-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 3
/
sigpro.h
548 lines (460 loc) · 19.4 KB
/
sigpro.h
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
// sigpro.h - function prototypes for SIGPRO library
#ifndef SIGPRO_H
#define SIGPRO_H
#if !defined(_MSC_VER) || (_MSC_VER > 1500)
#include <stdint.h>
#else
typedef short int16_t;
typedef long int32_t;
typedef unsigned short uint16_t;
typedef unsigned long uint32_t;
#endif
#ifdef DLL
#define FUNC(type) __declspec(dllexport) type _stdcall
#else
#define FUNC(type) type
#endif
typedef struct {
char *name;
void *data;
int32_t rows, cols;
char dtyp, cmpx, text, last;
} VAR;
typedef struct {
float icons, ifrac, ffrac;
float tolfun, tolx;
int32_t display, funchk;
int32_t maxeval, maxiter, miniter;
int32_t (*escape)(void);
void (*report)(float *);
} OPT;
/*****************************************************/
FUNC(void) sp_bessel( // Bessel filter design
float *b, // input coeffcients
float *a, // output coeffcients
int n, // filter order
float *wn, // cutoff frequency
int ft // filter type
);
FUNC(void) sp_butter( // Butterworth filter design
float *b, // input coeffcients
float *a, // output coeffcients
int n, // filter order
float *wn, // cutoff frequency
int ft // filter type
);
FUNC(void) sp_cdb( // complex decibels (20*log10)
float *x, // complex-input array
float *y, // real-output array (dB)
int n // complex array size
);
FUNC(void) sp_chirp( // frequency-sweep signal
float *x, // output array
int n // array size
);
FUNC(void) sp_cgd( // complex group delay
float *x, // complex-input array
float *y, // real-output array (s)
int n, // complex array size
double df // frequency increment (Hz)
);
FUNC(void) sp_cheby( // Chebyshev filter design
float *b, // input coeffcients
float *a, // output coeffcients
int n, // filter order
float *wn, // cutoff frequency
int ft, // filter type
double rip // pass-band ripple
);
FUNC(void) sp_cmagsq( // complex magnitude squared
float *x, // complex input array
float *y, // complex output array
int n // complex array size
);
FUNC(int) sp_convert( // convert sample rate
float *x1, // input waveform
int n1, // input size
float *x2, // output waveform
int n2, // output size
double rr, // sample rate ratio
int wrap // wrap flag
); // -> error code
FUNC(void) sp_copy( // copy array
float *x, // input array
float *y, // output array
int n // array size
);
FUNC(void) sp_cph( // complex phase
float *x, // complex-input array
float *y, // real-output array (cycles)
int n // complex array size
);
FUNC(int) sp_crfft( // complex-to-real inverse FFT
float *x, // complex-input, real-output array
int n // real-output array size (power of 2)
); // returns error code
FUNC(void) sp_cvadd( // complex-vector add: z=x+y
float *x, // input array
float *y, // input array
float *z, // output array
int n // array size
);
FUNC(int) sp_cvdiv( // complex-vector divide: z=x/y
float *x, // input array
float *y, // input array
float *z, // output array
int n // array size
); // -> error code
FUNC(void) sp_cvmul( // complex-vector multiply: z=x*y
float *x, // input array
float *y, // input array
float *z, // output array
int n // array size
);
FUNC(void) sp_cvsub( // complex-vector subtract: z=x-y
float *x, // input array
float *y, // input array
float *z, // output array
int n // array size
);
FUNC(int) sp_fft( // complex-to-complex FFT
float *x, // complex-input, complex-output array
int n // array size (power of 2)
); // -> error code
FUNC(int) sp_fftfilt( // FIR filter using FFT
float *b, // FIR waveform
int nb, // FIR size
float *x, // input waveform
float *y, // output waveform
int n, // input/output size
int wrap // wrap flag
); // -> error code
FUNC(int) sp_fftfiltz( // FIR filter using FFT with history
float *b, // FIR waveform
int nb, // FIR size
float *x, // input waveform
float *y, // output waveform
int n, // input/output size
float *z // history
); // -> error code
FUNC(int) sp_filter( // IIR filter
float *b, // input coefficients
int nb, // number of input coefficients
float *a, // output coefficients
int na, // number of output coefficients
float *x, // input waveform
float *y, // output waveform
int n // waveform size
); // -> error code
FUNC(int) sp_filterz( // IIR filter with history
float *b, // input coefficients
int nb, // number of input coefficients
float *a, // output coefficients
int na, // number of output coefficients
float *x, // input waveform
float *y, // output waveform
int n, // waveform size
float *z // history (size=nb)
