TPC/AliTPCclustererMI.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, 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
  16 /* $Id$ */
  17
  18 //-------------------------------------------------------
  19 //          Implementation of the TPC clusterer
  20 //
  21 //   Origin: Marian Ivanov
  22 //-------------------------------------------------------
  23
  24 #include "AliTPCReconstructor.h"
  25 #include "AliTPCclustererMI.h"
  26 #include "AliTPCclusterMI.h"
  27 #include <TObjArray.h>
  28 #include <TFile.h>
  29 #include "TGraph.h"
  30 #include "TF1.h"
  31 #include "TRandom.h"
  32 #include "AliMathBase.h"
  33
  34 #include "AliTPCClustersArray.h"
  35 #include "AliTPCClustersRow.h"
  36 #include "AliDigits.h"
  37 #include "AliSimDigits.h"
  38 #include "AliTPCParam.h"
  39 #include "AliRawReader.h"
  40 #include "AliTPCRawStream.h"
  41 #include "AliRunLoader.h"
  42 #include "AliLoader.h"
  43 #include "Riostream.h"
  44 #include <TTree.h>
  45 #include "AliTPCcalibDB.h"
  46 #include "AliTPCCalPad.h"
  47 #include "AliTPCCalROC.h"
  48 #include "TTreeStream.h"
  49 #include "AliLog.h"
  50
  51
  52 ClassImp(AliTPCclustererMI)
  53
  54
  55
  56 AliTPCclustererMI::AliTPCclustererMI(const AliTPCParam* par)
  57 {
  58   fPedSubtraction = kFALSE;
  59   fIsOldRCUFormat = kFALSE;
  60   fInput =0;
  61   fOutput=0;
  62   fParam = par;
  63   fDebugStreamer = new TTreeSRedirector("TPCsignal.root");
  64   fAmplitudeHisto = 0;
  65 }
  66
  67 AliTPCclustererMI::~AliTPCclustererMI(){
  68   DumpHistos();
  69   if (fAmplitudeHisto) delete fAmplitudeHisto;
  70   if (fDebugStreamer) delete fDebugStreamer;
  71 }
  72
  73 void AliTPCclustererMI::SetInput(TTree * tree)
  74 {
  75   //
  76   // set input tree with digits
  77   //
  78   fInput = tree;
  79   if  (!fInput->GetBranch("Segment")){
  80     cerr<<"AliTPC::Digits2Clusters(): no porper input tree !\n";
  81     fInput=0;
  82     return;
  83   }
  84 }
  85
  86 void AliTPCclustererMI::SetOutput(TTree * tree)
  87 {
  88   //
  89   //
  90   fOutput= tree;
  91   AliTPCClustersRow clrow;
  92   AliTPCClustersRow *pclrow=&clrow;
  93   clrow.SetClass("AliTPCclusterMI");
  94   clrow.SetArray(1); // to make Clones array
  95   fOutput->Branch("Segment","AliTPCClustersRow",&pclrow,32000,200);
  96 }
  97
  98
  99 Float_t  AliTPCclustererMI::GetSigmaY2(Int_t iz){
 100   // sigma y2 = in digits  - we don't know the angle
 101   Float_t z = iz*fParam->GetZWidth()+fParam->GetNTBinsL1()*fParam->GetZWidth();
 102   Float_t sd2 = (z*fParam->GetDiffL()*fParam->GetDiffL())/
 103     (fPadWidth*fPadWidth);
 104   Float_t sres = 0.25;
 105   Float_t res = sd2+sres;
 106   return res;
 107 }
 108
 109
 110 Float_t  AliTPCclustererMI::GetSigmaZ2(Int_t iz){
 111   //sigma z2 = in digits - angle estimated supposing vertex constraint
 112   Float_t z = iz*fZWidth+fParam->GetNTBinsL1()*fParam->GetZWidth();
 113   Float_t sd2 = (z*fParam->GetDiffL()*fParam->GetDiffL())/(fZWidth*fZWidth);
 114   Float_t angular = fPadLength*(fParam->GetZLength()-z)/(fRx*fZWidth);
 115   angular*=angular;
 116   angular/=12.;
 117   Float_t sres = fParam->GetZSigma()/fZWidth;
 118   sres *=sres;
 119   Float_t res = angular +sd2+sres;
 120   return res;
 121 }
 122
 123 void AliTPCclustererMI::MakeCluster(Int_t k,Int_t max,Float_t *bins, UInt_t /*m*/,
 124 AliTPCclusterMI &c)
 125 {
 126   Int_t i0=k/max;  //central pad
 127   Int_t j0=k%max;  //central time bin
 128
 129   // set pointers to data
 130   //Int_t dummy[5] ={0,0,0,0,0};
 131   Float_t * matrix[5]; //5x5 matrix with digits  - indexing i = 0 ..4  j = -2..2
 132   Float_t * resmatrix[5];
 133   for (Int_t di=-2;di<=2;di++){
 134     matrix[di+2]  =  &bins[k+di*max];
 135     resmatrix[di+2]  =  &fResBins[k+di*max];
 136   }
 137   //build matrix with virtual charge
 138   Float_t sigmay2= GetSigmaY2(j0);
