prepared step2.R for first tests (old code, reindented, all in one file)
[epclust.git] / epclust / R / stage2.R
index f952da2..ebb44d9 100644 (file)
+#point avec Jairo:
+#rentrer dans code C cwt continue Rwave
+#passer partie sowas à C
+#fct qui pour deux series (ID, medoides) renvoie distance WER (Rwave ou à moi)
+#transformee croisee , smoothing lissage 3 composantes , + calcul pour WER
+#attention : code fait pour des series temps desynchronisees ! (deltat, dt == 1,2 ...)
+#determiner nvoice noctave (entre octave + petit et + grand)
+
+library("Rwave")
+
 #Entrée : courbes synchrones, soit après étape 1 itérée, soit après chaqure étape 1
+#TODO: bout de code qui calcule les courbes synchrones après étapes 1+2 à partir des ID médoïdes
+
+#toCWT: (aux)
+##NOTE: renvoie une matrice 3D
+toCWT  <- function(X, sw=  0,  tw=  0, swabs= 0, nvoice= 12, noctave= 5, s0= 2, w0= 2*pi,
+       lt= 24, dt= 0.5, spectra = FALSE, smooth = TRUE, scaled  = FALSE, scalevector)
+{
+       noctave  <- adjust.noctave(lt, dt, s0, tw, noctave)
+       if(missing(scalevector))
+               scalevector  <- 2^(0:(noctave * nvoice) / nvoice) * s0
+       res <- lapply(1:nrow(X), function(n) {
+               tsX <- ts( X[n,] )
+               tsCent <- tsX - mean(tsX)
+               if(scaled)
+                       tsCent <- ts(scale(tsCent))
+               tsCent.cwt <- cwt.ts(tsCent, s0, noctave, nvoice, w0)
+               tsCent.cwt
+       })
+       if( spectra )
+               res <- lapply(res, function(l) Mod(l)^2 )
+       if( smooth  )
+               res <- lapply(res, smCWT, swabs = swabs, tw = tw, dt = dt, scalevector = scalevector)
+       resArray <- array(NA, c(nrow(res[[1]]), ncol(res[[1]]), length(res)))
+       for( l in 1:length(res) )
+               resArray[ , , l] <- res[[l]]
+       resArray
+}
+
+#from sowas
+cwt.ts <- function(ts,s0,noctave=5,nvoice=10,w0=2*pi)
+{
+       if (class(ts)!="ts")
+               stop("# This function needs a time series object as input. You may construct this by using the function ts(data,start,deltat). Try '?ts' for help.\n")
+
+       t=time(ts)
+       dt=t[2]-t[1]
+       s0unit=s0/dt*w0/(2*pi)
+       s0log=as.integer((log2(s0unit)-1)*nvoice+1.5)
+       if (s0log<1)
+       {
+               cat(paste("# s0unit = ",s0unit,"\n",sep=""))
+               cat(paste("# s0log  = ",s0log,"\n",sep=""))
+               cat("# s0 too small for w0! \n")
+       }
+       totnoct=noctave+as.integer(s0log/nvoice)+1
+
+       #cwt from package Rwave
+       totts.cwt=cwt(ts,totnoct,nvoice,w0,plot=0)
+       ts.cwt=totts.cwt[,s0log:(s0log+noctave*nvoice)]
+
+       #Normalization
+       sqs <- sqrt(2^(0:(noctave*nvoice)/nvoice)*s0)
+       smat <- matrix(rep(sqs,length(t)),nrow=length(t),byrow=TRUE)
+
+       ts.cwt*smat
+}
 
