Keyword: １次元, 離散, ウェーブレット変換
概要
本サンプルは１次元離散ウェーブレット変換を行うC言語によるサンプルプログラムです。 本サンプルは以下に示される８個の要素をもつ配列についてDaubechies ウェーブレットを用いて１次元離散ウェーブレット変換を行い、近似係数、詳細係数とウェーブレットの再構成を出力します。
※本サンプルはnAG Cライブラリに含まれる関数 nag_dwt() のExampleコードです。本サンプル及び関数の詳細情報は nag_dwt のマニュアルページをご参照ください。
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入力データ
（本関数の詳細はnag_dwt のマニュアルページを参照）| このデータをダウンロード |
nag_dwt (c09cac) Example Program Data 8 : n Nag_Daubechies4 Nag_ZeroPadded : wavnam, mode 1.0 3.0 5.0 7.0 6.0 4.0 5.0 2.0 : X(1:n)
- １行目はタイトル行で読み飛ばされます。
- ２行目に入力データである配列の要素の数(n)を指定しています。
- ３行目にどのウェーブレット法を使用するかを示すパラメータ(wavnam)とデータの端部拡張（End Extension）の手法を示すパラメータ(mode)を指定しています。この場合は、４つの消失モーメントがある Daubechies ウェーブレットを使用することを意味し、データの端部をゼロパディング（ゼロ詰め）することを意味します。
- ４〜１１行目に配列の要素(x)を指定しています。
出力結果
（本関数の詳細はnag_dwt のマニュアルページを参照）| この出力例をダウンロード |
nag_dwt (c09cac) Example Program Results
DWT ::
Wavelet : Nag_Daubechies4
End mode : Nag_ZeroPadded
N : 8
Input Data X :
1.0000 3.0000 5.0000 7.0000 6.0000 4.0000 5.0000 2.0000
Approximation coefficients CA :
0.0015 -0.0060 -0.0247 6.3326 12.6652 10.3805 3.6509
Detail coefficients CD :
0.0335 0.0579 -0.8437 2.5120 -1.0630 0.4712 -0.1679
Reconstruction Y :
1.0000 3.0000 5.0000 7.0000 6.0000 4.0000 5.0000 2.0000
- ４行目にウェーブレット変換の手法が出力されています。
- ５行目にデータの端部拡張（End Extension）のモードが出力されています。
- ６行目に入力された配列の要素の数が出力されています。
- ９行目に入力データである配列の要素が出力されています。
- １２行目に近似係数が出力されています。
- １４行目に詳細係数が出力されています。
- １７行目にウェーブレット再構成が出力されています。
ソースコード
（本関数の詳細はnag_dwt のマニュアルページを参照）
※本サンプルソースコードはnAG数値計算ライブラリ（Windows, Linux, MAC等に対応）の関数を呼び出します。
サンプルのコンパイル及び実行方法
| このソースコードをダウンロード |
/* nag_dwt (c09cac) Example Program.
*
* CLL6I261D/CLL6I261DL Version.
*
* Copyright 2017 Numerical Algorithms Group.
*
* Mark 26.1, 2017.
*/
/* Pre-processor includes */
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <string.h>
#include <nag.h>
#include <nag_stdlib.h>
#include <nagc09.h>
int main(void)
{
/* Constants */
Integer licomm = 100;
/*Integer scalar and array declarations */
Integer exit_status = 0;
Integer i, n, nf, nwc, nwl, ny;
Integer *icomm = 0;
NagError fail;
Nag_Wavelet wavnamenum;
Nag_WaveletMode modenum;
/*Double scalar and array declarations */
double *ca = 0, *cd = 0, *x = 0, *y = 0;
/*Character scalar and array declarations */
char mode[24], wavnam[20];
INIT_FAIL(fail);
printf("nag_dwt (c09cac) Example Program Results\n\n");
fflush(stdout);
/* Skip heading in data file */
scanf("%*[^\n] ");
/* Read n */
scanf("%ld%*[^\n] ", &n);
if (!(x = nAG_ALLOC(n, double)) ||
!(y = nAG_ALLOC(n, double)) || !(icomm = nAG_ALLOC(licomm, Integer)))
{
printf("Allocation failure\n");
exit_status = -1;
goto END;
}
/* Read wavnam, mode */
scanf("%19s%23s%*[^\n] ", wavnam, mode);
/*
* nag_enum_name_to_value (x04nac).
* Converts nAG enum member name to value
*/
wavnamenum = (Nag_Wavelet) nag_enum_name_to_value(wavnam);
modenum = (Nag_WaveletMode) nag_enum_name_to_value(mode);
if (n >= 2) {
printf("DWT :: \n");
printf(" Wavelet :%16s\n", wavnam);
printf(" End mode :%16s\n", mode);
printf(" N :%16ld\n\n", n);
/* Read array */
printf("%s\n", "Input Data X :");
for (i = 0; i < n; i++) {
scanf("%lf ", &x[i]);
printf("%8.4f%s", x[i], (i + 1) % 8 ? " " : "\n");
}
printf("\n");
/*
* nag_wfilt (c09aac)
* Wavelet filter query
*/
nag_wfilt(wavnamenum, Nag_SingleLevel, modenum, n, &nwl, &nf, &nwc,
icomm, &fail);
if (fail.code != NE_NOERROR) {
printf("Error from nag_wfilt (c09aac).\n%s\n", fail.message);
exit_status = 1;
goto END;
}
if (!(ca = nAG_ALLOC(nwc, double)) || !(cd = nAG_ALLOC(nwc, double)))
{
printf("Allocation failure\n");
exit_status = -1;
goto END;
}
/*
* nag_dwt (c09cac)
* one-dimensional discrete wavelet transform (dwt)
*/
nag_dwt(n, x, nwc, ca, cd, icomm, &fail);
if (fail.code != NE_NOERROR) {
printf("Error from nag_dwt (c09cac).\n%s\n", fail.message);
exit_status = 1;
goto END;
}
printf("Approximation coefficients CA : \n");
for (i = 0; i < nwc; i++)
printf("%8.4f%s", ca[i] * sqrt(2.00e0), (i + 1) % 8 ? " " : "\n");
printf("\n");
printf("Detail coefficients CD : \n");
for (i = 0; i < nwc; i++)
printf("%8.4f%s", cd[i] * sqrt(2.00e0), (i + 1) % 8 ? " " : "\n");
printf("\n\n");
if (modenum == Nag_Periodic) {
ny = 2 * nwc;
}
else {
ny = n;
}
/*
* nag_idwt (c09cbc)
* one-dimensional inverse discrete wavelet transform (IDWT)
*/
nag_idwt(nwc, ca, cd, n, y, icomm, &fail);
if (fail.code != NE_NOERROR) {
printf("Error from nag_idwt (c09cbc).\n%s\n", fail.message);
exit_status = 1;
goto END;
}
printf("Reconstruction Y : \n");
for (i = 0; i < ny; i++)
printf("%8.4f%s", y[i], (i + 1) % 8 ? " " : "\n");
}
END:
nAG_FREE(ca);
nAG_FREE(cd);
nAG_FREE(x);
nAG_FREE(y);
nAG_FREE(icomm);
return exit_status;
}