| 1 | /************************************ |
|---|
| 2 | Extended Kalman Filter |
|---|
| 3 | Matrix operations |
|---|
| 4 | |
|---|
| 5 | V. Smidl |
|---|
| 6 | |
|---|
| 7 | Rev. 30.8.2010 |
|---|
| 8 | |
|---|
| 9 | 30.8.2010 Prvni verze |
|---|
| 10 | |
|---|
| 11 | *************************************/ |
|---|
| 12 | #include "fixed.h" |
|---|
| 13 | #include "stdio.h" |
|---|
| 14 | #include <math.h> |
|---|
| 15 | |
|---|
| 16 | #include "matrix_vs.h" |
|---|
| 17 | |
|---|
| 18 | /* Matrix multiply Full matrix by upper diagonal matrix; */ |
|---|
| 19 | void mmultAU(int *m1, int *up, int *result, unsigned int rows, unsigned int columns) { |
|---|
| 20 | unsigned int i, j, k; |
|---|
| 21 | long tmp_sum=0L; //in 15+qAU |
|---|
| 22 | int *m2pom; |
|---|
| 23 | int *m1pom=m1; |
|---|
| 24 | int *respom=result; |
|---|
| 25 | |
|---|
| 26 | for (i=0; i<rows; i++) //rows of result |
|---|
| 27 | { |
|---|
| 28 | for (j=0; j<columns; j++) //columns of result |
|---|
| 29 | { |
|---|
| 30 | m2pom=up+j;//?? |
|---|
| 31 | |
|---|
| 32 | for (k=0; k<j; k++) //inner loop up to "j" - U(j,j)==1; |
|---|
| 33 | { |
|---|
| 34 | tmp_sum+=((long)(*(m1pom++))**m2pom)>>(15-qAU); |
|---|
| 35 | m2pom+=columns; |
|---|
| 36 | } |
|---|
| 37 | // add the missing A(i,j) |
|---|
| 38 | tmp_sum +=(long)(*m1pom)<<qAU; // no need to shift |
|---|
| 39 | m1pom-=(j); // shift back to first element |
|---|
| 40 | |
|---|
| 41 | // saturation effect |
|---|
| 42 | /* tmp_sum=tmp_sum>>15; |
|---|
| 43 | if (tmp_sum>32767) { |
|---|
| 44 | printf("Au - saturated\n"); |
|---|
| 45 | } |
|---|
| 46 | if (tmp_sum<-32768) { |
|---|
| 47 | printf("Au - saturated\n"); |
|---|
| 48 | }*/ |
|---|
| 49 | // printf("Au - saturated\n"); |
|---|
| 50 | |
|---|
| 51 | *respom++=tmp_sum>>15; |
|---|
| 52 | |
|---|
| 53 | tmp_sum=0; |
|---|
| 54 | } |
|---|
| 55 | m1pom+=(columns); |
|---|
| 56 | } |
|---|
| 57 | }; |
|---|
| 58 | |
|---|
| 59 | /* Matrix multiply Full matrix by upper diagonal matrix; */ |
|---|
| 60 | void mmultACh(int *m1, int *up, int *result, unsigned int rows, unsigned int columns) { |
|---|
| 61 | unsigned int i, j, k; |
|---|
| 62 | long tmp_sum=0L; |
|---|
| 63 | int *m2pom; |
|---|
| 64 | int *m1pom=m1; |
|---|
| 65 | int *respom=result; |
|---|
| 66 | |
|---|
| 67 | for (i=0; i<rows; i++) //rows of result |
|---|
| 68 | { |
|---|
| 69 | for (j=0; j<columns; j++) //columns of result |
|---|
| 70 | { |
