- a fast HLT version of the SSD clusterfinder created. The speed on pp mc is ~20kHz...
[u/mrichter/AliRoot.git] / HLT / ITS / clusterfinders / AliHLTITSClusterFinderSPD.cxx
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2  * Copyright(c) 1998-2003, 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 //            Implementation of the ITS clusterer V2 class                //
17 //                                                                        //
18 //          Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch            //
19 //          Unfolding switch from AliITSRecoParam: D. Elia, INFN Bari     //
20 //                                                                        //
21 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
22
23
24 #include "AliITSCalibrationSPD.h"
25 #include "AliHLTITSClusterFinderSPD.h"
26 #include "AliITSRecPoint.h"
27 #include "AliITSgeomTGeo.h"
28 #include "AliITSDetTypeRec.h"
29 #include "AliITSReconstructor.h"
30 #include "AliRawReader.h"
31 #include "AliITSRawStreamSPD.h"
32 #include <TClonesArray.h>
33 #include "AliITSdigitSPD.h"
34 #include "AliITSFOSignalsSPD.h"
35
36 ClassImp(AliHLTITSClusterFinderSPD)
37
38 //__________________________________________________________________________
39 AliHLTITSClusterFinderSPD::AliHLTITSClusterFinderSPD(AliITSDetTypeRec* dettyp)
40   :
41   TObject(),
42   fRecoParam(0),
43   fDetTypeRec( dettyp ),
44   fNModules(AliITSgeomTGeo::GetNModules()),
45   fLastSPD1(AliITSgeomTGeo::GetModuleIndex(2,1,1)-1),
46   fNySPD(256),
47   fNzSPD(160),
48   fNzBins( fNzSPD + 2 ),
49   fNyBins( fNySPD + 2),
50   fMaxBin( fNzBins * fNyBins ),
51   fYpitchSPD(0.0050),
52   fZ1pitchSPD(0.0425),
53   fZ2pitchSPD(0.0625),
54   fHwSPD(0.64),
55   fHlSPD(3.48),
56   fNSignals(0),
57   fSignal2Bin(0),
58   fBin2Signal(0)
59 {
60
61   //Default constructor
62
63   fRecoParam = (AliITSRecoParam*) AliITSReconstructor::GetRecoParam();
64   if(!fRecoParam){
65     fRecoParam = AliITSRecoParam::GetHighFluxParam();
66     AliWarning("Using default AliITSRecoParam class");
67   }
68
69  //
70  // Initialisation of ITS geometry
71  //
72   Int_t mmax=AliITSgeomTGeo::GetNModules();
73   for (Int_t m=0; m<mmax; m++) {
74     Int_t lay,lad,det; AliITSgeomTGeo::GetModuleId(m,lay,lad,det);
75     fNdet[m] = (lad-1)*AliITSgeomTGeo::GetNDetectors(lay) + (det-1);
76     fNlayer[m] = lay-1;
77   }
78
79   fYSPD[0]=0.5*fYpitchSPD;
80   for (Int_t m=1; m<fNySPD; m++) fYSPD[m]=fYSPD[m-1]+fYpitchSPD; 
81   fZSPD[0]=fZ1pitchSPD;
82   for (Int_t m=1; m<fNzSPD; m++) {
83     Double_t dz=fZ1pitchSPD;
84     if (m==31 || m==32 || m==63  || m==64  || m==95 || m==96 || 
85         m==127 || m==128) dz=fZ2pitchSPD; 
86     fZSPD[m]=fZSPD[m-1]+dz;
87   }
88   for (Int_t m=0; m<fNzSPD; m++) {
89     Double_t dz=0.5*fZ1pitchSPD;
90     if (m==31 || m==32 || m==63  || m==64  || m==95 || m==96 || 
91         m==127 || m==128) dz=0.5*fZ2pitchSPD; 
92     fZSPD[m]-=dz;
93   }
94
95   fSignal2Bin = new UShort_t[fMaxBin];
96   fBin2Signal = new UShort_t [fMaxBin];  
97   for( int i=0; i<fMaxBin; i++ ) fBin2Signal[i] = 0;
98
99 }
100
101 AliHLTITSClusterFinderSPD::AliHLTITSClusterFinderSPD( const AliHLTITSClusterFinderSPD &)
102   :
103   TObject(),
104   fRecoParam(0),
105   fDetTypeRec(0),
106   fNModules(0),
107   fLastSPD1(0),
108   fNySPD(256),
109   fNzSPD(160),
110   fNzBins( fNzSPD + 2 ),
111   fNyBins( fNySPD + 2),
112   fMaxBin( fNzBins * fNyBins ),
113   fYpitchSPD(0.0050),
114   fZ1pitchSPD(0.0425),
115   fZ2pitchSPD(0.0625),
