ITS/AliITSdEdxSamples.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 2009-2012, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15 /* $Id$ */
  16
  17
  18
  19 ///////////////////////////////////////////////////////////////////
  20 //                                                               //
  21 // Class to store information for PID with ITS                   //
  22 // and truncated mean computation methods                        //
  23 // Origin: F.Prino, Torino, prino@to.infn.it                     //
  24 //                                                               //
  25 ///////////////////////////////////////////////////////////////////
  26
  27 #include "AliITSPidParams.h"
  28 #include "AliITSdEdxSamples.h"
  29 #include "AliLog.h"
  30 #include <TMath.h>
  31
  32 ClassImp(AliITSdEdxSamples)
  33
  34 //______________________________________________________________________
  35 AliITSdEdxSamples::AliITSdEdxSamples():TObject(),
  36   fNSamples(0),
  37   fClusterMap(0),
  38   fP(0.),
  39   fParticleSpecie(0),
  40   fLayersForPid(0xFFFF)
  41 {
  42   // Default constructor
  43   for(Int_t i=0; i<kMaxSamples; i++){
  44     fdESamples[i]=0.;
  45     fdxSamples[i]=0.;
  46     fPAtSample[i]=0.;
  47   }
  48 }
  49
  50 //______________________________________________________________________
  51 AliITSdEdxSamples::AliITSdEdxSamples(Int_t nSamples, Double_t* esamples, Double_t* xsamples, Double_t mom, Int_t specie) :
  52   TObject(),
  53   fNSamples(nSamples),
  54   fClusterMap(0),
  55   fP(mom),
  56   fParticleSpecie(specie),
  57   fLayersForPid(0xFFFF)
  58 {
  59   // Standard constructor
  60   SetdESamples(nSamples,esamples);
  61   SetdxSamples(nSamples,xsamples);
  62   SetClusterMapFromdE();
  63 }
  64
  65 //______________________________________________________________________
  66 AliITSdEdxSamples::AliITSdEdxSamples(const AliITSdEdxSamples& source) :
  67   TObject(),
  68   fNSamples(source.fNSamples),
  69   fClusterMap(source.fClusterMap),
  70   fP(source.fP),
  71   fParticleSpecie(source.fParticleSpecie),
  72   fLayersForPid(source.fLayersForPid)
  73 {
  74   // Copy constructor
  75   for(Int_t i=0; i<kMaxSamples; i++){
  76     fdESamples[i]=source.GetdESample(i);
  77     fdxSamples[i]=source.GetdxSample(i);
  78     fPAtSample[i]=source.GetMomentumAtSample(i);
  79   }
  80 }
  81 //______________________________________________________________________
  82 void AliITSdEdxSamples::SetdESamples(Int_t nSamples, Double_t* samples){
  83   // Set the samples
  84
  85   if(nSamples>kMaxSamples){
  86     AliWarning(Form("Too many dE samples,only first %d will be used",kMaxSamples));
  87     fNSamples=kMaxSamples;
  88   }else{
  89     fNSamples=nSamples;
  90   }
  91   for(Int_t i=0; i<fNSamples; i++) fdESamples[i]=samples[i];
  92   for(Int_t i=fNSamples; i<kMaxSamples; i++) fdESamples[i]=0.;
  93   return;
  94 }
  95 //______________________________________________________________________
  96 void AliITSdEdxSamples::SetdxSamples(Int_t nSamples, Double_t* samples){
  97   // Set the samples
  98
  99   if(nSamples>kMaxSamples){
 100     AliWarning(Form("Too many dx samples,only first %d will be used",kMaxSamples));
 101     fNSamples=kMaxSamples;
 102   }else{
 103     fNSamples=nSamples;
 104   }