|---|
| 71 | m2pom=up+j;//?? |
|---|
| 72 | |
|---|
| 73 | for (k=0; k<=j; k++) //inner loop up to "j" - U(j,j)==1; |
|---|
| 74 | { |
|---|
| 75 | tmp_sum+=(long)(*(m1pom++))**m2pom; |
|---|
| 76 | m2pom+=columns; |
|---|
| 77 | } |
|---|
| 78 | m1pom-=(j+1); // shift back to first element |
|---|
| 79 | |
|---|
| 80 | // saturation effect |
|---|
| 81 | tmp_sum=tmp_sum>>15; |
|---|
| 82 | if (tmp_sum>32767) { |
|---|
| 83 | if (i!=3) tmp_sum=32767; |
|---|
| 84 | } |
|---|
| 85 | if (tmp_sum<-32768) { |
|---|
| 86 | tmp_sum=-32768; |
|---|
| 87 | } |
|---|
| 88 | // printf("Au - saturated\n"); |
|---|
| 89 | |
|---|
| 90 | *respom++=tmp_sum; |
|---|
| 91 | |
|---|
| 92 | tmp_sum=0; |
|---|
| 93 | } |
|---|
| 94 | m1pom+=(columns); |
|---|
| 95 | } |
|---|
| 96 | }; |
|---|
| 97 | |
|---|
| 98 | bool DBG=true; |
|---|
| 99 | |
|---|
| 100 | void show(const char name[10], int *I, int n) { |
|---|
| 101 | if (!DBG) return; |
|---|
| 102 | |
|---|
| 103 | printf("%s: ",name); |
|---|
| 104 | for (int i=0;i<n;i++) { |
|---|
| 105 | printf("%d ",*(I+i)); |
|---|
| 106 | } |
|---|
| 107 | printf("\n"); |
|---|
| 108 | } |
|---|
| 109 | |
|---|
| 110 | // Thorton procedure - Kalman predictive variance in UD |
|---|
| 111 | void thorton(int *U, int *D, int *PSIU, int *Q, int *G, int *Dold, unsigned int rows) { |
|---|
| 112 | unsigned int i,j,k; |
|---|
| 113 | // copy D to Dold |
|---|
| 114 | int *Dold_pom=Dold; |
|---|
| 115 | for (i=0;i<rows;i++) { |
|---|
| 116 | *Dold_pom++=*D++; |
|---|
| 117 | } |
|---|
| 118 | D-=rows; // back to first D |
|---|
| 119 | |
|---|
| 120 | // initialize G = eye() |
|---|
| 121 | int *G_pom = G; |
|---|
| 122 | *G_pom++=1<<14; |
|---|
| 123 | for (i=0;i<rows-1;i++) { |
|---|
| 124 | // clean elem before diag |
|---|
| 125 | for (j=0; j<rows; j++) { |
|---|
| 126 | *G_pom++=0.0; |
|---|
| 127 | } |
|---|
| 128 | *G_pom++=1<<14; |
|---|
| 129 | } |
|---|
| 130 | // eye created |
|---|
| 131 | |
|---|
| 132 | long sigma; // in q30!!!!!! |
|---|
| 133 | for (i=rows-1; true;i--) { // check i==0 at the END! |
|---|
| 134 | sigma = 0; |
|---|
| 135 | |
|---|
| 136 | for (j=0;j<rows; j++) { |
|---|
| 137 | //long s1=(((long)PSIU[i+j*rows]*PSIU[i+j*rows])>>15)*(Dold[i]); |
|---|
| 138 | long s2=((((long)PSIU[i*rows+j]*Dold[j]))>>(2*qAU-15))*PSIU[i*rows+j]; |
|---|
| 139 | // printf("%d - %d\n",s1,s2); |
|---|
| 140 | sigma += s2; |
|---|
| 141 | } |
|---|
