]> git.uio.no Git - u/mrichter/AliRoot.git/blobdiff - TPC/AliTPCCalPad.cxx
Updated flags for low flux case (A. Dainese)
[u/mrichter/AliRoot.git] / TPC / AliTPCCalPad.cxx
index c9a0a95f62bdf60292ebd4fd5006f6eea1a36bfc..ddba3f1da5c2b2729171adb80c9805f08f295625 100644 (file)
 
 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 //                                                                           //
-//  TPC calibration class for parameters which saved per pad                 //
+//  TPC calibration class for parameters which are saved per pad             //
+//  Each AliTPCCalPad consists of 72 AliTPCCalROC-objects                    //
 //                                                                           //
 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 
 #include "AliTPCCalPad.h"
 #include "AliTPCCalROC.h"
-//#include "AliTPCCalDet.h"
+#include <TObjArray.h>
+#include <TAxis.h>
+#include <TGraph.h>
+#include <TGraph2D.h>
+#include <TH2F.h>
+#include "TTreeStream.h"
+#include "TFile.h"
+#include "TKey.h"
+#include <iostream>
 
 ClassImp(AliTPCCalPad)
 
@@ -60,10 +69,27 @@ AliTPCCalPad::AliTPCCalPad(const AliTPCCalPad &c):TNamed(c)
   // AliTPCCalPad copy constructor
   //
 
-  ((AliTPCCalPad &) c).Copy(*this);
+  for (Int_t isec = 0; isec < kNsec; isec++) {
+         fROC[isec] = 0;
+     if (c.fROC[isec])
+       fROC[isec] = new AliTPCCalROC(*(c.fROC[isec]));
+  }
+}
+
+//_____________________________________________________________________________
+AliTPCCalPad::AliTPCCalPad(TObjArray * array):TNamed()
+{
+  //
+  // AliTPCCalPad default constructor
+  //
+
+  for (Int_t isec = 0; isec < kNsec; isec++) {
+    fROC[isec] = (AliTPCCalROC *)array->At(isec);
+  }
 
 }
 
+
 ///_____________________________________________________________________________
 AliTPCCalPad::~AliTPCCalPad()
 {
@@ -106,3 +132,519 @@ void AliTPCCalPad::Copy(TObject &c) const
   }
   TObject::Copy(c);
 }
+
+
+void AliTPCCalPad::SetCalROC(AliTPCCalROC* roc, Int_t sector){
+   //
+   // Set AliTPCCalROC copies values from 'roc'
+   // if sector == -1 the sector specified in 'roc' is used
+   // else sector specified in 'roc' is ignored and specified sector is filled
+   //
+   if (sector == -1) sector = roc->GetSector();
+   if (!fROC[sector]) fROC[sector] = new AliTPCCalROC(sector);
+   for (UInt_t ichannel = 0; ichannel < roc->GetNchannels(); ichannel++) 
+      fROC[sector]->SetValue(ichannel, roc->GetValue(ichannel));
+}
+
+
+
+//_____________________________________________________________________________
+void AliTPCCalPad::Add(Float_t c1)
+{
+    //
+    // add constant c1 to all channels of all ROCs
+    //
+
+    for (Int_t isec = 0; isec < kNsec; isec++) {
+       if (fROC[isec]){
+           fROC[isec]->Add(c1);
+       }
+    }
+}
+
+//_____________________________________________________________________________
+void AliTPCCalPad::Multiply(Float_t c1)
+{
+  //
+  // multiply each channel of all ROCs with c1
+  //    
+    for (Int_t isec = 0; isec < kNsec; isec++) {
+       if (fROC[isec]){
+           fROC[isec]->Multiply(c1);
+       }
+    }
+}
+
+//_____________________________________________________________________________
+void AliTPCCalPad::Add(const AliTPCCalPad * pad, Double_t c1)
+{
+  //
+  // multiply AliTPCCalPad 'pad' by c1 and add each channel to the coresponing channel in all ROCs