 105   for(Int_t i=0; i<fNSamples; i++) fdxSamples[i]=samples[i];
 106   for(Int_t i=fNSamples; i<kMaxSamples; i++) fdxSamples[i]=0.;
 107   return;
 108 }
 109
 110 //______________________________________________________________________
 111 void AliITSdEdxSamples::SetSamplesAndMomenta(Int_t nSamples, Double_t* esamples, Double_t* xsamples, Double_t* mom){
 112   // Set the samples
 113   SetdESamples(nSamples,esamples);
 114   SetdxSamples(nSamples,xsamples);
 115   for(Int_t i=0; i<fNSamples; i++) fPAtSample[i]=mom[i];
 116   for(Int_t i=fNSamples; i<kMaxSamples; i++) fPAtSample[i]=0.;
 117   return;
 118 }
 119 //______________________________________________________________________
 120 void AliITSdEdxSamples::SetLayerSample(Int_t iLayer, Bool_t haspoint, Double_t dE, Double_t dx, Double_t p){
 121   // set info from single layer
 122   if(haspoint){
 123     SetPointOnLayer(iLayer);
 124     fdESamples[iLayer]=dE;
 125     fdxSamples[iLayer]=dx;
 126     fPAtSample[iLayer]=p;
 127   }else{
 128     if(HasPointOnLayer(iLayer)) fClusterMap-=(1<<iLayer);
 129     fdESamples[iLayer]=0.;
 130     fdxSamples[iLayer]=0.;
 131     fPAtSample[iLayer]=0.;
 132
 133   }
 134 }
 135 //______________________________________________________________________
 136 Double_t AliITSdEdxSamples::GetTruncatedMean(Double_t frac, Double_t mindedx) const {
 137   // compute truncated mean
 138
 139   Int_t nc=0;
 140   Double_t dedx[kMaxSamples];
 141   for (Int_t il=0; il<fNSamples; il++) { // count good (>0) dE/dx values
 142     Double_t dedxsamp=GetdEdxSample(il);
 143     if(HasPointOnLayer(il) && UseLayerForPid(il) && dedxsamp>mindedx){
 144       dedx[nc]= dedxsamp;
 145       nc++;
 146     }
 147   }
 148   if(nc<1) return 0.;
 149
 150   Int_t swap; // sort in ascending order
 151   do {
 152     swap=0;
 153     for (Int_t i=0; i<nc-1; i++) {
 154       if (dedx[i]<=dedx[i+1]) continue;
 155       Double_t tmp=dedx[i];
 156       dedx[i]=dedx[i+1];
 157       dedx[i+1]=tmp;
 158       swap++;
 159     }
 160   } while (swap);
 161
 162   Double_t sumamp=0,sumweight=0;
 163   Double_t weight[kMaxSamples];
 164   for(Int_t iw=0; iw<kMaxSamples; iw++) weight[iw]=0.;
 165   Int_t lastUsed=(Int_t)(frac*nc+0.00001);
 166   if(lastUsed==0) lastUsed=1;
 167   if(lastUsed>kMaxSamples) lastUsed=kMaxSamples;
 168   for(Int_t iw=0; iw<lastUsed; iw++) weight[iw]=1.;
 169   if((frac*nc-lastUsed)>0.4 && lastUsed<kMaxSamples) weight[lastUsed]=0.5;
 170   for (Int_t i=0; i<nc; i++) {
 171     // AliDebug(5,Form("dE/dx %f   weight %f",dedx[i],weight[i]));
 172     sumamp+= dedx[i]*weight[i];
 173     sumweight+=weight[i];
 174   }
 175   if(sumweight>0.) return sumamp/sumweight;
 176   else return 0.;
 177
 178 }
 179 //______________________________________________________________________
 180 Double_t AliITSdEdxSamples::GetWeightedMean(Double_t mindedx) const {
 181   // compute generalized mean with k=-2 (used by CMS)
 182   Int_t nc=0;
 183   Double_t dedx[kMaxSamples];
 184   for (Int_t il=0; il<fNSamples; il++) { // count good (>0) dE/dx values
 185     Double_t dedxsamp=GetdEdxSample(il);
 186     if(HasPointOnLayer(il) && UseLayerForPid(il) && dedxsamp>mindedx){
 187       dedx[nc]= dedxsamp;
 188       nc++;
 189     }
 190   }
 191   if(nc<1) return 0.;
 192
 193   Double_t weiSum = 0.;
 194   for (Int_t i=0; i<nc; i++) {