| 142 | sigma += Q[i*rows+i]<<15; // Q is in q15 |
|---|
| 143 | for (j=i+1;j<rows; j++) { |
|---|
| 144 | sigma += (((long)G[i*rows+j]*G[i*rows+j])>>13)*Q[j*rows+j]; |
|---|
| 145 | // sigma += (((long)G[i+j*rows]*G[i+j*rows])>>13)*Q[j+j*rows]; |
|---|
| 146 | } |
|---|
| 147 | |
|---|
| 148 | if (sigma>16384<<15) sigma = 16384<<15; |
|---|
| 149 | *(D+i)=sigma>>15; |
|---|
| 150 | if (D[i]==0) D[i]=1; |
|---|
| 151 | //show("D",D,5); |
|---|
| 152 | |
|---|
| 153 | for (j=0;j<i;j++) { |
|---|
| 154 | // printf("\n%d,%d\n",i,j); |
|---|
| 155 | sigma =0; |
|---|
| 156 | for (k=0;k<rows;k++) { |
|---|
| 157 | int tmp= (((long(PSIU[i*rows+k])*Dold[k]))>>(2*qAU-15)); |
|---|
| 158 | if (tmp>32767) printf("!"); |
|---|
| 159 | sigma += (((long(PSIU[i*rows+k])*Dold[k]))>>(2*qAU-15))*PSIU[j*rows+k]; |
|---|
| 160 | } |
|---|
| 161 | for (k=0;k<rows;k++) { |
|---|
| 162 | sigma += ((((long)G[i*rows+k])*G[j*rows+k])>>13)*Q[k*rows+k]; |
|---|
| 163 | } |
|---|
| 164 | long z=sigma/D[i]; // shift by 15 |
|---|
| 165 | if (z>32767) z=32767; |
|---|
| 166 | if (z<-32768) z=-32768; |
|---|
| 167 | |
|---|
| 168 | U[j*rows+i] = (int)z; |
|---|
| 169 | |
|---|
| 170 | |
|---|
| 171 | for (k=0;k<rows;k++) { |
|---|
| 172 | PSIU[j*rows+k] -= ((long)U[j*rows+i]*PSIU[i*rows+k])>>15; //qAU*q15/q15=qAU |
|---|
| 173 | } |
|---|
| 174 | |
|---|
| 175 | for (k=0;k<rows;k++) { |
|---|
| 176 | G[j*rows+k] -= ((long)U[j*rows+i]*G[i*rows+k])>>15; |
|---|
| 177 | } |
|---|
| 178 | |
|---|
| 179 | } |
|---|
| 180 | //show("U",U,25); |
|---|
| 181 | //show("G",G,25); |
|---|
| 182 | if (i==0) return; |
|---|
| 183 | } |
|---|
| 184 | } |
|---|
| 185 | |
|---|
| 186 | void bierman_fast(int *difz, int *xp, int *U, int *D, int *R, unsigned int dimy, unsigned int dimx ) { |
|---|
| 187 | int alpha; |
|---|
| 188 | int beta,lambda; |
|---|
| 189 | int b[5]; // ok even for 4-dim state |
|---|
| 190 | int *a; // in [0,1] -> q15 |
|---|
| 191 | unsigned int iy,j,i; |
|---|
| 192 | |
|---|
| 193 | int *b_j,*b_i; |
|---|
| 194 | int *a_j; |
|---|
| 195 | int *D_j; |
|---|
| 196 | int *U_ij; |
|---|
| 197 | int *x_i; |
|---|
| 198 | a = U; // iyth row of U |
|---|
| 199 | for (iy=0; iy<dimy; iy++, a+=dimx) { |
|---|
| 200 | // a is a row |
|---|
| 201 | for (j=0,a_j=a,b_j=b,D_j=D; j<dimx; j++,b_j++,D_j++,a_j++) |
|---|
| 202 | *b_j=((long)(*D_j)*(*a_j))>>15; |
|---|
| 203 | |
|---|
| 204 | alpha = (long)R[iy]; //\alpha = R+vDv = R+a*b |
|---|