+  //  - pad by pad -
+  //
+    for (Int_t isec = 0; isec < kNsec; isec++) {
+       if (fROC[isec] && pad->GetCalROC(isec)){
+           fROC[isec]->Add(pad->GetCalROC(isec),c1);
+       }
+    }
+}
+
+//_____________________________________________________________________________
+void AliTPCCalPad::Multiply(const AliTPCCalPad * pad)
+{
+  //
+  // multiply each channel of all ROCs with the coresponding channel of 'pad'
+  //     - pad by pad -
+  //
+   for (Int_t isec = 0; isec < kNsec; isec++) {
+       if (fROC[isec]){
+           fROC[isec]->Multiply(pad->GetCalROC(isec));
+       }
+    }
+}
+
+//_____________________________________________________________________________
+void AliTPCCalPad::Divide(const AliTPCCalPad * pad)
+{
+  //
+  // divide each channel of all ROCs by the coresponding channel of 'pad'
+  //     - pad by pad -
+  //    
+    for (Int_t isec = 0; isec < kNsec; isec++) {
+       if (fROC[isec]){
+           fROC[isec]->Divide(pad->GetCalROC(isec));
+       }
+    }
+}
+
+//_____________________________________________________________________________
+TGraph  *  AliTPCCalPad::MakeGraph(Int_t type, Float_t ratio){
+  //
+  //   type=1 - mean
+  //        2 - median
+  //        3 - LTM
+  //
+  Int_t npoints = 0;
+  for (Int_t i=0;i<72;i++) if (fROC[i]) npoints++;
+  TGraph * graph = new TGraph(npoints);
+  npoints=0;   
+  for (Int_t isec=0;isec<72;isec++){
+    if (!fROC[isec]) continue;
+    if (type==0)  graph->SetPoint(npoints,isec,fROC[isec]->GetMean());      
+    if (type==1)  graph->SetPoint(npoints,isec,fROC[isec]->GetMedian());
+    if (type==2)  graph->SetPoint(npoints,isec,fROC[isec]->GetLTM(0,ratio));    
+    npoints++;
+  }
+
+  graph->GetXaxis()->SetTitle("Sector"); 
+  if (type==0) {
+    graph->GetYaxis()->SetTitle("Mean");   
+    graph->SetMarkerStyle(22);    
+  }
+  if (type==1) {
+    graph->GetYaxis()->SetTitle("Median");   
+    graph->SetMarkerStyle(22);    
+  }
+  if (type==2) {
+      graph->GetYaxis()->SetTitle(Form("Mean%f",ratio));      
+      graph->SetMarkerStyle(24);
+  }
+
+  return graph;
+}
+
+//_____________________________________________________________________________
+Double_t AliTPCCalPad::GetMeanRMS(Double_t &rms)
+{
+    //
+    // Calculates mean and RMS of all ROCs
+    //
+    Double_t sum = 0, sum2 = 0, n=0, val=0;
+    for (Int_t isec = 0; isec < kNsec; isec++) {
+        AliTPCCalROC *calRoc = fROC[isec];
+       if ( calRoc ){
+           for (UInt_t irow=0; irow<calRoc->GetNrows(); irow++){
+               for (UInt_t ipad=0; ipad<calRoc->GetNPads(irow); ipad++){
+                   val = calRoc->GetValue(irow,ipad);
+                   sum+=val;
+                   sum2+=val*val;
+                    n++;
+               }
+           }
+
+       }
+    }
+    Double_t n1 = 1./n;
+    Double_t mean = sum*n1;
+    rms  = TMath::Sqrt(TMath::Abs(sum2*n1-mean*mean));
+    return mean;
+}
+
+
+//_____________________________________________________________________________
+Double_t AliTPCCalPad::GetMean(AliTPCCalPad* outlierPad)
+{
+    //
+    // return mean of the mean of all ROCs
+    //
+    Double_t arr[kNsec];
+    Int_t n=0;
+    for (Int_t isec = 0; isec < kNsec; isec++) {
+       AliTPCCalROC *calRoc = fROC[isec];
+       if ( calRoc ){
+          AliTPCCalROC* outlierROC = 0;
+          if (outlierPad) outlierROC = outlierPad->GetCalROC(isec);