 139   Float_t sigmaz2= GetSigmaZ2(j0);
 140
 141   Float_t vmatrix[5][5];
 142   vmatrix[2][2] = matrix[2][0];
 143   c.SetType(0);
 144   c.SetMax((UShort_t)(vmatrix[2][2])); // write maximal amplitude
 145   for (Int_t di =-1;di <=1;di++)
 146     for (Int_t dj =-1;dj <=1;dj++){
 147       Float_t amp = matrix[di+2][dj];
 148       if ( (amp<2) && (fLoop<2)){
 149         // if under threshold  - calculate virtual charge
 150         Float_t ratio = TMath::Exp(-1.2*TMath::Abs(di)/sigmay2)*TMath::Exp(-1.2*TMath::Abs(dj)/sigmaz2);
 151         amp = ((matrix[2][0]-2)*(matrix[2][0]-2)/(matrix[-di+2][-dj]+2))*ratio;
 152         if (amp>2) amp = 2;
 153         vmatrix[2+di][2+dj]=amp;
 154         vmatrix[2+2*di][2+2*dj]=0;
 155         if ( (di*dj)!=0){
 156           //DIAGONAL ELEMENTS
 157           vmatrix[2+2*di][2+dj] =0;
 158           vmatrix[2+di][2+2*dj] =0;
 159         }
 160         continue;
 161       }
 162       if (amp<4){
 163         //if small  amplitude - below  2 x threshold  - don't consider other one
 164         vmatrix[2+di][2+dj]=amp;
 165         vmatrix[2+2*di][2+2*dj]=0;  // don't take to the account next bin
 166         if ( (di*dj)!=0){
 167           //DIAGONAL ELEMENTS
 168           vmatrix[2+2*di][2+dj] =0;
 169           vmatrix[2+di][2+2*dj] =0;
 170         }
 171         continue;
 172       }
 173       //if bigger then take everything
 174       vmatrix[2+di][2+dj]=amp;
 175       vmatrix[2+2*di][2+2*dj]= matrix[2*di+2][2*dj] ;
 176       if ( (di*dj)!=0){
 177           //DIAGONAL ELEMENTS
 178           vmatrix[2+2*di][2+dj] = matrix[2*di+2][dj];
 179           vmatrix[2+di][2+2*dj] = matrix[2+di][dj*2];
 180         }
 181     }
 182
 183
 184
 185   Float_t sumw=0;
 186   Float_t sumiw=0;
 187   Float_t sumi2w=0;
 188   Float_t sumjw=0;
 189   Float_t sumj2w=0;
 190   //
 191   for (Int_t i=-2;i<=2;i++)
 192     for (Int_t j=-2;j<=2;j++){
 193       Float_t amp = vmatrix[i+2][j+2];
 194
 195       sumw    += amp;
 196       sumiw   += i*amp;
 197       sumi2w  += i*i*amp;
 198       sumjw   += j*amp;
 199       sumj2w  += j*j*amp;
 200     }
 201   //
 202   Float_t meani = sumiw/sumw;
 203   Float_t mi2   = sumi2w/sumw-meani*meani;
 204   Float_t meanj = sumjw/sumw;
 205   Float_t mj2   = sumj2w/sumw-meanj*meanj;
 206   //
 207   Float_t ry = mi2/sigmay2;
 208   Float_t rz = mj2/sigmaz2;
 209
 210   //
 211   if ( ( (ry<0.6) || (rz<0.6) ) && fLoop==2) return;
 212   if ( (ry <1.2) && (rz<1.2) ) {
 213     //if cluster looks like expected
 214     //+1.2 deviation from expected sigma accepted
 215     //    c.fMax = FitMax(vmatrix,meani,meanj,TMath::Sqrt(sigmay2),TMath::Sqrt(sigmaz2));
 216
 217     meani +=i0;
 218     meanj +=j0;
 219     //set cluster parameters
 220     c.SetQ(sumw);
 221     c.SetY(meani*fPadWidth);
 222     c.SetZ(meanj*fZWidth);
 223     c.SetSigmaY2(mi2);
 224     c.SetSigmaZ2(mj2);
 225     AddCluster(c);
 226     //remove cluster data from data
 227     for (Int_t di=-2;di<=2;di++)
 228       for (Int_t dj=-2;dj<=2;dj++){
 229         resmatrix[di+2][dj] -= vmatrix[di+2][dj+2];
 230         if (resmatrix[di+2][dj]<0) resmatrix[di+2][dj]=0;
 231       }
 232     resmatrix[2][0] =0;
 233     return;
 234   }
 235   //
 236   //unfolding when neccessary
 237   //
 238
 239   Float_t * matrix2[7]; //7x7 matrix with digits  - indexing i = 0 ..6  j = -3..3
 240   Float_t dummy[7]={0,0,0,0,0,0};
 241   for (Int_t di=-3;di<=3;di++){
 242     matrix2[di+3] =  &bins[k+di*max];
 243     if ((k+di*max)<3)  matrix2[di+3] = &dummy[3];
 244     if ((k+di*max)>fMaxBin-3)  matrix2[di+3] = &dummy[3];
 245   }
 246   Float_t vmatrix2[5][5];
 247   Float_t sumu;
 248   Float_t overlap;
 249   UnfoldCluster(matrix2,vmatrix2,meani,meanj,sumu,overlap);
 250   //
 251   //  c.fMax = FitMax(vmatrix2,meani,meanj,TMath::Sqrt(sigmay2),TMath::Sqrt(sigmaz2));
 252   meani +=i0;
 253   meanj +=j0;