| 205 | // R in q15, a in q15, b=q15 |
|---|
| 206 | // gamma = (1<<15)/alpha; //(in q15) |
|---|
| 207 | //min alpha = R[iy] = 164 |
|---|
| 208 | //max gamma = 0.0061 => gamma_ref = q7 |
|---|
| 209 | for (j=0,a_j=a,b_j=b,D_j=D; j<dimx; j++,a_j++,b_j++,D_j++) { |
|---|
| 210 | beta = alpha; |
|---|
| 211 | lambda = -((long)(*a_j)<<15)/beta; |
|---|
| 212 | alpha += ((long)(*a_j)*(*b_j))>>15; |
|---|
| 213 | D[j] = ((((long)beta<<15)/alpha)*(*D_j))>>15; //gamma is long |
|---|
| 214 | if (*D_j==0) *D_j=1; |
|---|
| 215 | |
|---|
| 216 | for (i=0,b_i=b,U_ij=U+j; i<j; i++, b_i++,U_ij+=dimx) { |
|---|
| 217 | beta = *U_ij; |
|---|
| 218 | *U_ij += ((long)lambda*(*b_i))>>15; |
|---|
| 219 | *b_i += ((long)beta*(*b_j))>>15; |
|---|
| 220 | } |
|---|
| 221 | } |
|---|
| 222 | int dzs = (((long)difz[iy])<<15)/alpha; // apply scaling to innovations |
|---|
| 223 | // no shift due to gamma |
|---|
| 224 | for (i=0,x_i=xp,b_i=b; i<dimx; i++,x_i++,b_i++) { |
|---|
| 225 | *x_i += ((long)dzs*(*b_i))>>15; // multiply by unscaled Kalman gain |
|---|
| 226 | } |
|---|
| 227 | |
|---|
| 228 | //cout << "Ub: " << U << endl; |
|---|
| 229 | //cout << "Db: " << D << endl <<endl; |
|---|
| 230 | |
|---|
| 231 | } |
|---|
| 232 | |
|---|
| 233 | } |
|---|
| 234 | |
|---|
| 235 | // Thorton procedure - Kalman predictive variance in UD |
|---|
| 236 | void thorton_fast(int *U, int *D, int *PSIU, int *Q, int *G, int *Dold, unsigned int rows) { |
|---|
| 237 | unsigned int i,j,k; |
|---|
| 238 | // copy D to Dold |
|---|
| 239 | int *Dold_i,*Dold_k; |
|---|
| 240 | int *D_i; |
|---|
| 241 | int *PSIU_ij,*PSIU_ik,*PSIU_jk; |
|---|
| 242 | int *Q_jj,*Q_ii,*Q_kk; |
|---|
| 243 | int *U_ji; |
|---|
| 244 | int *G_ik,*G_jk; |
|---|
| 245 | int irows,jrows; |
|---|
| 246 | long sigma; // in qAU+15!! |
|---|
| 247 | |
|---|
| 248 | for (i=0,Dold_i=Dold,D_i=D;i<rows;i++,Dold_i++,D_i++) { |
|---|
| 249 | *Dold_i=*D_i; |
|---|
| 250 | } |
|---|
| 251 | |
|---|
| 252 | // initialize G = eye() |
|---|
| 253 | G_ik= G; |
|---|
| 254 | *G_ik++=32767; |
|---|
| 255 | for (i=0;i<rows-1;i++) { |
|---|
| 256 | // clean elem before diag |
|---|
| 257 | for (k=0; k<rows; k++) { |
|---|
| 258 | *G_ik++=0; |
|---|
| 259 | } |
|---|
| 260 | *G_ik++=32767; |
|---|
| 261 | } |
|---|
| 262 | // eye created |
|---|
| 263 | |
|---|
| 264 | for (i=rows-1, Dold_i=Dold+i, D_i=D+i; |
|---|
| 265 | true; i--, Dold_i--,D_i--) { // stop if i==0 at the END! |
|---|