+              arr[n] = calRoc->GetMean(outlierROC);
+          n++;
+       }
+    }
+    return TMath::Mean(n,arr);
+}
+
+//_____________________________________________________________________________
+Double_t AliTPCCalPad::GetRMS(AliTPCCalPad* outlierPad)
+{
+    //
+    // return mean of the RMS of all ROCs
+    //
+    Double_t arr[kNsec];
+    Int_t n=0;
+    for (Int_t isec = 0; isec < kNsec; isec++) {
+       AliTPCCalROC *calRoc = fROC[isec];
+       if ( calRoc ){
+          AliTPCCalROC* outlierROC = 0;
+          if (outlierPad) outlierROC = outlierPad->GetCalROC(isec);
+          arr[n] = calRoc->GetRMS(outlierROC);
+          n++;
+       }
+    }
+    return TMath::Mean(n,arr);
+}
+
+//_____________________________________________________________________________
+Double_t AliTPCCalPad::GetMedian(AliTPCCalPad* outlierPad)
+{
+    //
+    // return mean of the median of all ROCs
+    //
+    Double_t arr[kNsec];
+    Int_t n=0;
+    for (Int_t isec = 0; isec < kNsec; isec++) {
+       AliTPCCalROC *calRoc = fROC[isec];
+       if ( calRoc ){
+          AliTPCCalROC* outlierROC = 0;
+          if (outlierPad) outlierROC = outlierPad->GetCalROC(isec);
+          arr[n] = calRoc->GetMedian(outlierROC);
+          n++;
+       }
+    }
+    return TMath::Mean(n,arr);
+}
+
+//_____________________________________________________________________________
+Double_t AliTPCCalPad::GetLTM(Double_t *sigma, Double_t fraction, AliTPCCalPad* outlierPad)
+{
+    //
+    // return mean of the LTM and sigma of all ROCs
+    //
+    Double_t arrm[kNsec];
+    Double_t arrs[kNsec];
+    Double_t *sTemp=0x0;
+    Int_t n=0;
+
+    for (Int_t isec = 0; isec < kNsec; isec++) {
+        AliTPCCalROC *calRoc = fROC[isec];
+       if ( calRoc ){
+           if ( sigma ) sTemp=arrs+n;
+       AliTPCCalROC* outlierROC = 0;
+       if (outlierPad) outlierROC = outlierPad->GetCalROC(isec);
+           arrm[n] = calRoc->GetLTM(sTemp,fraction, outlierROC);
+            n++;
+       }
+    }
+    if ( sigma ) *sigma = TMath::Mean(n,arrs);
+    return TMath::Mean(n,arrm);
+}
+
+//_____________________________________________________________________________
+TH1F * AliTPCCalPad::MakeHisto1D(Float_t min, Float_t max,Int_t type){
+  //
+  // make 1D histo
+  // type -1 = user defined range
+  //       0 = nsigma cut nsigma=min
+  //
+  if (type>=0){
+    if (type==0){
+      // nsigma range
+      Float_t mean  = GetMean();
+      Float_t sigma = GetRMS();
+      Float_t nsigma = TMath::Abs(min);
+      min = mean-nsigma*sigma;
+      max = mean+nsigma*sigma;
+    }
+    if (type==1){
+      // fixed range
+      Float_t mean   = GetMedian();
+      Float_t  delta = min;
+      min = mean-delta;
+      max = mean+delta;
+    }
+    if (type==2){
+      //
+      // LTM mean +- nsigma
+      //
+      Double_t sigma;
+      Float_t mean  = GetLTM(&sigma,max);
+      sigma*=min;
+      min = mean-sigma;
+      max = mean+sigma;
+    }
+  }
+  char  name[1000];
+  sprintf(name,"%s Pad 1D",GetTitle());
+  TH1F * his = new TH1F(name,name,100, min,max);
+    for (Int_t isec = 0; isec < kNsec; isec++) {
+       if (fROC[isec]){
+           for (UInt_t irow=0; irow<fROC[isec]->GetNrows(); irow++){
+               UInt_t npads = (Int_t)fROC[isec]->GetNPads(irow);
+               for (UInt_t ipad=0; ipad<npads; ipad++){