 254   //set cluster parameters
 255   c.SetQ(sumu);
 256   c.SetY(meani*fPadWidth);
 257   c.SetZ(meanj*fZWidth);
 258   c.SetSigmaY2(mi2);
 259   c.SetSigmaZ2(mj2);
 260   c.SetType(Char_t(overlap)+1);
 261   AddCluster(c);
 262
 263   //unfolding 2
 264   meani-=i0;
 265   meanj-=j0;
 266   if (gDebug>4)
 267     printf("%f\t%f\n", vmatrix2[2][2], vmatrix[2][2]);
 268 }
 269
 270
 271
 272 void AliTPCclustererMI::UnfoldCluster(Float_t * matrix2[7], Float_t recmatrix[5][5], Float_t & meani, Float_t & meanj,
 273                                       Float_t & sumu, Float_t & overlap )
 274 {
 275   //
 276   //unfold cluster from input matrix
 277   //data corresponding to cluster writen in recmatrix
 278   //output meani and meanj
 279
 280   //take separatelly y and z
 281
 282   Float_t sum3i[7] = {0,0,0,0,0,0,0};
 283   Float_t sum3j[7] = {0,0,0,0,0,0,0};
 284
 285   for (Int_t k =0;k<7;k++)
 286     for (Int_t l = -1; l<=1;l++){
 287       sum3i[k]+=matrix2[k][l];
 288       sum3j[k]+=matrix2[l+3][k-3];
 289     }
 290   Float_t mratio[3][3]={{1,1,1},{1,1,1},{1,1,1}};
 291   //
 292   //unfold  y
 293   Float_t sum3wi    = 0;  //charge minus overlap
 294   Float_t sum3wio   = 0;  //full charge
 295   Float_t sum3iw    = 0;  //sum for mean value
 296   for (Int_t dk=-1;dk<=1;dk++){
 297     sum3wio+=sum3i[dk+3];
 298     if (dk==0){
 299       sum3wi+=sum3i[dk+3];
 300     }
 301     else{
 302       Float_t ratio =1;
 303       if (  ( ((sum3i[dk+3]+3)/(sum3i[3]-3))+1 < (sum3i[2*dk+3]-3)/(sum3i[dk+3]+3))||
 304            sum3i[dk+3]<=sum3i[2*dk+3] && sum3i[dk+3]>2 ){
 305         Float_t xm2 = sum3i[-dk+3];
 306         Float_t xm1 = sum3i[+3];
 307         Float_t x1  = sum3i[2*dk+3];
 308         Float_t x2  = sum3i[3*dk+3];
 309         Float_t w11   = TMath::Max((Float_t)(4.*xm1-xm2),(Float_t)0.000001);
 310         Float_t w12   = TMath::Max((Float_t)(4 *x1 -x2),(Float_t)0.);
 311         ratio = w11/(w11+w12);
 312         for (Int_t dl=-1;dl<=1;dl++)
 313           mratio[dk+1][dl+1] *= ratio;
 314       }
 315       Float_t amp = sum3i[dk+3]*ratio;
 316       sum3wi+=amp;
 317       sum3iw+= dk*amp;
 318     }
 319   }
 320   meani = sum3iw/sum3wi;
 321   Float_t overlapi = (sum3wio-sum3wi)/sum3wio;
 322
 323
 324
 325   //unfold  z
 326   Float_t sum3wj    = 0;  //charge minus overlap
 327   Float_t sum3wjo   = 0;  //full charge
 328   Float_t sum3jw    = 0;  //sum for mean value
 329   for (Int_t dk=-1;dk<=1;dk++){
 330     sum3wjo+=sum3j[dk+3];
 331     if (dk==0){
 332       sum3wj+=sum3j[dk+3];
 333     }
 334     else{
 335       Float_t ratio =1;
 336       if ( ( ((sum3j[dk+3]+3)/(sum3j[3]-3))+1 < (sum3j[2*dk+3]-3)/(sum3j[dk+3]+3)) ||
 337            (sum3j[dk+3]<=sum3j[2*dk+3] && sum3j[dk+3]>2)){
 338         Float_t xm2 = sum3j[-dk+3];
 339         Float_t xm1 = sum3j[+3];
 340         Float_t x1  = sum3j[2*dk+3];
 341         Float_t x2  = sum3j[3*dk+3];
 342         Float_t w11   = TMath::Max((Float_t)(4.*xm1-xm2),(Float_t)0.000001);
 343         Float_t w12   = TMath::Max((Float_t)(4 *x1 -x2),(Float_t)0.);
 344         ratio = w11/(w11+w12);
 345         for (Int_t dl=-1;dl<=1;dl++)
 346           mratio[dl+1][dk+1] *= ratio;
 347       }
 348       Float_t amp = sum3j[dk+3]*ratio;
 349       sum3wj+=amp;
 350       sum3jw+= dk*amp;
 351     }
 352   }
 353   meanj = sum3jw/sum3wj;
 354   Float_t overlapj = (sum3wjo-sum3wj)/sum3wjo;
 355   overlap = Int_t(100*TMath::Max(overlapi,overlapj)+3);
 356   sumu = (sum3wj+sum3wi)/2.;
 357
 358   if (overlap ==3) {
 359     //if not overlap detected remove everything
 360     for (Int_t di =-2; di<=2;di++)
 361       for (Int_t dj =-2; dj<=2;dj++){
 362         recmatrix[di+2][dj+2] = matrix2[3+di][dj];
 363       }
 364   }
 365   else{
 366     for (Int_t di =-1; di<=1;di++)
 367       for (Int_t dj =-1; dj<=1;dj++){
 368         Float_t ratio =1;
 369         if (mratio[di+1][dj+1]==1){