| 266 | irows=i*rows; |
|---|
| 267 | sigma = 0; |
|---|
| 268 | for (k=0, PSIU_ik=PSIU+irows,Dold_k=Dold; |
|---|
| 269 | k<rows; k++, PSIU_ik++,Dold_k++) { |
|---|
| 270 | sigma += (((long)(*PSIU_ik)**PSIU_ik)>>(qAU))*(*Dold_k); |
|---|
| 271 | } |
|---|
| 272 | sigma += *(Q+i+irows)<<qAU; |
|---|
| 273 | for (j=i+1, G_ik=G+irows+i+1; j<rows; j++,G_ik++) { |
|---|
| 274 | sigma += (((long)(*G_ik)**G_ik)>>16)**(Q+j+j*rows); |
|---|
| 275 | |
|---|
| 276 | } |
|---|
| 277 | |
|---|
| 278 | if (sigma>(1<<(qAU+15))) { |
|---|
| 279 | *D_i = 32767; |
|---|
| 280 | *(Dold+i)-=*(Q+i+irows); |
|---|
| 281 | } else { |
|---|
| 282 | *D_i=sigma>>qAU; |
|---|
| 283 | } |
|---|
| 284 | if (*D_i==0) *D_i=1; |
|---|
| 285 | |
|---|
| 286 | for (j=0;j<i;j++) { |
|---|
| 287 | jrows = j*rows; |
|---|
| 288 | |
|---|
| 289 | sigma =0; |
|---|
| 290 | for (k=0, PSIU_ik=PSIU+irows, PSIU_jk=PSIU+jrows, Dold_k=Dold; |
|---|
| 291 | k<rows; k++, PSIU_ik++, PSIU_jk++, Dold_k++) { |
|---|
| 292 | |
|---|
| 293 | sigma += (((long(*PSIU_ik)**PSIU_jk)>>qAU)**Dold_k); |
|---|
| 294 | } |
|---|
| 295 | |
|---|
| 296 | for (k=i,G_ik=G+irows+i,G_jk=G+jrows+i,Q_kk=Q+k*rows+k; |
|---|
| 297 | k<rows;k++,G_ik++,G_jk++,Q_kk+=rows+1) { |
|---|
| 298 | sigma += ((((long)*G_ik)**G_jk)>>16)**Q_kk; |
|---|
| 299 | } |
|---|
| 300 | |
|---|
| 301 | long z=(sigma/(*D_i))<<(15-qAU); // shift to q15 |
|---|
| 302 | if (z>32767) z=32767; |
|---|
| 303 | if (z<-32768) z=-32768; |
|---|
| 304 | |
|---|
| 305 | U_ji=U+jrows+i; |
|---|
| 306 | *U_ji = (int)z; |
|---|
| 307 | |
|---|
| 308 | |
|---|
| 309 | for (k=0,PSIU_ik=PSIU+irows,PSIU_jk=PSIU+jrows; |
|---|
| 310 | k<rows;k++,PSIU_ik++,PSIU_jk++) { |
|---|
| 311 | *PSIU_jk -= ((long)*U_ji**PSIU_ik)>>15; |
|---|
| 312 | } |
|---|
| 313 | |
|---|
| 314 | for (k=0,G_jk=G+jrows,G_ik=G+irows; |
|---|
| 315 | k<rows;k++, G_jk++, G_ik++) { |
|---|
| 316 | *G_jk -= ((long)*U_ji**G_ik)>>15; |
|---|
| 317 | } |
|---|
| 318 | |
|---|
| 319 | } |
|---|
| 320 | if (i==0) return; |
|---|
| 321 | } |
|---|
| 322 | } |
|---|
| 323 | |
|---|
| 324 | void bierman(int *difz, int *xp, int *U, int *D, int *R, unsigned int dimy, unsigned int dimx ) { |
|---|
| 325 | long alpha; |
|---|
| 326 | long gamma,beta,lambda; |
|---|
| 327 | int b[5]; // ok even for 4-dim state |
|---|
| 328 | int *a; // in [0,1] -> q15 |
|---|
| 329 | unsigned int iy,j,i; |
|---|
| 330 | |
|---|
| 331 | for (iy=0; iy<dimy; iy++) { |