+                   his->Fill(fROC[isec]->GetValue(irow,ipad));
+               }
+           }
+       }
+    }
+  return his;
+}
+
+//_____________________________________________________________________________
+TH2F *AliTPCCalPad::MakeHisto2D(Int_t side){
+  //
+  // Make 2D graph
+  // side  -  specify the side A = 0 C = 1
+  // type  -  used types of determination of boundaries in z
+  //
+  Float_t kEpsilon = 0.000000000001;
+  TH2F * his = new TH2F(GetName(), GetName(), 250,-250,250,250,-250,250);
+  AliTPCROC * roc  = AliTPCROC::Instance(); 
+  for (Int_t isec=0; isec<72; isec++){
+    if (side==0 && isec%36>=18) continue;
+    if (side>0 && isec%36<18) continue;
+    if (fROC[isec]){
+      AliTPCCalROC * calRoc = fROC[isec];
+      for (UInt_t irow=0; irow<calRoc->GetNrows(); irow++)
+       for (UInt_t ipad=0; ipad<calRoc->GetNPads(irow); ipad++)
+         if (TMath::Abs(calRoc->GetValue(irow,ipad))>kEpsilon){
+           Float_t xyz[3];
+           roc->GetPositionGlobal(isec,irow,ipad,xyz);
+           Int_t binx = 1+TMath::Nint((xyz[0]+250.)*0.5);
+           Int_t biny = 1+TMath::Nint((xyz[1]+250.)*0.5);
+           Float_t value = calRoc->GetValue(irow,ipad);            
+           his->SetBinContent(binx,biny,value);
+         }
+    }
+  }
+  his->SetXTitle("x (cm)");
+  his->SetYTitle("y (cm)");
+  return his;
+}
+
+
+AliTPCCalPad* AliTPCCalPad::LocalFit(const char* padName, Int_t rowRadius, Int_t padRadius, AliTPCCalPad* PadOutliers, Bool_t robust, Double_t chi2Threshold, Double_t robustFraction, Bool_t printCurrentSector) const {
+   //
+   // Loops over all AliTPCCalROCs and performs a localFit in each ROC
+   // AliTPCCalPad with fit-data is returned
+   // rowRadius and padRadius specifies a window around a given pad in one sector. 
+   // The data of this window are fitted with a parabolic function. 
+   // This function is evaluated at the pad's position.
+   // At the edges the window is shifted, so that the specified pad is not anymore in the center of the window. 
+   // rowRadius  -  radius - rows to be used for smoothing
+   // padradius  -  radius - pads to be used for smoothing
+   // ROCoutlier -  map of outliers - pads not to be used for local smoothing
+   // robust     -  robust method of fitting  - (much slower)
+   // chi2Threshold: Threshold for chi2 when EvalRobust is called
+   // robustFraction: Fraction of data that will be used in EvalRobust
+   //
+   //
+   AliTPCCalPad* pad = new AliTPCCalPad(padName, padName);
+   for (Int_t isec = 0; isec < 72; isec++){
+      if (printCurrentSector) std::cout << "LocalFit in sector " << isec << "\r" << std::flush;
+      if (PadOutliers)
+         pad->SetCalROC(GetCalROC(isec)->LocalFit(rowRadius, padRadius, PadOutliers->GetCalROC(isec), robust, chi2Threshold, robustFraction));
+      else 
+         pad->SetCalROC(GetCalROC(isec)->LocalFit(rowRadius, padRadius, 0, robust, chi2Threshold, robustFraction));
+   }
+   return pad;
+}
+
+
+AliTPCCalPad* AliTPCCalPad::GlobalFit(const char* padName, AliTPCCalPad* PadOutliers, Bool_t robust, Int_t fitType, Double_t chi2Threshold, Double_t robustFraction, Double_t err, TObjArray *fitParArr, TObjArray *fitCovArr){
+   //
+   // Loops over all AliTPCCalROCs and performs a globalFit in each ROC
+   // AliTPCCalPad with fit-data is returned