 370           recmatrix[di+2][dj+2]     = matrix2[3+di][dj];
 371           if (TMath::Abs(di)+TMath::Abs(dj)>1){
 372             recmatrix[2*di+2][dj+2] = matrix2[3+2*di][dj];
 373             recmatrix[di+2][2*dj+2] = matrix2[3+di][2*dj];
 374           }
 375           recmatrix[2*di+2][2*dj+2] = matrix2[3+2*di][2*dj];
 376         }
 377         else
 378           {
 379             //if we have overlap in direction
 380             recmatrix[di+2][dj+2] = mratio[di+1][dj+1]* matrix2[3+di][dj];
 381             if (TMath::Abs(di)+TMath::Abs(dj)>1){
 382               ratio =  TMath::Min((Float_t)(recmatrix[di+2][dj+2]/(matrix2[3+0*di][1*dj]+1)),(Float_t)1.);
 383               recmatrix[2*di+2][dj+2] = ratio*recmatrix[di+2][dj+2];
 384               //
 385               ratio =  TMath::Min((Float_t)(recmatrix[di+2][dj+2]/(matrix2[3+1*di][0*dj]+1)),(Float_t)1.);
 386               recmatrix[di+2][2*dj+2] = ratio*recmatrix[di+2][dj+2];
 387             }
 388             else{
 389               ratio =  recmatrix[di+2][dj+2]/matrix2[3][0];
 390               recmatrix[2*di+2][2*dj+2] = ratio*recmatrix[di+2][dj+2];
 391             }
 392           }
 393       }
 394   }
 395   if (gDebug>4)
 396     printf("%f\n", recmatrix[2][2]);
 397
 398 }
 399
 400 Float_t AliTPCclustererMI::FitMax(Float_t vmatrix[5][5], Float_t y, Float_t z, Float_t sigmay, Float_t sigmaz)
 401 {
 402   //
 403   // estimate max
 404   Float_t sumteor= 0;
 405   Float_t sumamp = 0;
 406
 407   for (Int_t di = -1;di<=1;di++)
 408     for (Int_t dj = -1;dj<=1;dj++){
 409       if (vmatrix[2+di][2+dj]>2){
 410         Float_t teor = TMath::Gaus(di,y,sigmay*1.2)*TMath::Gaus(dj,z,sigmaz*1.2);
 411         sumteor += teor*vmatrix[2+di][2+dj];
 412         sumamp  += vmatrix[2+di][2+dj]*vmatrix[2+di][2+dj];
 413       }
 414     }
 415   Float_t max = sumamp/sumteor;
 416   return max;
 417 }
 418
 419 void AliTPCclustererMI::AddCluster(AliTPCclusterMI &c){
 420   //
 421   // transform cluster to the global coordinata
 422   // add the cluster to the array
 423   //
 424   Float_t meani = c.GetY()/fPadWidth;
 425   Float_t meanj = c.GetZ()/fZWidth;
 426
 427   Int_t ki = TMath::Nint(meani-3);
 428   if (ki<0) ki=0;
 429   if (ki>=fMaxPad) ki = fMaxPad-1;
 430   Int_t kj = TMath::Nint(meanj-3);
 431   if (kj<0) kj=0;
 432   if (kj>=fMaxTime-3) kj=fMaxTime-4;
 433   // ki and kj shifted to "real" coordinata
 434   if (fRowDig) {
 435     c.SetLabel(fRowDig->GetTrackIDFast(kj,ki,0)-2,0);
 436     c.SetLabel(fRowDig->GetTrackIDFast(kj,ki,1)-2,1);
 437     c.SetLabel(fRowDig->GetTrackIDFast(kj,ki,2)-2,2);
 438   }
 439
 440
 441   Float_t s2 = c.GetSigmaY2();
 442   Float_t w=fParam->GetPadPitchWidth(fSector);
 443
 444   c.SetSigmaY2(s2*w*w);
 445   s2 = c.GetSigmaZ2();
 446   w=fZWidth;
 447   c.SetSigmaZ2(s2*w*w);
 448   c.SetY((meani - 2.5 - 0.5*fMaxPad)*fParam->GetPadPitchWidth(fSector));
 449   c.SetZ(fZWidth*(meanj-3));
 450   c.SetZ(c.GetZ() - 3.*fParam->GetZSigma() + fParam->GetNTBinsL1()*fParam->GetZWidth()); // PASA delay + L1 delay
 451   c.SetZ(fSign*(fParam->GetZLength() - c.GetZ()));
 452   c.SetX(fRx);
 453   c.SetDetector(fSector);
 454   c.SetRow(fRow);
 455
 456   if (ki<=1 || ki>=fMaxPad-1 || kj==1 || kj==fMaxTime-2) {
 457     //c.SetSigmaY2(c.GetSigmaY2()*25.);
 458     //c.SetSigmaZ2(c.GetSigmaZ2()*4.);
 459     c.SetType(-(c.GetType()+3));  //edge clusters
 460   }
 461   if (fLoop==2) c.SetType(100);
 462
 463   TClonesArray * arr = fRowCl->GetArray();
 464   // AliTPCclusterMI * cl =
 465   new ((*arr)[fNcluster]) AliTPCclusterMI(c);
 466
 467   fNcluster++;
 468 }
 469
 470
 471 //_____________________________________________________________________________
 472 void AliTPCclustererMI::Digits2Clusters()
 473 {
 474   //-----------------------------------------------------------------
 475   // This is a simple cluster finder.