 195     weiSum+=TMath::Power(dedx[i],-2);
 196   }
 197   Double_t wMean=0.;
 198   if(weiSum>0.) wMean= TMath::Power(weiSum/nc,-0.5);
 199   return wMean;
 200
 201 }
 202 //______________________________________________________________________
 203 void  AliITSdEdxSamples::GetConditionalProbabilities(AliITSPidParams* pars, Double_t condprob[AliPID::kSPECIES], Double_t mindedx) const {
 204   // compute conditional probablilities
 205   const Int_t nPart = 3;
 206   Double_t itsProb[nPart] = {1,1,1}; // p, K, pi
 207
 208   for(Int_t iS=0; iS<fNSamples; iS++){
 209     if(!HasPointOnLayer(iS)) continue;
 210     if(!UseLayerForPid(iS)) continue;
 211     Int_t iLayer=iS+3; // to match with present ITS
 212     if(iLayer>6) iLayer=6; // all extra points are treated as SSD
 213     Float_t dedx = GetdEdxSample(iS);
 214     if(dedx<mindedx) continue;
 215     Float_t layProb = pars->GetLandauGausNorm(dedx,AliPID::kProton,fP,iLayer);
 216     itsProb[0] *= layProb;
 217
 218     layProb = pars->GetLandauGausNorm(dedx,AliPID::kKaon,fP,iLayer);
 219     if (fP < 0.16) layProb=0.00001;
 220     itsProb[1] *= layProb;
 221
 222     layProb = pars->GetLandauGausNorm(dedx,AliPID::kPion,fP,iLayer);
 223     itsProb[2] *= layProb;
 224   }
 225
 226   // Normalise probabilities
 227   Double_t sumProb = 0;
 228   for (Int_t iPart = 0; iPart < nPart; iPart++) {
 229     sumProb += itsProb[iPart];
 230   }
 231   sumProb += 2*itsProb[2]; // muon and electron cannot be distinguished from pions
 232
 233   for (Int_t iPart = 0; iPart < nPart; iPart++) {
 234     itsProb[iPart]/=sumProb;
 235   }
 236
 237   condprob[AliPID::kElectron] = itsProb[2];
 238   condprob[AliPID::kMuon] = itsProb[2];
 239   condprob[AliPID::kPion] = itsProb[2];
 240   condprob[AliPID::kKaon] = itsProb[1];
 241   condprob[AliPID::kProton] = itsProb[0];
 242   return;
 243
 244 }
 245 //______________________________________________________________________
 246 void  AliITSdEdxSamples::PrintAll() const{
 247   // print all the infos
 248   printf("Particle %d momentum %f GeV/c, number of points %d\n",
 249          GetParticleSpecieMC(),
 250          fP,
 251          GetNumberOfEffectiveSamples());
 252   for(Int_t iLay=0; iLay<fNSamples; iLay++){
 253     printf("   Layer %d   Point %d   dE %f keV  dx %f cm  mom %f GeV/c\n",iLay,
 254            HasPointOnLayer(iLay),
 255            GetdESample(iLay),
 256            GetdxSample(iLay),
 257            GetMomentumAtSample(iLay));
 258   }
 259
 260   printf("Layers used for PID:\n");
 261   printf("Layer ");
 262   for(Int_t iLay=0; iLay<fNSamples; iLay++){
 263     printf("%d ",iLay);
 264   }
 265   printf("\n");
 266
 267   printf("Use   ");
 268   for(Int_t iLay=0; iLay<fNSamples; iLay++){
 269     printf("%d ",UseLayerForPid(iLay));
 270   }
 271   printf("\n");
 272   printf("Truncated mean = %f\n",GetTruncatedMean());
 273 }
 274 //______________________________________________________________________
 275 void  AliITSdEdxSamples::PrintClusterMap() const{
 276   // print the cluster map
 277
 278   printf("Layer ");
 279   for(Int_t iLay=0; iLay<fNSamples; iLay++){
 280     printf("%d ",iLay);
 281   }
 282   printf("\n");
 283
 284   printf("Point ");
 285   for(Int_t iLay=0; iLay<fNSamples; iLay++){
 286     printf("%d ",HasPointOnLayer(iLay));
 287   }
 288   printf("\n");
 289 }