); // -> error code
FUNC(int) sp_fmins( // minimize parameter set
float *p, // parameter list
int n, // number of parameters
double (*v)(float *), // error function
OPT *o // options
); // -> error code
FUNC(int) sp_fminsearch( // minimize parameter set with info
float *p, // parameter list
int n, // number of parameters
double (*pvar) (float *, void *), // error function
OPT *o, // options
void *ppar // pointer passed to error function
); // -> error code
FUNC(int) sp_firdb( // Finite impulse response (FIR)
float *b, // FIR waveform
int nb, // FIR size
double fs, // sampling frequency (Hz)
float * ft, // table frequencies (Hz)
float *at, // table attenuations (dB)
int nt // table size
); // -> error code
FUNC(int) sp_freqshape( // frequency shape (1)
float *f, // FFT frequencies (size=n/2+1)
float *x, // input waveform
float *y, // output waveform
int n, // waveform size (power of 2)
float *ft, // frequency table (must span x0)
float *at, // attenuation table
int nt // table size
); // -> error code
FUNC(int) sp_freqz( // IIR filter transfer function
float *b, // input coeffcients
int nb, // number of input coefficients
float *a, // output coeffcients
int na, // number of output coefficients
float *f, // frequencies (Hz)
float *H, // complex transfer function
int nf, // number of frequencies
double fs // sampling rate (Hz)
); // -> error code
FUNC(int) sp_frqshp( // frequency shape (2)
float *x, // input waveform
float *y, // output waveform
int n, // waveform size (power of 2)
int nb, // FIR size
double fs, // sampling frequency
float *ft, // frequency table (must span x0)
float *at, // attenuation table
int nt, // table size
int wrap // wrap flag
); // -> error code
FUNC(int) sp_ifft( // complex-to-complex inverse FFT
float *x, // complex-input, complex-output array
int n // array size (power of 2)
); // -> error code
FUNC(int) sp_interp( // interpolate table values
float *x1, // table x
float *y1, // table y
int n1, // table size
float *x2, // interpolate x
float *y2, // interpolate y
int n2 // intepoolate size
); // -> error code
FUNC(void) sp_linspace( // generate linearly-spaced values
float *x, // output array
int n, // array size
double a, // first value
double b // last value
);
FUNC(int) sp_mat_append( // appends variables to MAT file
const char *fn, // file name
VAR *vl // variable list
); // -> error code
FUNC(VAR *) sp_mat_fetch( // get variable from MAT file
const char *fn, // file name
char *vn, // variable name
int16_t *irc, // initial row & column
int16_t *nrc // number of rows & columns
); // -> variable list
FUNC(VAR *) sp_mat_load( // load variables in MAT file
const char *fn // file name
); // -> variable list
FUNC(int) sp_mat_save( // save variables to MAT file
const char *fn, // file name
VAR *vl // variable list
); // -> error code
FUNC(int) sp_mat_version( // MAT-file version
const char *fn // file name
); // -> version
FUNC(int) sp_mat_size( // count variables in MAT file
const char *fn // file name
); // -> number of variables
FUNC(VAR *) sp_mat_whos( // get variables names in MAT file
const char *fn // file name
); // -> variable list
FUNC(int) sp_nxtpow2( // power of 2 greater or equal to n
int n // array size
); // -> power of 2
FUNC(void) sp_rand( // generate uniform random values
float *x, // output array
int n // array size
);
FUNC(int) sp_randflat( // generate random values with flat spectrum
float *x, // output array
int n // array size (power of 2)
); // -> error code
FUNC(void) sp_randn( // generate normal random values
float *x, // output array
int n // array size
);
FUNC(void) sp_randseed( // set random number generator seed
uint32_t s // seed
);
FUNC(int) sp_rcfft( // real-to-complex FFT
float *x, // real-input, complex-output array
int n // real-input array size (power of 2)
); // -> error code
FUNC(void) sp_sadd( // scalar add: y=x+a
float *x, // input array
float *y, // output array
int n, // array size
double a // scalar
);
FUNC(void) sp_sma( // scalar multiply and add: y=x*b+a
float *x, // input array
float *y, // output array
int n, // array size
double b, // scalar multiply
double a // scalar add
);
FUNC(void) sp_smul( // scalar multiply: y=x*b
float *x, // input array
float *y, // output array
int n, // array size
double b // scalar multiply
);
FUNC(double) sp_tic( // start timer
);
FUNC(double) sp_toc( // return timer
); // -> elapsed time
FUNC(int) sp_transfer( // transfer function
float *x, // stimulus
float *y, // response
int n, // input array size