 476   //-----------------------------------------------------------------
 477
 478   if (!fInput) {
 479     Error("Digits2Clusters", "input tree not initialised");
 480     return;
 481   }
 482
 483   if (!fOutput) {
 484     Error("Digits2Clusters", "output tree not initialised");
 485     return;
 486   }
 487
 488   AliTPCCalPad * gainTPC = AliTPCcalibDB::Instance()->GetPadGainFactor();
 489
 490   AliSimDigits digarr, *dummy=&digarr;
 491   fRowDig = dummy;
 492   fInput->GetBranch("Segment")->SetAddress(&dummy);
 493   Stat_t nentries = fInput->GetEntries();
 494
 495   fMaxTime=fParam->GetMaxTBin()+6; // add 3 virtual time bins before and 3   after
 496
 497   Int_t nclusters  = 0;
 498
 499   for (Int_t n=0; n<nentries; n++) {
 500     fInput->GetEvent(n);
 501     if (!fParam->AdjustSectorRow(digarr.GetID(),fSector,fRow)) {
 502       cerr<<"AliTPC warning: invalid segment ID ! "<<digarr.GetID()<<endl;
 503       continue;
 504     }
 505     Int_t row = fRow;
 506     AliTPCCalROC * gainROC = gainTPC->GetCalROC(fSector);  // pad gains per given sector
 507
 508     //
 509     AliTPCClustersRow *clrow= new AliTPCClustersRow();
 510     fRowCl = clrow;
 511     clrow->SetClass("AliTPCclusterMI");
 512     clrow->SetArray(1);
 513
 514     clrow->SetID(digarr.GetID());
 515     fOutput->GetBranch("Segment")->SetAddress(&clrow);
 516     fRx=fParam->GetPadRowRadii(fSector,row);
 517
 518
 519     const Int_t kNIS=fParam->GetNInnerSector(), kNOS=fParam->GetNOuterSector();
 520     fZWidth = fParam->GetZWidth();
 521     if (fSector < kNIS) {
 522       fMaxPad = fParam->GetNPadsLow(row);
 523       fSign = (fSector < kNIS/2) ? 1 : -1;
 524       fPadLength = fParam->GetPadPitchLength(fSector,row);
 525       fPadWidth = fParam->GetPadPitchWidth();
 526     } else {
 527       fMaxPad = fParam->GetNPadsUp(row);
 528       fSign = ((fSector-kNIS) < kNOS/2) ? 1 : -1;
 529       fPadLength = fParam->GetPadPitchLength(fSector,row);
 530       fPadWidth  = fParam->GetPadPitchWidth();
 531     }
 532
 533
 534     fMaxBin=fMaxTime*(fMaxPad+6);  // add 3 virtual pads  before and 3 after
 535     fBins    =new Float_t[fMaxBin];
 536     fResBins =new Float_t[fMaxBin];  //fBins with residuals after 1 finder loop
 537     memset(fBins,0,sizeof(Float_t)*fMaxBin);
 538     memset(fResBins,0,sizeof(Float_t)*fMaxBin);
 539
 540     if (digarr.First()) //MI change
 541       do {
 542         Float_t dig=digarr.CurrentDigit();
 543         if (dig<=fParam->GetZeroSup()) continue;
 544         Int_t j=digarr.CurrentRow()+3, i=digarr.CurrentColumn()+3;
 545         Float_t gain = gainROC->GetValue(row,digarr.CurrentColumn());
 546         fBins[i*fMaxTime+j]=dig/gain;
 547       } while (digarr.Next());
 548     digarr.ExpandTrackBuffer();
 549
 550     FindClusters();
 551
 552     fOutput->Fill();
 553     delete clrow;
 554     nclusters+=fNcluster;
 555     delete[] fBins;
 556     delete[] fResBins;
 557   }
 558
 559   Info("Digits2Clusters", "Number of found clusters : %d", nclusters);
 560 }
 561
 562 void AliTPCclustererMI::Digits2Clusters(AliRawReader* rawReader)
 563 {
 564 //-----------------------------------------------------------------
 565 // This is a cluster finder for the TPC raw data.
 566 // The method assumes NO ordering of the altro channels.
 567 // The pedestal subtraction can be switched on and off
 568 // using an option of the TPC reconstructor
 569 //-----------------------------------------------------------------
 570
 571   if (!fOutput) {
 572     Error("Digits2Clusters", "output tree not initialised");
 573     return;
 574   }
 575
 576   fRowDig = NULL;
 577
 578   AliTPCCalPad * gainTPC = AliTPCcalibDB::Instance()->GetPadGainFactor();
 579
 580   Int_t nclusters  = 0;
 581
 582   fMaxTime = fParam->GetMaxTBin() + 6; // add 3 virtual time bins before and 3 after
 583   const Int_t kNIS = fParam->GetNInnerSector();
 584   const Int_t kNOS = fParam->GetNOuterSector();
 585   const Int_t kNS = kNIS + kNOS;
 586   fZWidth = fParam->GetZWidth();
 587   Int_t zeroSup = fParam->GetZeroSup();
 588
 589   Float_t** allBins = NULL;
 590   Float_t** allBinsRes = NULL;
 591
 592   // Loop over sectors
 593   for(fSector = 0; fSector < kNS; fSector++) {
 594
 595     AliTPCCalROC * gainROC = gainTPC->GetCalROC(fSector);  // pad gains per given sector
 596
 597     Int_t nRows = 0;
 598     Int_t nDDLs = 0, indexDDL = 0;
 599     if (fSector < kNIS) {
 600       nRows = fParam->GetNRowLow();
 601       fSign = (fSector < kNIS/2) ? 1 : -1;
 602       nDDLs = 2;
 603       indexDDL = fSector * 2;
 604     }
 605     else {
 606       nRows = fParam->GetNRowUp();
 607       fSign = ((fSector-kNIS) < kNOS/2) ? 1 : -1;
 608       nDDLs = 4;
 609       indexDDL = (fSector-kNIS) * 4 + kNIS * 2;
 610     }
 611
 612     allBins = new Float_t*[nRows];