+   // chi2Threshold: Threshold for chi2 when EvalRobust is called
+   // robustFraction: Fraction of data that will be used in EvalRobust
+   // chi2Threshold: Threshold for chi2 when EvalRobust is called
+   // robustFraction: Fraction of data that will be used in EvalRobust
+   // err: error of the data points
+   // if fitParArr and/or fitCovArr is given, write fitParameters and/or covariance Matrices into the array
+   //
+   AliTPCCalPad* pad = new AliTPCCalPad(padName, padName);
+   TVectorD fitParam(0);
+   TMatrixD covMatrix(0,0);
+   Float_t chi2 = 0;
+   for (Int_t isec = 0; isec < 72; isec++){
+      if (PadOutliers)
+         GetCalROC(isec)->GlobalFit(PadOutliers->GetCalROC(isec), robust, fitParam, covMatrix, chi2, fitType, chi2Threshold, robustFraction, err);
+      else 
+         GetCalROC(isec)->GlobalFit(0, robust, fitParam, covMatrix, chi2, fitType, chi2Threshold, robustFraction, err);
+
+      AliTPCCalROC *roc=AliTPCCalROC::CreateGlobalFitCalROC(fitParam, isec);
+      pad->SetCalROC(roc);
+      delete roc;
+      if ( fitParArr ) fitParArr->AddAtAndExpand(new TVectorD(fitParam), isec);
+      if ( fitCovArr ) fitCovArr->AddAtAndExpand(new TMatrixD(covMatrix), isec);
+   }
+   return pad;
+}
+
+
+void AliTPCCalPad::GlobalSidesFit(const AliTPCCalPad* PadOutliers, TVectorD &fitParamSideA, TVectorD &fitParamSideC,TMatrixD &covMatrixSideA, TMatrixD &covMatrixSideC, Float_t & chi2SideA, Float_t & chi2SideC, Int_t fitType, Bool_t robust, Double_t chi2Threshold, Double_t robustFraction){
+  //
+  // Makes a  GlobalFit over each side and return fit-parameters, covariance and chi2 for each side
+  // fitType == 0: fit plane function
+  // fitType == 1: fit parabolic function
+  // PadOutliers - pads with value !=0 are not used in fitting procedure
+  // chi2Threshold: Threshold for chi2 when EvalRobust is called
+  // robustFraction: Fraction of data that will be used in EvalRobust
+  //
+  TLinearFitter* fitterGA = 0;
+  TLinearFitter* fitterGC = 0;
+  
+  if (fitType  == 1) {
+    fitterGA = new TLinearFitter (6,"x0++x1++x2++x3++x4++x5");
+    fitterGC = new TLinearFitter (6,"x0++x1++x2++x3++x4++x5");
+  }
+  else {
+    fitterGA = new TLinearFitter(3,"x0++x1++x2");
+    fitterGC = new TLinearFitter(3,"x0++x1++x2");
+  }
+  fitterGA->StoreData(kTRUE);   
+  fitterGC->StoreData(kTRUE);   
+  fitterGA->ClearPoints();
+  fitterGC->ClearPoints();
+  Double_t xx[6];  
+  Int_t    npointsA=0;
+  Int_t    npointsC=0;
+  
+  Float_t localXY[3] = {0}; // pad's position, needed to get the pad's position
+  Float_t lx, ly;  // pads position
+  
+  AliTPCROC* tpcROCinstance = AliTPCROC::Instance();  // to calculate the pad's position
+  
+  // loop over all sectors and pads and read data into fitterGA and fitterGC 
+  if (fitType == 1) {  
+  // parabolic fit
+    fitParamSideA.ResizeTo(6);
+    fitParamSideC.ResizeTo(6);
+    covMatrixSideA.ResizeTo(6,6);
+    covMatrixSideC.ResizeTo(6,6);
+    for (UInt_t isec = 0; isec<72; isec++){
+      for (UInt_t irow = 0; irow < GetCalROC(isec)->GetNrows(); irow++) {
+         for (UInt_t ipad = 0; ipad < GetCalROC(isec)->GetNPads(irow); ipad++) {
+            // fill fitterG
+            tpcROCinstance->GetPositionLocal(isec, irow, ipad, localXY);   // calculate position localXY by sector, pad and row number
+            lx = localXY[0];
+            ly = localXY[1];
+            xx[0] = 1;
