) const
 {
-    for (int i = 0; i < n; i++)
-       output[i] = v1[i] * v2[i];
+  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;
+  }
 }
+
+