|---|
| 332 | // a is a row |
|---|
| 333 | a = U+iy*dimx; // iyth row of U |
|---|
| 334 | for (j=0;j<dimx;j++) { |
|---|
| 335 | (j<iy)? b[j]=0: (j==iy)? b[j]=D[j] : b[j]=((long)D[j]*a[j])>>15; |
|---|
| 336 | } |
|---|
| 337 | |
|---|
| 338 | alpha = (long)R[iy]; //\alpha = R+vDv = R+a*b |
|---|
| 339 | // R in q15, a in q15, b=q15 |
|---|
| 340 | // gamma = (1<<15)/alpha; //(in q15) |
|---|
| 341 | //min alpha = R[iy] = 164 |
|---|
| 342 | //max gamma = 0.0061 => gamma_ref = q7 |
|---|
| 343 | for (j=0;j<dimx;j++) { |
|---|
| 344 | beta = alpha; |
|---|
| 345 | lambda = -(long(a[j])<<15)/beta; |
|---|
| 346 | alpha += ((long(a[j])*b[j])>>15); |
|---|
| 347 | D[j] = (((long(beta)<<15)/alpha)*D[j])>>15; //gamma is long |
|---|
| 348 | if (D[j]==0) D[j]=1; |
|---|
| 349 | |
|---|
| 350 | // cout << "a: " << alpha << "g: " << gamma << endl; |
|---|
| 351 | for (i=0;i<j;i++) { |
|---|
| 352 | beta = U[i*dimx+j]; |
|---|
| 353 | U[i*dimx+j] += (lambda*b[i])>>15; |
|---|
| 354 | b[i] += (beta*b[j])>>15; |
|---|
| 355 | } |
|---|
| 356 | } |
|---|
| 357 | int dzs = (long(difz[iy])<<15)/alpha; // apply scaling to innovations |
|---|
| 358 | // no shift due to gamma |
|---|
| 359 | for (i=0; i<dimx; i++) { |
|---|
| 360 | xp[i] += (long(dzs*b[i]))>>15; // multiply by unscaled Kalman gain |
|---|
| 361 | } |
|---|
| 362 | |
|---|
| 363 | //cout << "Ub: " << U << endl; |
|---|
| 364 | //cout << "Db: " << D << endl <<endl; |
|---|
| 365 | |
|---|
| 366 | } |
|---|
| 367 | |
|---|
| 368 | } |
|---|
| 369 | |
|---|
| 370 | /* square root of 0<a<1 using taylor at 0.5 in q15*/ |
|---|
| 371 | int int_sqrt(int x) { |
|---|
| 372 | double xd(double(x)/32768.); |
|---|
| 373 | return round(sqrt(xd)*32768); |
|---|
| 374 | |
|---|
| 375 | //sqrt(x) == 1/2*2^(1/2)+1/2*2^(1/2)*(x-1/2)-1/4*2^(1/2)*(x-1/2)^2 |
|---|
| 376 | // = k1 + k1*(x-0.5) - k2*(x-0.5)(x-0.5); |
|---|
| 377 | #define k1 23170 //0.5*sqrt(2)*32768 |
|---|
| 378 | #define k2 11585 //0.25*sqrt(2)*32768 |
|---|
| 379 | |
|---|
| 380 | int tmp; |
|---|
| 381 | if (x>6554) { |
|---|
| 382 | int xm05=x-16384; |
|---|
| 383 | tmp = ((long)k1*xm05)>>15; |
|---|
| 384 | tmp-=(((long(k2)*xm05)>>15)*xm05)>>15; |
|---|
| 385 | tmp +=k1; |
|---|
| 386 | } else { |
|---|
| 387 | tmp = 4*x; |
|---|
| 388 | tmp-=long(8*x)*x>>15; |
|---|
| 389 | } |
|---|
| 390 | return tmp; |
|---|
| 391 | } |
|---|
| 392 | |
|---|
| 393 | void householder(int *Ch /*= int *PSICh*/, int *Q, unsigned int dimx) { |
