avutil/softfloat: Add test for av_cmp_sf()
[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 FFmpeg.
7  *
8  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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 "attributes.h"
32 #include "version.h"
33 #include "lls.h"
34
35 static void update_lls(LLSModel *m, const double *var)
36 {
37     int i, j;
38
39     for (i = 0; i <= m->indep_count; i++) {
40         for (j = i; j <= m->indep_count; j++) {
41             m->covariance[i][j] += var[i] * var[j];
42         }
43     }
44 }
45
46 void avpriv_solve_lls(LLSModel *m, double threshold, unsigned short min_order)
47 {
48     int i, j, k;
49     double (*factor)[MAX_VARS_ALIGN] = (void *) &m->covariance[1][0];
50     double (*covar) [MAX_VARS_ALIGN] = (void *) &m->covariance[1][1];
51     double *covar_y                = m->covariance[0];
52     int count                      = m->indep_count;
53
54     for (i = 0; i < count; i++) {
55         for (j = i; j < count; j++) {
56             double sum = covar[i][j];
57
58             for (k = i - 1; k >= 0; k--)
59                 sum -= factor[i][k] * factor[j][k];
60
61             if (i == j) {
62                 if (sum < threshold)
63                     sum = 1.0;
64                 factor[i][i] = sqrt(sum);
65             } else {
66                 factor[j][i] = sum / factor[i][i];
67             }
68         }
69     }
70
71     for (i = 0; i < count; i++) {
72         double sum = covar_y[i + 1];
73
74         for (k = i - 1; k >= 0; k--)
75             sum -= factor[i][k] * m->coeff[0][k];
76
77         m->coeff[0][i] = sum / factor[i][i];
78     }
79
80     for (j = count - 1; j >= min_order; j--) {
81         for (i = j; i >= 0; i--) {
82             double sum = m->coeff[0][i];
83
84             for (k = i + 1; k <= j; k++)
85                 sum -= factor[k][i] * m->coeff[j][k];
86
87             m->coeff[j][i] = sum / factor[i][i];
88         }
89
90         m->variance[j] = covar_y[0];
91
92         for (i = 0; i <= j; i++) {
93             double sum = m->coeff[j][i] * covar[i][i] - 2 * covar_y[i + 1];
94
95             for (k = 0; k < i; k++)
96                 sum += 2 * m->coeff[j][k] * covar[k][i];
97
98             m->variance[j] += m->coeff[j][i] * sum;
99         }
100     }
101 }
102
103 static double evaluate_lls(LLSModel *m, const double *param, int order)
104 {
105     int i;
106     double out = 0;
107
108     for (i = 0; i <= order; i++)
109         out += param[i] * m->coeff[order][i];
110
111     return out;
112 }
113
114 av_cold void avpriv_init_lls(LLSModel *m, int indep_count)
115 {
116     memset(m, 0, sizeof(LLSModel));
117     m->indep_count = indep_count;
118     m->update_lls = update_lls;
119     m->evaluate_lls = evaluate_lls;
120     if (ARCH_X86)
121         ff_init_lls_x86(m);
122 }
123
124 #ifdef TEST
125
126 #include <stdio.h>
127 #include <limits.h>
128 #include "lfg.h"
129
130 int main(void)
131 {
132     LLSModel m;
133     int i, order;
134     AVLFG lfg;
135
136     av_lfg_init(&lfg, 1);
137     avpriv_init_lls(&m, 3);
138
139     for (i = 0; i < 100; i++) {
140         LOCAL_ALIGNED(32, double, var, [4]);
141         double eval;
142
143         var[0] = (av_lfg_get(&lfg) / (double) UINT_MAX - 0.5) * 2;
144         var[1] = var[0] + av_lfg_get(&lfg) / (double) UINT_MAX - 0.5;
145         var[2] = var[1] + av_lfg_get(&lfg) / (double) UINT_MAX - 0.5;
146         var[3] = var[2] + av_lfg_get(&lfg) / (double) UINT_MAX - 0.5;
147         m.update_lls(&m, var);
148         avpriv_solve_lls(&m, 0.001, 0);
149         for (order = 0; order < 3; order++) {
150             eval = m.evaluate_lls(&m, var + 1, order);
151             printf("real:%9f order:%d pred:%9f var:%f coeffs:%f %9f %9f\n",
152                    var[0], order, eval, sqrt(m.variance[order] / (i + 1)),
153                    m.coeff[order][0], m.coeff[order][1],
154                    m.coeff[order][2]);
155         }
156     }
157     return 0;
158 }
159
160 #endif