AVOptions: fix the value printed in out of range error message.
[ffmpeg.git] / libavutil / lls.c
1 /*
2  * linear least squares model
3  *
4  * Copyright (c) 2006 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
5  *
6  * This file is part of Libav.
7  *
8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 /**
24  * @file
25  * linear least squares model
26  */
27
28 #include <math.h>
29 #include <string.h>
30
31 #include "lls.h"
32
33 void av_init_lls(LLSModel *m, int indep_count)
34 {
35     memset(m, 0, sizeof(LLSModel));
36     m->indep_count = indep_count;
37 }
38
39 void av_update_lls(LLSModel *m, double *var, double decay)
40 {
41     int i, j;
42
43     for (i = 0; i <= m->indep_count; i++) {
44         for (j = i; j <= m->indep_count; j++) {
45             m->covariance[i][j] *= decay;
46             m->covariance[i][j] += var[i] * var[j];
47         }
48     }
49 }
50
51 void av_solve_lls(LLSModel *m, double threshold, int min_order)
52 {
53     int i, j, k;
54     double (*factor)[MAX_VARS + 1] = (void *) &m->covariance[1][0];
55     double (*covar) [MAX_VARS + 1] = (void *) &m->covariance[1][1];
56     double *covar_y                = m->covariance[0];
57     int count                      = m->indep_count;
58
59     for (i = 0; i < count; i++) {
60         for (j = i; j < count; j++) {
61             double sum = covar[i][j];
62
63             for (k = i - 1; k >= 0; k--)
64                 sum -= factor[i][k] * factor[j][k];
65
66             if (i == j) {
67                 if (sum < threshold)
68                     sum = 1.0;
69                 factor[i][i] = sqrt(sum);
70             } else {
71                 factor[j][i] = sum / factor[i][i];
72             }
73         }
74     }
75
76     for (i = 0; i < count; i++) {
77         double sum = covar_y[i + 1];
78
79         for (k = i - 1; k >= 0; k--)
80             sum -= factor[i][k] * m->coeff[0][k];
81
82         m->coeff[0][i] = sum / factor[i][i];
83     }
84
85     for (j = count - 1; j >= min_order; j--) {
86         for (i = j; i >= 0; i--) {
87             double sum = m->coeff[0][i];
88
89             for (k = i + 1; k <= j; k++)
90                 sum -= factor[k][i] * m->coeff[j][k];
91
92             m->coeff[j][i] = sum / factor[i][i];
93         }
94
95         m->variance[j] = covar_y[0];
96
97         for (i = 0; i <= j; i++) {
98             double sum = m->coeff[j][i] * covar[i][i] - 2 * covar_y[i + 1];
99
100             for (k = 0; k < i; k++)
101                 sum += 2 * m->coeff[j][k] * covar[k][i];
102
103             m->variance[j] += m->coeff[j][i] * sum;
104         }
105     }
106 }
107
108 double av_evaluate_lls(LLSModel *m, double *param, int order)
109 {
110     int i;
111     double out = 0;
112
113     for (i = 0; i <= order; i++)
114         out += param[i] * m->coeff[order][i];
115
116     return out;
117 }
118
119 #ifdef TEST
120
121 #include <stdio.h>
122 #include <limits.h>
123 #include "lfg.h"
124
125 int main(void)
126 {
127     LLSModel m;
128     int i, order;
129     AVLFG lfg;
130
131     av_lfg_init(&lfg, 1);
132     av_init_lls(&m, 3);
133
134     for (i = 0; i < 100; i++) {
135         double var[4];
136         double eval;
137
138         var[0] = (av_lfg_get(&lfg) / (double) UINT_MAX - 0.5) * 2;
139         var[1] = var[0] + av_lfg_get(&lfg) / (double) UINT_MAX - 0.5;
140         var[2] = var[1] + av_lfg_get(&lfg) / (double) UINT_MAX - 0.5;
141         var[3] = var[2] + av_lfg_get(&lfg) / (double) UINT_MAX - 0.5;
142         av_update_lls(&m, var, 0.99);
143         av_solve_lls(&m, 0.001, 0);
144         for (order = 0; order < 3; order++) {
145             eval = av_evaluate_lls(&m, var + 1, order);
146             printf("real:%9f order:%d pred:%9f var:%f coeffs:%f %9f %9f\n",
147                    var[0], order, eval, sqrt(m.variance[order] / (i + 1)),
148                    m.coeff[order][0], m.coeff[order][1],
149                    m.coeff[order][2]);
150         }
151     }
152     return 0;
153 }
154
155 #endif