|---|
| 394 | int k,j,i; |
|---|
| 395 | int sigma,alpha,beta; |
|---|
| 396 | int B[25];//beware |
|---|
| 397 | int w[5]; |
|---|
| 398 | int v[5]; |
|---|
| 399 | |
|---|
| 400 | // copy Q to B |
|---|
| 401 | for (i=0;i<dimx*dimx;i++) { |
|---|
| 402 | B[i]=Q[i]; |
|---|
| 403 | } |
|---|
| 404 | |
|---|
| 405 | for (k=dimx-1; k>=0; k--) { |
|---|
| 406 | sigma=0; |
|---|
| 407 | for (j=0;j<dimx;j++) { |
|---|
| 408 | sigma+=(long(B[k*dimx+j])*B[k*dimx+j])>>15; |
|---|
| 409 | } |
|---|
| 410 | for (j=0;j<=k;j++) { |
|---|
| 411 | sigma+=(long(Ch[k*dimx+j])*Ch[k*dimx+j])>>15; |
|---|
| 412 | } |
|---|
| 413 | /* double sigf=double(sigma)/(1<<15); |
|---|
| 414 | double alpf = sqrt(sigf);*/ |
|---|
| 415 | if (sigma>16384) sigma=16384; |
|---|
| 416 | alpha=int_sqrt(sigma); |
|---|
| 417 | // alpha = alpf*(1<<15); |
|---|
| 418 | // |
|---|
| 419 | sigma=0; |
|---|
| 420 | for (j=0;j<dimx;j++) { |
|---|
| 421 | w[j]=B[k*dimx+j]; |
|---|
| 422 | sigma+=(long(w[j])*w[j])>>15; |
|---|
| 423 | } |
|---|
| 424 | for (j=0; j<=k;j++) { |
|---|
| 425 | if (j==k) { |
|---|
| 426 | v[j]=Ch[k*dimx+j]-alpha; |
|---|
| 427 | } else { |
|---|
| 428 | v[j]=Ch[k*dimx+j]; |
|---|
| 429 | } |
|---|
| 430 | sigma+=(long(v[j])*v[j])>>15; |
|---|
| 431 | } |
|---|
| 432 | alpha=sigma>>1; |
|---|
| 433 | if (alpha==0) alpha =1; |
|---|
| 434 | for (i=0;i<=k;i++) { |
|---|
| 435 | sigma=0; |
|---|
| 436 | for (j=0;j<dimx;j++) { |
|---|
| 437 | sigma+=(long(B[i*dimx+j])*w[j])>>15; |
|---|
| 438 | } |
|---|
| 439 | for (j=0;j<=k;j++) { |
|---|
| 440 | sigma+=(long(Ch[i*dimx+j])*v[j])>>15; |
|---|
| 441 | } |
|---|
| 442 | for (j=0;j<dimx;j++) { |
|---|
| 443 | B[i*dimx+j]-=(long(sigma)*w[j]/alpha); |
|---|
| 444 | }; |
|---|
| 445 | for (j=0;j<=k;j++) { |
|---|
| 446 | Ch[i*dimx+j]-=(long(sigma)*v[j]/alpha); |
|---|
| 447 | } |
|---|
| 448 | } |
|---|
| 449 | } |
|---|
| 450 | |
|---|
| 451 | } |
|---|
| 452 | |
|---|
| 453 | void carlson(int *difz, int *xp, int *Ch, int *R, unsigned int dimy, unsigned int dimx ) { |
|---|
| 454 | int alpha,beta,gamma; |
|---|
| 455 | int delta, eta,epsilon,zeta,sigma,tau; |
|---|
| 456 | int i,j,iy; |
|---|
| 457 | int w[5]; |
|---|
| 458 | |
|---|
| 459 | for (iy=0; iy<dimy; iy++) { |
|---|
| 460 | alpha=R[iy]; |
|---|
| 461 | delta = difz[iy]; |
|---|
| 462 | |
|---|
| 463 | for (j=0;j<dimx;j++) { |
|---|
| 464 | sigma=Ch[iy*dimx+j]; |
|---|