-#(Benjamin)
-#à partir de là, "conso" == courbes synchrones
-n     <- nrow(conso)
-delta <- ncol(conso)
-
-
-#17000 colonnes coeff 1, puis 17000 coeff 2... [non : dans chaque tranche du cube]
-
-#TODO: une fonction qui fait lignes 59 à 91
-
-#cube:
-# Xcwt4   <- toCWT(conso, noctave = noctave4, dt = 1,
-#                 scalevector = scalevector4,
-#                 lt = delta, smooth = FALSE, 
-#                 nvoice = nvoice)      # observations node with CWT
-# 
-# #matrix:
-# ############Xcwt2 <- matrix(0.0, nrow= n, ncol= 2 + delta * lscvect)
-# #Xcwt2 <- matrix(NA_complex_, nrow= n, ncol= 2 + length((c(Xcwt4[,,1]))))
-# 
-# #NOTE: delta et lscvect pourraient etre gardés à part (communs)
-# for(i in 1:n) 
-#  Xcwt2[i,] <- c(delta, lscvect, Xcwt4[,,i] / max(Mod(Xcwt4[,,i])) ) 
-# 
-# #rm(conso, Xcwt4); gc()
-# 
-# ## _.b WER^2 distances  ########
-# Xwer_dist    <- matrix(0.0, n, n)
-# for(i in 1:(n - 1)){
-#  mat1   <- vect2mat(Xcwt2[i,])
-#  for(j in (i + 1):n){
-#     mat2 <- vect2mat(Xcwt2[j,])
-#     num     <- Mod(mat1 * Conj(mat2))
-#     WX      <- Mod(mat1 * Conj(mat1))
-#     WY      <- Mod(mat2 * Conj(mat2))
-#     smsmnum <- smCWT(num, scalevector = scalevector4)
-#     smsmWX  <- smCWT(WX,  scalevector = scalevector4)
-#     smsmWY  <- smCWT(WY,  scalevector = scalevector4)
-#     wer2    <- sum(colSums(smsmnum)^2)  /
-#       sum( sum(colSums(smsmWX) * colSums(smsmWY)) )
-#     Xwer_dist[i, j] <- sqrt(delta * lscvect * (1 - wer2))
-#     Xwer_dist[j, i] <- Xwer_dist[i, j]
-#   }
-# }
-# diag(Xwer_dist) <- numeric(n)
-# 
-# save(Xwer_dist, file = "../res/2009_synchros200WER.Rdata")
-# save(Xwer_dist, file = "../res/2009_synchros200-randomWER.Rdata")
-
-
-
-#lignes 59 à 91 "dépliées" :
-Xcwt4   <- toCWT(conso, noctave = noctave4, dt = 1,
-                 scalevector = scalevector4,
-                 lt = delta, smooth = FALSE, 
-                 nvoice = nvoice)      # observations node with CWT
- #matrix:
- ############Xcwt2 <- matrix(0.0, nrow= n, ncol= 2 + delta * lscvect)
- Xcwt2 <- matrix(NA_complex_, nrow= n, ncol= 2 + length((c(Xcwt4[,,1]))))
- #NOTE: delta et lscvect pourraient etre gardés à part (communs)
- for(i in 1:n) 
-    Xcwt2[i,] <- c(delta, lscvect, Xcwt4[,,i] / max(Mod(Xcwt4[,,i])) ) 
- #rm(conso, Xcwt4); gc()
- ## _.b WER^2 distances  ########
- Xwer_dist    <- matrix(0.0, n, n)
- for(i in 1:(n - 1)){
-  mat1   <- vect2mat(Xcwt2[i,])
-
- #NOTE: vect2mat = as.matrix ?! (dans aux.R)
-  vect2mat <- function(vect){
-                 vect <- as.vector(vect)
-                 matrix(vect[-(1:2)], delta, lscvect)
-               }
- for(j in (i + 1):n){
-     mat2 <- vect2mat(Xcwt2[j,])
-     num     <- Mod(mat1 * Conj(mat2))
-     WX      <- Mod(mat1 * Conj(mat1))
-     WY      <- Mod(mat2 * Conj(mat2))
-     smsmnum <- smCWT(num, scalevector = scalevector4)
-     smsmWX  <- smCWT(WX,  scalevector = scalevector4)
-     smsmWY  <- smCWT(WY,  scalevector = scalevector4)
-     wer2    <- sum(colSums(smsmnum)^2)  /
-       sum( sum(colSums(smsmWX) * colSums(smsmWY)) )
-     Xwer_dist[i, j] <- sqrt(delta * lscvect * (1 - wer2))
-     Xwer_dist[j, i] <- Xwer_dist[i, j]
-   }
- }
- diag(Xwer_dist) <- numeric(n)
+#NOTE: vect2mat = as.matrix ?! (dans aux.R)
+vect2mat <- function(vect)
+{
+       vect <- as.vector(vect)
+       matrix(vect[-(1:2)], delta, lscvect)
+}
 