float *H // H = fft(y)/fft(x)
); // -> error code
FUNC(void) sp_unwrap( // unwrap phase (in place)
float *x, // input phase array (cycles)
float *y, // output phase array (cycles)
int n // array size
);
FUNC(void) sp_vadd( // vector add: z=x+y
float *x, // input array
float *y, // input array
float *z, // output array
int n // array size
);
FUNC(double) sp_vdot( // vector dot product: = x.y
float *x, // input array
float *y, // input array
int n // array size
); // -> dot product
FUNC(int) sp_vdiv( // vector divide: z=x/y
float *x, // input array
float *y, // input array
float *z, // output array
int n // array size
); // -> error code
FUNC(void) sp_var_add( // add variable to list
VAR* vl, // variable list
const char* name, // variable name
void* data, // pointer to data array
int32_t rows, // number of rows
int32_t cols, // number of columns
const char* frmt // format string
);
FUNC(VAR *) sp_var_alloc( // allocates memory for a variable list
int nvar // number of variables
); // -> variable list
FUNC(void) sp_var_clear( // frees all variables in a list
VAR *vl // variable list
);
FUNC(void) sp_var_clear_all(// free all variables in all lists
);
FUNC(VAR *) sp_var_copy( // make copy of variables list
VAR *vl // variable list
); // -> duplicate variable list
FUNC(char *) sp_var_dattyp( // data type descriptor
int dt // data type index
); // -> descriptor string pointer
FUNC(float) sp_var_f4( // get float value from variable
VAR *v, // variable list
const char *vn // variable name
);
FUNC(double) sp_var_f8( // get double value from variable
VAR *v, // variable list
const char *vn // variable name
);
FUNC(int) sp_var_find( // find variable by name
VAR *v, // variable list
const char *vn // variable name
);
FUNC(void) sp_var_float( // covert data to float
VAR *vl // variable list
);
FUNC(int16_t) sp_var_i2( // get int16_t value from variable
VAR *v, // variable list
const char *vn // variable name
);
FUNC(int32_t) sp_var_i4( // get int32_t value from variable
VAR *v, // variable list
const char *vn // variable name
);
FUNC(void) sp_var_set( // set variable in list
VAR *vl, // variable list
const char *name, // variable name
void *data, // pointer to data array
int32_t rows, // number of rows
int32_t cols, // number of columns
const char *frmt // format string
);
FUNC(int) sp_var_idx( // find empty variable
VAR *vl // variable list
); // -> index
FUNC(int) sp_var_size( // count variables in list
VAR *vl // variable list
); // -> number of variables
FUNC(char *) sp_version ( // SigPro version string
); // -> version string
FUNC(int) sp_vmax( // vector maximum
float *x, // input array
int n // array size
); // -> index
FUNC(int) sp_vmin( // vector minimum
float *x, // input array
int n // array size
); // -> index
FUNC(void) sp_vmul( // vector multiply: z=x*y
float *x, // input array
float *y, // input array
float *z, // output array
int n // array size
);
FUNC(void) sp_vsub( // vector subtract: z=x-y
float *x, // input array
float *y, // input array
float *z, // output array
int n // array size
);
FUNC(VAR *) sp_wav_info( // get WAV file information
const char *fn, // file name
float *fs // sampling rate
); // -> variable list
FUNC(VAR *) sp_wav_read( // read WAV file data
const char *fn, // file name
int *ifr, // initial frame
int *nfr, // number of frames
float *fs // sampling rate
);
FUNC(int) sp_wav_write( // write WAV file data
const char *fn, // file name
VAR *vl, // variable list
float *fs, // sampling rate
int nbits // number of bits
); // -> error code
FUNC(int) sp_wav_write_rep( // write WAV file data
const char *fn, // file name
VAR *vl, // variable list
float *fs, // sampling rate
int nbits, // number of bits
int nreps // number of repetitions
); // -> error code
FUNC(int) sp_window( // waveform window
float *y, // output array
int n, // array size
int wt // window type
); // -> error code
FUNC(void) sp_zero( // generate zero values
float *y, // output array
int n // array size
);
/*****************************************************/
#define SP_WT_RECT 0
#define SP_WT_BARTLET 1
#define SP_WT_HANNING 2
#define SP_WT_HAMMING 3
#define SP_WT_BLACKMAN 4
#define SP_WT_NUTTALL 5
#define SP_MAXVAR 1000
#define SP_DTYP_I1 1
#define SP_DTYP_U1 2
#define SP_DTYP_I2 3
#define SP_DTYP_U2 4
#define SP_DTYP_I4 5
#define SP_DTYP_U4 6
#define SP_DTYP_F4 8
#define SP_DTYP_F8 9
#ifndef M_PI
#define M_PI 3.141592653589793238462643
#endif
/*****************************************************/
#endif /* SIGPRO_H */