 613     allBinsRes = new Float_t*[nRows];
 614
 615     for (Int_t iRow = 0; iRow < nRows; iRow++) {
 616       Int_t maxPad;
 617       if (fSector < kNIS)
 618         maxPad = fParam->GetNPadsLow(iRow);
 619       else
 620         maxPad = fParam->GetNPadsUp(iRow);
 621
 622       Int_t maxBin = fMaxTime*(maxPad+6);  // add 3 virtual pads  before and 3 after
 623       allBins[iRow] = new Float_t[maxBin];
 624       allBinsRes[iRow] = new Float_t[maxBin];
 625       memset(allBins[iRow],0,sizeof(Float_t)*maxBin);
 626       memset(allBinsRes[iRow],0,sizeof(Float_t)*maxBin);
 627     }
 628
 629     // Loas the raw data for corresponding DDLs
 630     rawReader->Reset();
 631     AliTPCRawStream input(rawReader);
 632     input.SetOldRCUFormat(fIsOldRCUFormat);
 633     rawReader->Select(0,indexDDL,indexDDL+nDDLs-1);
 634
 635     // Begin loop over altro data
 636     while (input.Next()) {
 637
 638       if (input.GetSector() != fSector)
 639         AliFatal(Form("Sector index mismatch ! Expected (%d), but got (%d) !",fSector,input.GetSector()));
 640
 641       if (input.GetTime() < 40) continue;
 642
 643       Int_t iRow = input.GetRow();
 644       if (iRow < 0 || iRow >= nRows)
 645         AliFatal(Form("Pad-row index (%d) outside the range (%d -> %d) !",
 646                       iRow, 0, nRows -1));
 647
 648       Int_t iPad = input.GetPad() + 3;
 649
 650       Int_t maxPad;
 651       if (fSector < kNIS)
 652         maxPad = fParam->GetNPadsLow(iRow);
 653       else
 654         maxPad = fParam->GetNPadsUp(iRow);
 655
 656       if (input.GetPad() < 0 || input.GetPad() >= maxPad)
 657         AliFatal(Form("Pad index (%d) outside the range (%d -> %d) !",
 658                       input.GetPad(), 0, maxPad -1));
 659
 660       Int_t iTimeBin = input.GetTime() + 3;
 661       if ( input.GetTime() < 0 || input.GetTime() >= fParam->GetMaxTBin())
 662         AliFatal(Form("Timebin index (%d) outside the range (%d -> %d) !",
 663                       input.GetTime(), 0, fParam->GetMaxTBin() -1));
 664
 665       Int_t maxBin = fMaxTime*(maxPad+6);  // add 3 virtual pads  before and 3 after
 666
 667       if (((iPad*fMaxTime+iTimeBin) >= maxBin) ||
 668           ((iPad*fMaxTime+iTimeBin) < 0))
 669         AliFatal(Form("Index outside the allowed range"
 670                       " Sector=%d Row=%d Pad=%d Timebin=%d"
 671                       " (Max.index=%d)",fSector,iRow,iPad,iTimeBin,maxBin));
 672
 673       Float_t signal = input.GetSignal();
 674       if (!fPedSubtraction && signal <= zeroSup) continue;
 675
 676       Float_t gain = gainROC->GetValue(iRow,input.GetPad());
 677       allBins[iRow][iPad*fMaxTime+iTimeBin] = signal/gain;
 678       allBins[iRow][iPad*fMaxTime+0] = 1;  // pad with signal
 679     } // End of the loop over altro data
 680
 681     // Now loop over rows and perform pedestal subtraction
 682     if (fPedSubtraction) {
 683       for (Int_t iRow = 0; iRow < nRows; iRow++) {
 684         Int_t maxPad;
 685         if (fSector < kNIS)
 686           maxPad = fParam->GetNPadsLow(iRow);
 687         else
 688           maxPad = fParam->GetNPadsUp(iRow);
 689
 690         for (Int_t iPad = 0; iPad < maxPad + 6; iPad++) {
 691           if (allBins[iRow][iPad*fMaxTime+0] !=1) continue;  // no data
 692           Float_t *p = &allBins[iRow][iPad*fMaxTime+3];
 693           //Float_t pedestal = TMath::Median(fMaxTime, p);
 694           Int_t id[3] = {fSector, iRow, iPad-3};
 695           Float_t pedestal = ProcesSignal(p, fMaxTime, id);
 696           for (Int_t iTimeBin = 0; iTimeBin < fMaxTime; iTimeBin++) {
 697             allBins[iRow][iPad*fMaxTime+iTimeBin] -= pedestal;
 698             if (allBins[iRow][iPad*fMaxTime+iTimeBin] < zeroSup)
 699               allBins[iRow][iPad*fMaxTime+iTimeBin] = 0;
 700           }
 701         }
 702       }
 703     }
 704
 705     // Now loop over rows and find clusters
 706     for (fRow = 0; fRow < nRows; fRow++) {
 707       fRowCl = new AliTPCClustersRow;
 708       fRowCl->SetClass("AliTPCclusterMI");
 709       fRowCl->SetArray(1);
 710       fRowCl->SetID(fParam->GetIndex(fSector, fRow));
 711       fOutput->GetBranch("Segment")->SetAddress(&fRowCl);
 712
 713       fRx = fParam->GetPadRowRadii(fSector, fRow);
 714       fPadLength = fParam->GetPadPitchLength(fSector, fRow);
 715       fPadWidth  = fParam->GetPadPitchWidth();
 716       if (fSector < kNIS)
 717         fMaxPad = fParam->GetNPadsLow(fRow);
 718       else
 719         fMaxPad = fParam->GetNPadsUp(fRow);
 720       fMaxBin = fMaxTime*(fMaxPad+6);  // add 3 virtual pads  before and 3 after
 721
 722       fBins = allBins[fRow];
 723       fResBins = allBinsRes[fRow];
 724
 725       FindClusters();
 726
 727       fOutput->Fill();
 728       delete fRowCl;
 729       nclusters += fNcluster;