 #fonction smCWT (dans aux.R)
-  smCWT <- function(CWT, sw=  0,  tw=  0, swabs= 0,
-                       nvoice= 12, noctave= 2, s0= 2, w0= 2*pi, 
-                                          lt= 24, dt= 0.5, scalevector )
-                {
-#         noctave  <- adjust.noctave(lt, dt, s0, tw, noctave)
-#         scalevector  <- 2^(0:(noctave * nvoice) / nvoice) * s0
-         wsp     <- Mod(CWT)  
-         smwsp   <- smooth.matrix(wsp, swabs)
-         smsmwsp <- smooth.time(smwsp, tw, dt, scalevector)
-         smsmwsp
-       }
-
- #dans sowas.R
-smooth.matrix <- function(wt,swabs){
-  
-  if (swabs != 0)
-    smwt <- t(filter(t(wt),rep(1,2*swabs+1)/(2*swabs+1)))
-  else
-    smwt <- wt
-  
-  smwt
-  
+smCWT <- function(CWT, sw=  0,  tw=  0, swabs= 0, nvoice= 12, noctave= 2, s0= 2, w0= 2*pi,
+       lt= 24, dt= 0.5, scalevector )
+{
+#noctave  <- adjust.noctave(lt, dt, s0, tw, noctave)
+#scalevector  <- 2^(0:(noctave * nvoice) / nvoice) * s0
+       wsp     <- Mod(CWT)
+       smwsp   <- smooth.matrix(wsp, swabs)
+       smsmwsp <- smooth.time(smwsp, tw, dt, scalevector)
+       smsmwsp
 }
-smooth.time <- function(wt,tw,dt,scalevector){
-  
-  smwt <- wt
-  
-  if (tw != 0){
-    for (i in 1:length(scalevector)){
-      
-      twi <- as.integer(scalevector[i]*tw/dt)
-      smwt[,i] <- filter(wt[,i],rep(1,2*twi+1)/(2*twi+1))
-      
-    }
-  } 
-  smwt
+
+#dans sowas.R (...donc on ne lisse pas à ce niveau ?)
+smooth.matrix <- function(wt,swabs)
+{
+       if (swabs != 0)
+       {
+               smwt <- t(filter(t(wt),rep(1,2*swabs+1)/(2*swabs+1)))
+       } else
+       {
+               smwt <- wt
+       }
+       smwt
 }
 
-#et filter() est dans stats::
+smooth.time <- function(wt,tw,dt,scalevector)
+{
+       smwt <- wt
+       if (tw != 0)
+       {
+               for (i in 1:length(scalevector))
+               {
+                       twi <- as.integer(scalevector[i]*tw/dt)
+                       smwt[,i] <- filter(wt[,i],rep(1,2*twi+1)/(2*twi+1))
+               }
+       }
+       smwt
+}
+
+step2 = function(conso)
+{
+       #(Benjamin)
+       #à partir de là, "conso" == courbes synchrones
+       n     <- nrow(conso)
+       delta <- ncol(conso)
+
+       #17000 colonnes coeff 1, puis 17000 coeff 2... [non : dans chaque tranche du cube]
+       # #NOTE: delta et lscvect pourraient etre gardés à part (communs)
 
-#cf. filters en C dans : https://svn.r-project.org/R/trunk/src/library/stats/src/filter.c
+       #TODO: automatic tune of these parameters ? (for other users)
+       nvoice   <- 4
+       # # noctave4 = 2^13 = 8192 half hours ~ 180 days
+       noctave4 <- adjust.noctave(N = delta, dt = 1, s0 = 2, tw = 0, noctave = 13)
+       # # 4 here represent 2^5 = 32 half-hours ~ 1 day
+       scalevector4  <- 2^(4:(noctave4 * nvoice) / nvoice) * 2
+       lscvect4      <- length(scalevector4)
+       lscvect <- lscvect4  # i should clean my code: werFam demands a lscvect
 
+       # observations node with CWT
+       Xcwt4   <- toCWT(conso, noctave = noctave4, dt = 1, scalevector = scalevector4, lt = delta,
+               smooth = FALSE, nvoice = nvoice)
+
+       #matrix:
+       ############Xcwt2 <- matrix(0.0, nrow= n, ncol= 2 + delta * lscvect)
+       Xcwt2 <- matrix(NA_complex_, nrow= n, ncol= 2 + length((c(Xcwt4[,,1]))))
+
+       #NOTE: delta et lscvect pourraient etre gardés à part (communs)
+       for(i in 1:n)
+               Xcwt2[i,] <- c(delta, lscvect, Xcwt4[,,i] / max(Mod(Xcwt4[,,i])) )
+       #rm(conso, Xcwt4); gc()
+
+       ## _.b WER^2 distances  ########
+       Xwer_dist    <- matrix(0.0, n, n)
+       for(i in 1:(n - 1))
+       {
+               mat1   <- vect2mat(Xcwt2[i,])
+
+       for(j in (i + 1):n)
+               {
+                       mat2 <- vect2mat(Xcwt2[j,])
+                       num     <- Mod(mat1 * Conj(mat2))
+                       WX      <- Mod(mat1 * Conj(mat1))
+                       WY      <- Mod(mat2 * Conj(mat2))
+                       smsmnum <- smCWT(num, scalevector = scalevector4)
+                       smsmWX  <- smCWT(WX,  scalevector = scalevector4)
+                       smsmWY  <- smCWT(WY,  scalevector = scalevector4)
+                       wer2    <- sum(colSums(smsmnum)^2)  /
+                       sum( sum(colSums(smsmWX) * colSums(smsmWY)) )
+                       Xwer_dist[i, j] <- sqrt(delta * lscvect * (1 - wer2))
+                       Xwer_dist[j, i] <- Xwer_dist[i, j]
+               }
+       }
+       diag(Xwer_dist) <- numeric(n)
+       Wwer_dist
+}