ffmpeg: add last_mux_dts_plus_duration
[ffmpeg.git] / libavutil / lls1.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 "lls1.h"
34
35 #if FF_API_LLS1
36
37 av_cold void avpriv_init_lls(LLSModel *m, int indep_count)
38 {
39     memset(m, 0, sizeof(LLSModel));
40     m->indep_count = indep_count;
41 }
42
43 void avpriv_update_lls(LLSModel *m, double *var, double decay)
44 {
45     int i, j;
46
47     for (i = 0; i <= m->indep_count; i++) {
48         for (j = i; j <= m->indep_count; j++) {
49             m->covariance[i][j] *= decay;
50             m->covariance[i][j] += var[i] * var[j];
51         }
52     }
53 }
54
55 void avpriv_solve_lls(LLSModel *m, double threshold, unsigned short min_order)
56 {
57     int i, j, k;
58     double (*factor)[MAX_VARS + 1] = (void *) &m->covariance[1][0];
59     double (*covar) [MAX_VARS + 1] = (void *) &m->covariance[1][1];
60     double *covar_y                = m->covariance[0];
61     int count                      = m->indep_count;
62
63     for (i = 0; i < count; i++) {
64         for (j = i; j < count; j++) {
65             double sum = covar[i][j];
66
67             for (k = i - 1; k >= 0; k--)
68                 sum -= factor[i][k] * factor[j][k];
69
70             if (i == j) {
71                 if (sum < threshold)
72                     sum = 1.0;
73                 factor[i][i] = sqrt(sum);
74             } else {
75                 factor[j][i] = sum / factor[i][i];
76             }
77         }
78     }
79
80     for (i = 0; i < count; i++) {
81         double sum = covar_y[i + 1];
82
83         for (k = i - 1; k >= 0; k--)
84             sum -= factor[i][k] * m->coeff[0][k];
85
86         m->coeff[0][i] = sum / factor[i][i];
87     }
88
89     for (j = count - 1; j >= min_order; j--) {
90         for (i = j; i >= 0; i--) {
91             double sum = m->coeff[0][i];
92
93             for (k = i + 1; k <= j; k++)
94                 sum -= factor[k][i] * m->coeff[j][k];
95
96             m->coeff[j][i] = sum / factor[i][i];
97         }
98
99         m->variance[j] = covar_y[0];
100
101         for (i = 0; i <= j; i++) {
102             double sum = m->coeff[j][i] * covar[i][i] - 2 * covar_y[i + 1];
103
104             for (k = 0; k < i; k++)
105                 sum += 2 * m->coeff[j][k] * covar[k][i];
106
107             m->variance[j] += m->coeff[j][i] * sum;
108         }
109     }
110 }
111
112 double avpriv_evaluate_lls(LLSModel *m, double *param, int order)
113 {
114     int i;
115     double out = 0;
116
117     for (i = 0; i <= order; i++)
118         out += param[i] * m->coeff[order][i];
119
120     return out;
121 }
122
123 #if FF_API_LLS_PRIVATE
124 av_cold void av_init_lls(LLSModel *m, int indep_count)
125 {
126     avpriv_init_lls(m, indep_count);
127 }
128 void av_update_lls(LLSModel *m, double *param, double decay)
129 {
130     avpriv_update_lls(m, param, decay);
131 }
132 void av_solve_lls(LLSModel *m, double threshold, int min_order)
133 {
134     avpriv_solve_lls(m, threshold, min_order);
135 }
136 double av_evaluate_lls(LLSModel *m, double *param, int order)
137 {
138     return avpriv_evaluate_lls(m, param, order);
139 }
140 #endif /* FF_API_LLS_PRIVATE */
141
142 #endif /* FF_API_LLS1 */
143
144 #ifdef TEST
145
146 #include <stdio.h>
147 #include <limits.h>
148 #include "lfg.h"
149
150 int main(void)
151 {
152     LLSModel m;
153     int i, order;
154     AVLFG lfg;
155
156     av_lfg_init(&lfg, 1);
157     avpriv_init_lls(&m, 3);
158
159     for (i = 0; i < 100; i++) {
160         double var[4];
161         double eval;
162
163         var[0] = (av_lfg_get(&lfg) / (double) UINT_MAX - 0.5) * 2;
164         var[1] = var[0] + av_lfg_get(&lfg) / (double) UINT_MAX - 0.5;
165         var[2] = var[1] + av_lfg_get(&lfg) / (double) UINT_MAX - 0.5;
166         var[3] = var[2] + av_lfg_get(&lfg) / (double) UINT_MAX - 0.5;
167         avpriv_update_lls(&m, var, 0.99);
168         avpriv_solve_lls(&m, 0.001, 0);
169         for (order = 0; order < 3; order++) {
170             eval = avpriv_evaluate_lls(&m, var + 1, order);
171             printf("real:%9f order:%d pred:%9f var:%f coeffs:%f %9f %9f\n",
172                    var[0], order, eval, sqrt(m.variance[order] / (i + 1)),
173                    m.coeff[order][0], m.coeff[order][1],
174                    m.coeff[order][2]);
175         }
176     }
177     return 0;
178 }
179
180 #endif