 730     } // End of loop to find clusters
 731
 732
 733     for (Int_t iRow = 0; iRow < nRows; iRow++) {
 734       delete [] allBins[iRow];
 735       delete [] allBinsRes[iRow];
 736     }
 737
 738     delete [] allBins;
 739     delete [] allBinsRes;
 740
 741   } // End of loop over sectors
 742
 743   Info("Digits2Clusters", "Number of found clusters : %d\n", nclusters);
 744
 745 }
 746
 747 void AliTPCclustererMI::FindClusters()
 748 {
 749   //add virtual charge at the edge
 750   for (Int_t i=0; i<fMaxTime; i++){
 751     Float_t amp1 = fBins[i+3*fMaxTime];
 752     Float_t amp0 =0;
 753     if (amp1>0){
 754       Float_t amp2 = fBins[i+4*fMaxTime];
 755       if (amp2==0) amp2=0.5;
 756       Float_t sigma2 = GetSigmaY2(i);
 757       amp0 = (amp1*amp1/amp2)*TMath::Exp(-1./sigma2);
 758       if (gDebug>4) printf("\n%f\n",amp0);
 759     }
 760     fBins[i+2*fMaxTime] = amp0;
 761     amp0 = 0;
 762     amp1 = fBins[(fMaxPad+2)*fMaxTime+i];
 763     if (amp1>0){
 764       Float_t amp2 = fBins[i+(fMaxPad+1)*fMaxTime];
 765       if (amp2==0) amp2=0.5;
 766       Float_t sigma2 = GetSigmaY2(i);
 767       amp0 = (amp1*amp1/amp2)*TMath::Exp(-1./sigma2);
 768       if (gDebug>4) printf("\n%f\n",amp0);
 769     }
 770     fBins[(fMaxPad+3)*fMaxTime+i] = amp0;
 771   }
 772
 773 //  memcpy(fResBins,fBins, fMaxBin*2);
 774   memcpy(fResBins,fBins, fMaxBin);
 775   //
 776   fNcluster=0;
 777   //first loop - for "gold cluster"
 778   fLoop=1;
 779   Float_t *b=&fBins[-1]+2*fMaxTime;
 780   Int_t crtime = Int_t((fParam->GetZLength()-AliTPCReconstructor::GetCtgRange()*fRx)/fZWidth-fParam->GetNTBinsL1()-5);
 781
 782   for (Int_t i=2*fMaxTime; i<fMaxBin-2*fMaxTime; i++) {
 783     b++;
 784     if (*b<8) continue;   //threshold form maxima
 785     if (i%fMaxTime<crtime) {
 786       Int_t delta = -(i%fMaxTime)+crtime;
 787       b+=delta;
 788       i+=delta;
 789       continue;
 790     }
 791
 792     if (!IsMaximum(*b,fMaxTime,b)) continue;
 793     AliTPCclusterMI c;
 794     Int_t dummy=0;
 795     MakeCluster(i, fMaxTime, fBins, dummy,c);
 796     //}
 797   }
 798   //memcpy(fBins,fResBins, fMaxBin*2);
 799   //second  loop - for rest cluster
 800   /*
 801   fLoop=2;
 802   b=&fResBins[-1]+2*fMaxTime;
 803   for (Int_t i=2*fMaxTime; i<fMaxBin-2*fMaxTime; i++) {
 804     b++;
 805     if (*b<25) continue;   // bigger threshold for maxima
 806     if (!IsMaximum(*b,fMaxTime,b)) continue;
 807     AliTPCclusterMI c;
 808     Int_t dummy;
 809     MakeCluster(i, fMaxTime, fResBins, dummy,c);
 810     //}
 811   }
 812   */
 813 }
 814
 815
 816 Double_t AliTPCclustererMI::ProcesSignal(Float_t *signal, Int_t nchannels, Int_t id[3]){
 817   //
 818   // process signal on given pad - + streaming of additional information in special mode
 819   //
 820   // id[0] - sector
 821   // id[1] - row
 822   // id[2] - pad
 823   Int_t offset =100;
 824   Float_t kMin =50;
 825   Float_t kMaxNoise = 3;
 826   Double_t median = TMath::Median(nchannels-offset, &(signal[offset]));
 827   if (AliLog::GetDebugLevel("","AliTPCclustererMI")==0) return median;
 828   //
 829
 830   Double_t mean   = TMath::Mean(nchannels-offset, &(signal[offset]));
 831   Double_t rms    = TMath::RMS(nchannels-offset, &(signal[offset]));
 832   Double_t *dsignal = new Double_t[nchannels];
 833   Double_t *dtime   = new Double_t[nchannels];
 834   Float_t max    =  0;
 835   Float_t maxPos =  0;
 836   for (Int_t i=0; i<nchannels; i++){
 837     dtime[i] = i;
 838     dsignal[i] = signal[i];
 839     if (signal[i]>max && i <fMaxTime-100) {  // temporary remove spike signals at the end
 840       max = signal[i];
 841       maxPos = i;
 842     }
 843   }
 844
 845   Double_t mean06=0,mean07=0, mean08=0, mean09=0;
 846   Double_t rms06=0, rms07=0,  rms08, rms09=0;
 847   AliMathBase::EvaluateUni(nchannels-offset, &(dsignal[offset]), mean06, rms06, int(0.6*(nchannels-offset)));
 848   AliMathBase::EvaluateUni(nchannels-offset, &(dsignal[offset]), mean07, rms07, int(0.7*(nchannels-offset)));
 849   AliMathBase::EvaluateUni(nchannels-offset, &(dsignal[offset]), mean08, rms08, int(0.8*(nchannels-offset)));
 850   AliMathBase::EvaluateUni(nchannels-offset, &(dsignal[offset]), mean09, rms09, int(0.9*(nchannels-offset)));
 851
 852   //
 853   UInt_t uid[3] = {UInt_t(id[0]),UInt_t(id[1]),UInt_t(id[2])};
 854   if (uid[0]< AliTPCROC::Instance()->GetNSectors()
 855       && uid[1]<  AliTPCROC::Instance()->GetNRows(uid[0])  &&
 856       uid[2] < AliTPCROC::Instance()->GetNPads(uid[0], uid[1])){
 857     if (!fAmplitudeHisto){
 858       fAmplitudeHisto = new TObjArray(72);
 859     }
 860     TObjArray  * sectorArray = (TObjArray*)fAmplitudeHisto->UncheckedAt(uid[0]);
 861     if (!sectorArray){
 862       Int_t npads = AliTPCROC::Instance()->GetNChannels(uid[0]);