116   fHwSPD(0.64),
117   fHlSPD(3.48),
118   fNSignals(0),
119   fSignal2Bin(0),
120   fBin2Signal(0)
121 {
122   // dummy
123 }
124
125 AliHLTITSClusterFinderSPD &AliHLTITSClusterFinderSPD::operator=( const AliHLTITSClusterFinderSPD &)
126 {
127   // dummy
128   return *this;
129 }
130
131 void AliHLTITSClusterFinderSPD::RawdataToClusters(AliRawReader* rawReader, std::vector<AliITSRecPoint> & clusters){
132   //------------------------------------------------------------
133   // This function creates ITS clusters from raw data
134   //------------------------------------------------------------
135   rawReader->Reset();
136   AliITSRawStreamSPD inputSPD(rawReader);
137   FindClustersSPD(&inputSPD, clusters);
138 }
139
140 //__________________________________________________________________________
141 void AliHLTITSClusterFinderSPD::FindClustersSPD(AliITSRawStreamSPD* input, 
142                                                   std::vector<AliITSRecPoint> & clusters) 
143 {
144   //------------------------------------------------------------
145   // SPD cluster finder for raw data (this method is called once per event)
146   //------------------------------------------------------------
147   
148   fNSignals = 0;
149
150   // read raw data input stream
151   while (kTRUE) {
152     Bool_t next = input->Next();
153     if (!next || input->IsNewModule()) {
154       Int_t iModule = input->GetPrevModuleID();
155       // when all data from a module was read, search for clusters
156       if ( fNSignals > 0) { 
157         ClustersSPD( clusters, iModule );       
158         for( int i=0; i<fNSignals; i++ ){
159           fBin2Signal[fSignal2Bin[i]] = 0;
160         }
161         fNSignals = 0;
162       }
163       if (!next) break;      
164     }
165     // fill the current digit into the bins array
166     UShort_t  index = (UShort_t ) ( (input->GetCoord2()+1) * fNzBins + (input->GetCoord1()+1) );
167     fSignal2Bin[fNSignals] = index;
168     fBin2Signal[index] = fNSignals+1;
169     fNSignals++;  
170   }  
171   //cout<<clusters.size()<<endl;
172 }
173
174 void AliHLTITSClusterFinderSPD::FindCluster(Int_t k,Int_t &n,Int_t *idx) {
175   //------------------------------------------------------------
176   // returns an array of indices of digits belonging to the cluster
177   // (needed when the segmentation is not regular) 
178   //------------------------------------------------------------
179   if (n<200) idx[n++]=fBin2Signal[k];
180   fBin2Signal[k]=0;
181
182   if (fBin2Signal[k-fNzBins] ) FindCluster(k-fNzBins,n,idx);
183   if (fBin2Signal[k-1   ] ) FindCluster(k-1 ,n,idx);
184   if (fBin2Signal[k+fNzBins] ) FindCluster(k+fNzBins,n,idx);
185   if (fBin2Signal[k+1   ] ) FindCluster(k+1   ,n,idx);
186 }
187
188
189 //__________________________________________________________________________
190 Int_t AliHLTITSClusterFinderSPD::ClustersSPD( std::vector<AliITSRecPoint> & clusters, Int_t iModule ){
191
192   //Cluster finder for SPD (from digits and from rawdata)
193
194   const TGeoHMatrix *mT2L=AliITSgeomTGeo::GetTracking2LocalMatrix(iModule);
195
196    if (fRecoParam->GetSPDRemoveNoisyFlag()) {
197     // Loop on noisy pixels and reset them
198     AliITSCalibrationSPD *cal =  
199       (AliITSCalibrationSPD*) fDetTypeRec->GetCalibrationModel(iModule);
200     for(Int_t ipix = 0; ipix<cal->GetNrBad(); ipix++){
201       Int_t row, col;
202       cal->GetBadPixel(ipix,row,col);
203       Int_t index = (row+1) * fNzBins + (col+1);      
204       fBin2Signal[index] = 0;
