PWG0/dNdEta/AliMultiplicityCorrection.h

   1 /* $Id$ */
   2
   3 #ifndef ALIMULTIPLICITYCORRECTION_H
   4 #define ALIMULTIPLICITYCORRECTION_H
   5
   6 #include "TNamed.h"
   7
   8 //
   9 // class that contains the correction matrix and the functions for
  10 // correction the multiplicity spectrum
  11 //
  12
  13 class TH1;
  14 class TH2;
  15 class TH1F;
  16 class TH2F;
  17 class TH3F;
  18 class TF1;
  19 class TCollection;
  20
  21 #include <TMatrixD.h>
  22 #include <TVectorD.h>
  23
  24 class AliMultiplicityCorrection : public TNamed {
  25   public:
  26     enum EventType { kTrVtx = 0, kMB, kINEL };
  27     enum RegularizationType { kNone = 0, kPol0, kPol1, kEntropy, kCurvature, kTest };
  28
  29     AliMultiplicityCorrection();
  30     AliMultiplicityCorrection(const Char_t* name, const Char_t* title);
  31     virtual ~AliMultiplicityCorrection();
  32
  33     virtual Long64_t Merge(TCollection* list);
  34
  35     void FillMeasured(Float_t vtx, Int_t measured05, Int_t measured10, Int_t measured15, Int_t measured20);
  36     void FillGenerated(Float_t vtx, Bool_t triggered, Bool_t vertex, Int_t generated05, Int_t generated10, Int_t generated15, Int_t generated20, Int_t generatedAll);
  37
  38     void FillCorrection(Float_t vtx, Int_t generated05, Int_t generated10, Int_t generated15, Int_t generated20, Int_t generatedAll, Int_t measured05, Int_t measured10, Int_t measured15, Int_t measured20);
  39
  40     Bool_t LoadHistograms(const Char_t* dir);
  41     void SaveHistograms();
  42     void DrawHistograms();
  43     void DrawComparison(const char* name, Int_t inputRange, Bool_t fullPhaseSpace, Bool_t normalizeESD, TH1* mcHist, Bool_t simple = kFALSE);
  44
  45     Int_t ApplyMinuitFit(Int_t inputRange, Bool_t fullPhaseSpace, EventType eventType, Bool_t check = kFALSE, TH1* inputDist = 0);
  46     void SetRegularizationParameters(RegularizationType type, Float_t weight);
  47
  48     void ApplyNBDFit(Int_t inputRange, Bool_t fullPhaseSpace);
  49
  50     void ApplyBayesianMethod(Int_t inputRange, Bool_t fullPhaseSpace, EventType eventType, Float_t regPar = 0.1, Int_t nIterations = 15, TH1* inputDist = 0);
  51
  52     void ApplyGaussianMethod(Int_t inputRange, Bool_t fullPhaseSpace);
  53
  54     void ApplyLaszloMethod(Int_t inputRange, Bool_t fullPhaseSpace, EventType eventType);
  55
  56     TH2F* GetMultiplicityESD(Int_t i) { return fMultiplicityESD[i]; }
  57     TH2F* GetMultiplicityVtx(Int_t i) { return fMultiplicityVtx[i]; }
  58     TH2F* GetMultiplicityMB(Int_t i) { return fMultiplicityMB[i]; }
  59     TH2F* GetMultiplicityINEL(Int_t i) { return fMultiplicityINEL[i]; }
  60     TH2F* GetMultiplicityMC(Int_t i, EventType eventType);
  61     TH3F* GetCorrelation(Int_t i) { return fCorrelation[i]; }
  62     TH1F* GetMultiplicityESDCorrected(Int_t i) { return fMultiplicityESDCorrected[i]; }
  63
  64     void SetMultiplicityESD(Int_t i, TH2F* hist)  { fMultiplicityESD[i] = hist; }
  65     void SetMultiplicityVtx(Int_t i, TH2F* hist)  { fMultiplicityVtx[i] = hist; }
  66     void SetMultiplicityMB(Int_t i, TH2F* hist)   { fMultiplicityMB[i] = hist; }
  67     void SetMultiplicityINEL(Int_t i, TH2F* hist) { fMultiplicityINEL[i] = hist; }
  68     void SetCorrelation(Int_t i, TH3F* hist) { fCorrelation[i] = hist; }
  69     void SetMultiplicityESDCorrected(Int_t i, TH1F* hist) { fMultiplicityESDCorrected[i] = hist; }
  70
  71     void SetGenMeasFromFunc(TF1* inputMC, Int_t id);
  72     TH2F* CalculateMultiplicityESD(TH1* inputMC, Int_t correlationMap);
  73
  74     static void NormalizeToBinWidth(TH1* hist);
  75     static void NormalizeToBinWidth(TH2* hist);
  76