+            xx[1] = lx;
+            xx[2] = ly;
+            xx[3] = lx*lx;
+            xx[4] = ly*ly;
+            xx[5] = lx*ly;
+            if (!PadOutliers || PadOutliers->GetCalROC(isec)->GetValue(irow, ipad) != 1) {
+            // if given pad is no outlier, add it to TLinearFitter, decide to which of both
+//                sector  0 - 17: IROC, A
+//                sector 18 - 35: IROC, C
+//                sector 36 - 53: OROC, A
+//                sector 54 - 71: CROC, C
+               if (isec <= 17 || (isec >= 36 && isec <= 53)) { // Side A
+                  npointsA++;
+                  fitterGA->AddPoint(xx, GetCalROC(isec)->GetValue(irow, ipad), 1);  
+               }
+               else { // side C
+                  npointsC++;
+                  fitterGC->AddPoint(xx, GetCalROC(isec)->GetValue(irow, ipad), 1);  
+               }
+            }
+         }
+      }
+    }
+  }
+  else {   
+  // linear fit
+    fitParamSideA.ResizeTo(3);
+    fitParamSideC.ResizeTo(3);
+    covMatrixSideA.ResizeTo(3,3);
+    covMatrixSideC.ResizeTo(3,3);
+    
+    for (UInt_t isec = 0; isec<72; isec++){
+      for (UInt_t irow = 0; irow < GetCalROC(isec)->GetNrows(); irow++) {
+         for (UInt_t ipad = 0; ipad < GetCalROC(isec)->GetNPads(irow); ipad++) {
+            // fill fitterG
+            tpcROCinstance->GetPositionLocal(isec, irow, ipad, localXY);   // calculate position localXY by sector, pad and row number
+            lx = localXY[0];
+            ly = localXY[1];
+            xx[0] = 1;
+            xx[1] = lx;
+            xx[2] = ly;
+            if (!PadOutliers || PadOutliers->GetCalROC(isec)->GetValue(irow, ipad) != 1) {
+            // if given pad is no outlier, add it to TLinearFitter, decide to which of both
+//                sector  0 - 17: IROC, A
+//                sector 18 - 35: IROC, C
+//                sector 36 - 53: OROC, A
+//                sector 54 - 71: CROC, C
+               if (isec <= 17 || (isec >= 36 && isec <= 53)) { 
+               // Side A
+                  npointsA++;
+                  fitterGA->AddPoint(xx, GetCalROC(isec)->GetValue(irow, ipad), 1);  
+               }
+               else { 
+               // side C
+                  npointsC++;
+                  fitterGC->AddPoint(xx, GetCalROC(isec)->GetValue(irow, ipad), 1);  
+               }
+            }
+         }
+      }
+    }
+  }    
+  
+  fitterGA->Eval();
+  fitterGC->Eval();
+  fitterGA->GetParameters(fitParamSideA);
+  fitterGC->GetParameters(fitParamSideC);
+  fitterGA->GetCovarianceMatrix(covMatrixSideA);
+  fitterGC->GetCovarianceMatrix(covMatrixSideC);
+  if (fitType == 1){
+    chi2SideA = fitterGA->GetChisquare()/(npointsA-6.);
+    chi2SideC = fitterGC->GetChisquare()/(npointsC-6.);
+  }
+  else {
+   chi2SideA = fitterGA->GetChisquare()/(npointsA-3.);
+   chi2SideC = fitterGC->GetChisquare()/(npointsC-3.);
+  }
+  if (robust && chi2SideA > chi2Threshold) {
+    //    std::cout << "robust fitter called... " << std::endl;
+    fitterGA->EvalRobust(robustFraction);
+    fitterGA->GetParameters(fitParamSideA);
+  }
+  if (robust && chi2SideC > chi2Threshold) {
+    //    std::cout << "robust fitter called... " << std::endl;
+    fitterGC->EvalRobust(robustFraction);
+    fitterGC->GetParameters(fitParamSideC);
+  }
+  delete fitterGA;
+  delete fitterGC;
+}
+
+