regularization.h

C-package of "Long Short-Term Memory" for Protein classification

/*
 * Regularization matrices
 * 
 * Each weight update for an input is smoothed out with the concerning supstitue value
 * from a given matrix. A matrix is a scaled substiute matrix.
 * 
 * $Id: regularization.h 1271 2007-05-09 08:18:24Z mhe $
 */
 
 // BLOSUM80 (value - globalmin) / globalmax   -8/16
 // values < 0 are set to 0.
const static double blosum80skal0[AAS][AAS] = {
  { 0.6250, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.4167, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.7083, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.3750, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.4583, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.7083, 0.4167, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.3750, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.3750, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.4167, 0.7500, 0.0000, 0.0000, 0.4167, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.8750, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.3750, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.7083, 0.4583, 0.0000, 0.3750, 0.0000, 0.0000, 0.4167, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.4167, 0.0000, 0.4583, 0.6667, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.3750, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.7083, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.3750, 0.0000, 0.0000, 0.3750, 0.0000, 0.0000, 0.8333, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.4583, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.6250, 0.4167, 0.0000, 0.4167, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.5000 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.4167, 0.5833, 0.0000, 0.4583, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.3750 },
  { 0.0000, 0.4583, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.4167, 0.3750, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.6667, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.4167, 0.4583, 0.0000, 0.7083, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.3750 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.7500, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.5000, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.8333, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000 },
  { 0.4167, 0.0000, 0.3750, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.6250, 0.4167, 0.0000, 0.0000, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.4167, 0.6667, 0.0000, 0.0000, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 1.0000, 0.4583, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.4583, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.5000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.4583, 0.7917, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.5000, 0.3750, 0.0000, 0.3750, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.6250 },
 };  
 