  77     void GetComparisonResults(Float_t* mc, Int_t* mcLimit, Float_t* residuals);
  78
  79   protected:
  80     enum { kESDHists = 4, kMCHists = 5, kCorrHists = 8 };
  81
  82     static const Int_t fgMaxParams;  // bins in unfolded histogram = number of fit params
  83     static const Int_t fgMaxInput;   // bins in measured histogram
  84
  85     static Double_t RegularizationPol0(TVectorD& params);
  86     static Double_t RegularizationPol1(TVectorD& params);
  87     static Double_t RegularizationTotalCurvature(TVectorD& params);
  88     static Double_t RegularizationEntropy(TVectorD& params);
  89     static Double_t RegularizationTest(TVectorD& params);
  90
  91     static void MinuitFitFunction(Int_t&, Double_t*, Double_t& chi2, Double_t *params, Int_t);
  92     static void MinuitNBD(Int_t& unused1, Double_t* unused2, Double_t& chi2, Double_t *params, Int_t unused3);
  93
  94     void SetupCurrentHists(Int_t inputRange, Bool_t fullPhaseSpace, EventType eventType, Bool_t createBigBin);
  95
  96     Float_t BayesCovarianceDerivate(Float_t matrixM[251][251], TH2* hResponse, TH1* fCurrentEfficiency, Int_t k, Int_t i, Int_t r, Int_t u);
  97
  98     static TH1* fCurrentESD;         // static variable to be accessed by MINUIT
  99     static TH1* fCurrentCorrelation; // static variable to be accessed by MINUIT
 100     static TH1* fCurrentEfficiency;  // static variable to be accessed by MINUIT
 101
 102     static TMatrixD* fCorrelationMatrix;            // contains fCurrentCorrelation in matrix form
 103     static TMatrixD* fCorrelationCovarianceMatrix;  // contains the errors of fCurrentESD
 104     static TVectorD* fCurrentESDVector;             // contains fCurrentESD
 105     static TVectorD* fEntropyAPriori;               // a-priori distribution for entropy regularization
 106
 107     static TF1* fNBD;   // negative binomial distribution
 108
 109     static RegularizationType fRegularizationType; // regularization that is used during Chi2 method
 110     static Float_t fRegularizationWeight;          // factor for regularization term
 111
 112     TH2F* fMultiplicityESD[kESDHists]; // multiplicity histogram: vtx vs multiplicity; array: |eta| < 0.5, 1, 1.5, 2 (0..3)
 113     TH2F* fMultiplicityVtx[kMCHists];  // multiplicity histogram of events that have a reconstructed vertex : vtx vs multiplicity; array: |eta| < 0.5, 1, 1.5, 2, inf (0..4)
 114     TH2F* fMultiplicityMB[kMCHists];   // multiplicity histogram of triggered events                        : vtx vs multiplicity; array: |eta| < 0.5, 1, 1.5, 2, inf (0..4)
 115     TH2F* fMultiplicityINEL[kMCHists]; // multiplicity histogram of all (inelastic) events                  : vtx vs multiplicity; array: |eta| < 0.5, 1, 1.5, 2, inf (0..4)
 116
 117     TH3F* fCorrelation[kCorrHists];              // vtx vs. (gene multiplicity (trig+vtx)) vs. (meas multiplicity); array: |eta| < 0.5, 1, 1.5, 2 (0..3 and 4..7), the first corrects to the eta range itself, the second to full phase space
 118     TH1F* fMultiplicityESDCorrected[kCorrHists]; // corrected histograms
 119
 120     Float_t fLastChi2MC;        // last Chi2 between MC and unfolded ESD (calculated in DrawComparison)
 121     Int_t   fLastChi2MCLimit;   // bin where the last chi2 breached a certain threshold, used to evaluate the multiplicity reach (calc. in DrawComparison)
 122     Float_t fLastChi2Residuals; // last Chi2 of the ESD and the folded unfolded ESD (calculated in DrawComparison)
 123
 124  private:
 125     AliMultiplicityCorrection(const AliMultiplicityCorrection&);
 126     AliMultiplicityCorrection& operator=(const AliMultiplicityCorrection&);
 127
 128   ClassDef(AliMultiplicityCorrection, 1);
 129 };
 130
 131 #endif
 132