205     }
206   }
207   
208    if (fRecoParam->GetSPDRemoveDeadFlag()) {
209      // Loop on dead pixels and reset them
210      AliITSCalibrationSPD *cal =  
211        (AliITSCalibrationSPD*) fDetTypeRec->GetSPDDeadModel(iModule); 
212      if (cal->IsBad()) return 0; // if all ladder is dead, return to save time
213      for(Int_t ipix = 0; ipix<cal->GetNrBad(); ipix++){
214        Int_t row, col;
215        cal->GetBadPixel(ipix,row,col);
216        Int_t index = (row+1) * fNzBins + (col+1);
217        fBin2Signal[index] = 0;
218      }
219    }
220   
221   Int_t nclu=0;
222
223   for(Int_t is =0; is<fNSignals; is++ ){
224     int iBin = fSignal2Bin[is];
225     if(fBin2Signal[iBin]==0) continue;
226     Int_t nBins = 0; 
227     Int_t idxBins[200];
228     Int_t idxSignals[200];
229     FindCluster(iBin,nBins,idxSignals );
230     if (nBins >= 199 ){
231       //Error("ClustersSPD","SPD Too big cluster !\n"); 
232       continue;
233     }
234     for( int i=0; i<nBins; i++ ) idxBins[i] = fSignal2Bin[idxSignals[i]-1];
235     
236     Int_t ymin,ymax,zmin,zmax;
237     ymin = (idxBins[0] / fNzBins) - 1;
238     ymax = ymin;
239     zmin = (idxBins[0] % fNzBins) - 1;
240     zmax = zmin;
241     
242     for (Int_t idx = 0; idx < nBins; idx++) {
243       Int_t iy;
244       Int_t iz; 
245       iy  = (idxBins[idx] / fNzBins) - 1;
246       iz  = (idxBins[idx] % fNzBins) - 1;      
247       if (ymin > iy) ymin = iy;
248       if (ymax < iy) ymax = iy;
249       if (zmin > iz) zmin = iz;
250       if (zmax < iz) zmax = iz;
251     }
252     
253     Int_t idy =0; //max 2 clusters
254     if((iModule <= fLastSPD1) &&idy<3) idy=3;
255     if((iModule > fLastSPD1) &&idy<4) idy=4;
256     Int_t idz=3;
257
258     // Switch the unfolding OFF/ON
259     if(!fRecoParam->GetUseUnfoldingInClusterFinderSPD()) {
260       idy=ymax-ymin+1;
261       idz=zmax-zmin+1;
262     }
263     
264     for(Int_t iiz=zmin; iiz<=zmax;iiz+=idz){
265       for(Int_t iiy=ymin;iiy<=ymax;iiy+=idy){
266         Int_t ndigits=0;
267         Float_t y=0.,z=0.,q=0.;
268         for(Int_t idx=0;idx<nBins;idx++){
269           Int_t iy;
270           Int_t iz; 
271           iy  = (idxBins[idx] / fNzBins)-1;
272           iz  = (idxBins[idx] % fNzBins)-1;
273           if(zmax-zmin>=idz || ymax-ymin>=idy){
274             if(TMath::Abs(iy-iiy)>0.75*idy) continue;
275             if(TMath::Abs(iz-iiz)>0.75*idz) continue;
276           }
277           ndigits++;
278           Float_t qBin=0.;
279           qBin = 1;
280           y+= qBin * fYSPD[iy];
281           z+= qBin * fZSPD[iz];
282           q+= qBin;     
283         }// for idx
284         if(ndigits==0) continue;
285          
286         y /= q;
287         z /= q;
288         y -= fHwSPD;
289         z -= fHlSPD;
290
291         Float_t hit[5]; //y,z,sigma(y)^2, sigma(z)^2, charge
292         {
293         Double_t loc[3]={y,0.,z},trk[3]={0.,0.,0.};
294         mT2L->MasterToLocal(loc,trk);
295         hit[0]=trk[1];
296         hit[1]=trk[2];
297         }
298         hit[2] = fYpitchSPD*fYpitchSPD/12.;
299         hit[3] = fZ1pitchSPD*fZ1pitchSPD/12.;
300         hit[4] = 1.;
301
302         Int_t info[3] = {ymax-ymin+1,zmax-zmin+1,fNlayer[iModule]};
303         Int_t label[4]={-2,-2,-2, fNdet[iModule] };
304         AliITSRecPoint cl(label, hit,info);
305         cl.SetType(nBins);
306         clusters.push_back(cl);       
307         nclu++;
308       }// for iiy
309     }// for iiz
310   }//end for iBin
311   return nclu;  
312 }