 863       sectorArray = new TObjArray(npads);
 864       fAmplitudeHisto->AddAt(sectorArray, uid[0]);
 865     }
 866     Int_t position =  uid[2]+ AliTPCROC::Instance()->GetRowIndexes(uid[0])[uid[1]];
 867     TH1F * histo = (TH1F*)sectorArray->UncheckedAt(position);
 868     if (!histo){
 869       char hname[100];
 870       sprintf(hname,"Amp_%d_%d_%d",uid[0],uid[1],uid[2]);
 871       TFile * backup = gFile;
 872       fDebugStreamer->GetFile()->cd();
 873       histo = new TH1F(hname, hname, 100, 1,100);
 874       //histo->SetDirectory(0);     // histogram not connected to directory -(File)
 875       sectorArray->AddAt(histo, position);
 876       if (backup) backup->cd();
 877     }
 878     for (Int_t i=0; i<nchannels; i++){
 879       if (signal[i]>0) histo->Fill(signal[i]);
 880     }
 881   }
 882   //
 883   TGraph * graph;
 884   Bool_t random = (gRandom->Rndm()<0.0001);
 885   if (max-median>kMin || rms06>2.*fParam->GetZeroSup() || random){
 886     graph =new TGraph(nchannels, dtime, dsignal);
 887     if (rms06>2.*fParam->GetZeroSup() || random)
 888       (*fDebugStreamer)<<"SignalN"<<    //noise pads - or random sample of pads
 889         "Sector="<<uid[0]<<
 890         "Row="<<uid[1]<<
 891         "Pad="<<uid[2]<<
 892         "Graph.="<<graph<<
 893         "Max="<<max<<
 894         "MaxPos="<<maxPos<<
 895         //
 896         "Median="<<median<<
 897         "Mean="<<mean<<
 898         "RMS="<<rms<<
 899         "Mean06="<<mean06<<
 900         "RMS06="<<rms06<<
 901         "Mean07="<<mean07<<
 902         "RMS07="<<rms07<<
 903         "Mean08="<<mean08<<
 904         "RMS08="<<rms08<<
 905         "Mean09="<<mean09<<
 906         "RMS09="<<rms09<<
 907         "\n";
 908     if (max-median>kMin)
 909       (*fDebugStreamer)<<"SignalB"<<     // pads with signal
 910         "Sector="<<uid[0]<<
 911         "Row="<<uid[1]<<
 912         "Pad="<<uid[2]<<
 913         "Graph.="<<graph<<
 914         "Max="<<max<<
 915         "MaxPos="<<maxPos<<
 916         //
 917         "Median="<<median<<
 918         "Mean="<<mean<<
 919         "RMS="<<rms<<
 920         "Mean06="<<mean06<<
 921         "RMS06="<<rms06<<
 922         "Mean07="<<mean07<<
 923         "RMS07="<<rms07<<
 924         "Mean08="<<mean08<<
 925         "RMS08="<<rms08<<
 926         "Mean09="<<mean09<<
 927         "RMS09="<<rms09<<
 928         "\n";
 929     delete graph;
 930   }
 931
 932   (*fDebugStreamer)<<"Signal"<<
 933     "Sector="<<uid[0]<<
 934     "Row="<<uid[1]<<
 935     "Pad="<<uid[2]<<
 936     "Max="<<max<<
 937     "MaxPos="<<maxPos<<
 938     //
 939     "Median="<<median<<
 940     "Mean="<<mean<<
 941     "RMS="<<rms<<
 942     "Mean06="<<mean06<<
 943     "RMS06="<<rms06<<
 944     "Mean07="<<mean07<<
 945     "RMS07="<<rms07<<
 946     "Mean08="<<mean08<<
 947     "RMS08="<<rms08<<
 948     "Mean09="<<mean09<<
 949     "RMS09="<<rms09<<
 950     "\n";
 951   delete [] dsignal;
 952   delete [] dtime;
 953   if (rms06>kMaxNoise) return 1024+median; // sign noisy channel in debug mode
 954   return median;
 955 }
 956
 957
 958
 959 void AliTPCclustererMI::DumpHistos(){
 960   if (!fAmplitudeHisto) return;
 961   for (UInt_t isector=0; isector<AliTPCROC::Instance()->GetNSectors(); isector++){
 962     TObjArray * array = (TObjArray*)fAmplitudeHisto->UncheckedAt(isector);
 963     if (!array) continue;
 964     for (UInt_t ipad = 0; ipad <(UInt_t)array->GetEntriesFast(); ipad++){
 965       TH1F * histo = (TH1F*) array->UncheckedAt(ipad);
 966       if (!histo) continue;
 967       if (histo->GetEntries()<100) continue;
 968       histo->Fit("gaus","q");
 969       Float_t mean =  histo->GetMean();
 970       Float_t rms  =  histo->GetRMS();
 971       Float_t gmean = histo->GetFunction("gaus")->GetParameter(1);
 972       Float_t gsigma = histo->GetFunction("gaus")->GetParameter(2);
 973       Float_t max = histo->GetFunction("gaus")->GetParameter(0);
 974
 975       // get pad number
 976       UInt_t row=0, pad =0;
 977       const UInt_t *indexes = AliTPCROC::Instance()->GetRowIndexes(isector);
 978       for (UInt_t irow=0; irow< AliTPCROC::Instance()->GetNRows(isector); irow++){
 979         if (indexes[irow]<ipad){
 980           row = irow;
 981           pad = ipad-indexes[irow];
 982         }
 983       }
 984       Int_t rpad = pad - (AliTPCROC::Instance()->GetNPads(isector,row))/2;
 985       //
 986       (*fDebugStreamer)<<"Fit"<<
 987         "Sector="<<isector<<
 988         "Row="<<row<<
 989         "Pad="<<pad<<
 990         "RPad="<<rpad<<
 991         "Max="<<max<<
 992         "Mean="<<mean<<
 993         "RMS="<<rms<<
 994         "GMean="<<gmean<<
 995         "GSigma="<<gsigma<<
 996         "\n";
 997       if (array->UncheckedAt(ipad)) fDebugStreamer->StoreObject(array->UncheckedAt(ipad));
 998     }
 999   }
1000 }