| 465 | beta=alpha; |
|---|
| 466 | alpha+=(long(sigma)*sigma)>>15; |
|---|
| 467 | // double ab=(double)alpha*beta/32768./32768.; |
|---|
| 468 | // double s_ab=sqrt(ab); |
|---|
| 469 | gamma=int_sqrt(((long)alpha*beta)>>15); |
|---|
| 470 | //gamma = round(s_ab*(1<<15)); |
|---|
| 471 | eta=(long (beta)<<15) / gamma; |
|---|
| 472 | //zeta=(long(sigma)<<15)/ gamma; |
|---|
| 473 | w[j]=0; |
|---|
| 474 | for (i=0;i<=j;i++) { |
|---|
| 475 | tau=Ch[i*dimx+j]; |
|---|
| 476 | Ch[i*dimx+j]=((long(eta)*Ch[i*dimx+j])>>15) -(long(sigma)*w[i])/gamma; |
|---|
| 477 | w[i]+=(long(tau)*sigma)>>15; |
|---|
| 478 | } |
|---|
| 479 | } |
|---|
| 480 | |
|---|
| 481 | //epsilon=(long(difz)<<15) / (alpha); // q15*q13/q13 = q15 |
|---|
| 482 | for (i=0;i<dimx;i++) { |
|---|
| 483 | xp[i]+=(long(w[i])*delta)/alpha; |
|---|
| 484 | } |
|---|
| 485 | } |
|---|
| 486 | } |
|---|
| 487 | |
|---|
| 488 | /* perform Householder update of Ch matrix using PSI*Ch , Q, */ |
|---|
| 489 | extern void givens(int *Ch /*= int *PSICh*/, int *Q, unsigned int dimx){ |
|---|
| 490 | int i,j,k; |
|---|
| 491 | int rho,s,c,tau; |
|---|
| 492 | |
|---|
| 493 | int A[25];//beware |
|---|
| 494 | // copy Q to A |
|---|
| 495 | for (i=0;i<dimx*dimx;i++) { |
|---|
| 496 | A[i]=Q[i]; |
|---|
| 497 | } |
|---|
| 498 | |
|---|
| 499 | |
|---|
| 500 | for (i=dimx-1; i>=0; i--){ |
|---|
| 501 | for (j=0; j<dimx; j++) { |
|---|
| 502 | rho=int_sqrt(((long)Ch[i*dimx+i]*Ch[i*dimx+i]+long(A[i*dimx+j])*A[i*dimx+j])>>15); |
|---|
| 503 | if (rho==0) break; |
|---|
| 504 | s=(long(A[i*dimx+j])<<15)/rho; |
|---|
| 505 | c=(long(Ch[i*dimx+i])<<15)/rho; |
|---|
| 506 | for (k=0;k<=i; k++){ |
|---|
| 507 | tau=(long(c)*A[k*dimx+j]-long(s)*Ch[k*dimx+i])>>15; |
|---|
| 508 | Ch[k*dimx +i]=(long(s)*A[k*dimx+j]+long(c)*Ch[k*dimx+i])>>15; |
|---|
| 509 | A[k*dimx +j]=tau; |
|---|
| 510 | } |
|---|
| 511 | } |
|---|
| 512 | } |
|---|
| 513 | for (j=0; j<i; j++){ |
|---|
| 514 | rho=int_sqrt((long(Ch[i*dimx+i])*Ch[i*dimx+i]+long(Ch[i*dimx+j])*Ch[i*dimx+j])>>15); |
|---|
| 515 | if (rho==0) break; |
|---|
| 516 | s=(long(Ch[i*dimx+j])<<15)/rho; |
|---|
| 517 | c=(long(Ch[i*dimx+i])<<15)/rho; |
|---|
| 518 | for (k=0; k<=i; k++){ |
|---|
| 519 | tau=(long(c)*Ch[k*dimx+j]-long(s)*Ch[k*dimx+i])>>15; |
|---|
| 520 | Ch[k*dimx+i]=(long(s)*Ch[k*dimx+j]+long(c)*Ch[k*dimx+i])>>15; |
|---|
| 521 | Ch[k*dimx+j]=tau; |
|---|
| 522 | } |
|---|
| 523 | } |
|---|
| 524 | } |
|---|