// BLOSUM62 (value - globalmin) / globalmax   -6/16 diag = 1.0
const static double blosum62[AAS][AAS] = {
  { 1.0000, 0.1818, 0.1818, 0.1364, 0.2273, 0.2273, 0.2273, 0.2727, 0.1818, 0.1818, 0.1818, 0.2273, 0.2273, 0.1364, 0.2273, 0.3636, 0.2727, 0.0909, 0.1364, 0.2727 },
  { 0.1818, 1.0000, 0.2273, 0.1818, 0.0455, 0.3182, 0.2727, 0.1364, 0.2727, 0.0909, 0.1364, 0.4091, 0.1818, 0.0909, 0.1364, 0.2273, 0.1818, 0.0909, 0.1364, 0.0909 },
  { 0.1818, 0.2273, 1.0000, 0.3636, 0.0909, 0.2727, 0.2727, 0.2273, 0.3182, 0.0455, 0.0455, 0.2727, 0.1364, 0.0909, 0.1364, 0.3182, 0.2727, 0.0000, 0.1364, 0.0909 },
  { 0.1364, 0.1818, 0.3636, 1.0000, 0.0455, 0.2727, 0.3636, 0.1818, 0.1818, 0.0455, 0.0455, 0.2273, 0.0455, 0.0455, 0.1818, 0.2727, 0.1818, 0.0000, 0.0455, 0.0455 },
  { 0.2273, 0.0455, 0.0909, 0.0455, 1.0000, 0.0909, 0.0455, 0.0909, 0.0909, 0.1818, 0.1818, 0.0455, 0.1818, 0.0909, 0.0909, 0.2273, 0.2273, 0.1364, 0.0909, 0.2273 },
  { 0.2273, 0.3182, 0.2727, 0.2727, 0.0909, 1.0000, 0.4091, 0.1364, 0.3182, 0.0909, 0.1364, 0.3636, 0.2273, 0.0455, 0.1818, 0.2727, 0.2273, 0.1364, 0.1818, 0.1364 },
  { 0.2273, 0.2727, 0.2727, 0.3636, 0.0455, 0.4091, 1.0000, 0.1364, 0.2727, 0.0455, 0.0909, 0.3182, 0.1364, 0.0455, 0.1818, 0.2727, 0.2273, 0.0909, 0.1364, 0.0909 },
  { 0.2727, 0.1364, 0.2273, 0.1818, 0.0909, 0.1364, 0.1364, 1.0000, 0.1364, 0.0000, 0.0455, 0.1818, 0.0909, 0.0455, 0.1364, 0.2727, 0.1818, 0.0909, 0.0455, 0.0455 },
  { 0.1818, 0.2727, 0.3182, 0.1818, 0.0909, 0.3182, 0.2727, 0.1364, 1.0000, 0.0455, 0.0909, 0.2273, 0.1818, 0.1818, 0.1364, 0.2273, 0.1364, 0.0909, 0.4091, 0.0455 },
  { 0.1818, 0.0909, 0.0455, 0.0455, 0.1818, 0.0909, 0.0455, 0.0000, 0.0455, 1.0000, 0.3636, 0.0909, 0.3636, 0.2727, 0.0909, 0.0909, 0.2273, 0.0909, 0.1818, 0.4545 },
  { 0.1818, 0.1364, 0.0455, 0.0455, 0.1818, 0.1364, 0.0909, 0.0455, 0.0909, 0.3636, 1.0000, 0.0909, 0.4091, 0.3182, 0.0909, 0.0909, 0.1818, 0.1818, 0.1818, 0.3182 },
  { 0.2273, 0.4091, 0.2727, 0.2273, 0.0455, 0.3636, 0.3182, 0.1818, 0.2273, 0.0909, 0.0909, 1.0000, 0.1818, 0.0455, 0.1818, 0.2727, 0.2273, 0.0909, 0.1364, 0.1364 },
  { 0.2273, 0.1818, 0.1364, 0.0455, 0.1818, 0.2273, 0.1364, 0.0909, 0.1818, 0.3636, 0.4091, 0.1818, 1.0000, 0.2727, 0.0909, 0.1818, 0.2273, 0.1818, 0.2273, 0.3182 },
  { 0.1364, 0.0909, 0.0909, 0.0455, 0.0909, 0.0455, 0.0455, 0.0455, 0.1818, 0.2727, 0.3182, 0.0455, 0.2727, 1.0000, 0.0455, 0.0909, 0.1364, 0.3182, 0.4545, 0.2273 },
  { 0.2273, 0.1364, 0.1364, 0.1818, 0.0909, 0.1818, 0.1818, 0.1364, 0.1364, 0.0909, 0.0909, 0.1818, 0.0909, 0.0455, 1.0000, 0.2273, 0.1818, 0.0455, 0.0909, 0.0909 },
  { 0.3636, 0.2273, 0.3182, 0.2727, 0.2273, 0.2727, 0.2727, 0.2727, 0.2273, 0.0909, 0.0909, 0.2727, 0.1818, 0.0909, 0.2273, 1.0000, 0.3636, 0.0909, 0.1364, 0.1818 },
  { 0.2727, 0.1818, 0.2727, 0.1818, 0.2273, 0.2273, 0.2273, 0.1818, 0.1364, 0.2273, 0.1818, 0.2273, 0.2273, 0.1364, 0.1818, 0.3636, 1.0000, 0.0909, 0.1818, 0.2727 },
  { 0.0909, 0.0909, 0.0000, 0.0000, 0.1364, 0.1364, 0.0909, 0.0909, 0.0909, 0.0909, 0.1818, 0.0909, 0.1818, 0.3182, 0.0455, 0.0909, 0.0909, 1.0000, 0.4091, 0.0909 },
  { 0.1364, 0.1364, 0.1364, 0.0455, 0.0909, 0.1818, 0.1364, 0.0455, 0.4091, 0.1818, 0.1818, 0.1364, 0.2273, 0.4545, 0.0909, 0.1364, 0.1818, 0.4091, 1.0000, 0.1818 },
  { 0.2727, 0.0909, 0.0909, 0.0455, 0.2273, 0.1364, 0.0909, 0.0455, 0.0455, 0.4545, 0.3182, 0.1364, 0.3182, 0.2273, 0.0909, 0.1818, 0.2727, 0.0909, 0.1818, 1.0000 }
};

// BLOSUM62 (value - globalmin) / globalmax   -6/16
// values < 0 are set to 0.
const static double blosum62skal0[AAS][AAS] = {
  { 0.5333, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.3333, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.6000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.3333, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.4000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.6667, 0.3333, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.3333, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.3333, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.3333, 0.6667, 0.0000, 0.0000, 0.4000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.8667, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.3333, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.6000, 0.4000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.3333, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.4000, 0.0000, 0.4000, 0.6000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.3333, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.6667, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.3333, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.8000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.4000, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.5333, 0.4000, 0.0000, 0.3333, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.4667 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.4000, 0.5333, 0.0000, 0.4000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.3333 },
  { 0.0000, 0.4000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.3333, 0.3333, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.6000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.3333, 0.4000, 0.0000, 0.6000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.3333 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.6667, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.3333, 0.4667, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.7333, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000 },
  { 0.3333, 0.0000, 0.3333, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.5333, 0.3333, 0.0000, 0.0000, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.3333, 0.6000, 0.0000, 0.0000, 0.0000 },
  { 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.3333, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 1.0000, 0.4000, 0.0000 },