ITS/AliITSClusterFinderV2SDD.cxx

   1 /**************************************************************************
   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 /* $Id$*/
  17
  18 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  19 //            Implementation of the ITS clusterer V2 class                //
  20 //                                                                        //
  21 //          Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch            //
  22 //                                                                        //
  23 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  24
  25
  26
  27 #include <TClonesArray.h>
  28 #include "AliITSClusterFinderV2SDD.h"
  29 #include "AliITSRecPoint.h"
  30 #include "AliITSDetTypeRec.h"
  31 #include "AliRawReader.h"
  32 #include "AliITSRawStreamSDD.h"
  33 #include "AliITSRawStreamSDDCompressed.h"
  34 #include "AliITSCalibrationSDD.h"
  35 #include "AliITSresponseSDD.h"
  36 #include "AliITSDetTypeRec.h"
  37 #include "AliITSReconstructor.h"
  38 #include "AliITSsegmentationSDD.h"
  39 #include "AliITSdigitSDD.h"
  40 #include "AliITSgeomTGeo.h"
  41
  42 ClassImp(AliITSClusterFinderV2SDD)
  43
  44 AliITSClusterFinderV2SDD::AliITSClusterFinderV2SDD(AliITSDetTypeRec* dettyp):AliITSClusterFinder(dettyp)
  45 {
  46
  47   //Default constructor
  48
  49 }
  50
  51
  52 void AliITSClusterFinderV2SDD::FindRawClusters(Int_t mod){
  53
  54   //Find clusters V2
  55   SetModule(mod);
  56   FindClustersSDD(fDigits);
  57
  58 }
  59
  60 void AliITSClusterFinderV2SDD::FindClustersSDD(TClonesArray *digits) {
  61   //------------------------------------------------------------
  62   // Actual SDD cluster finder
  63   //------------------------------------------------------------
  64   Int_t nAnodes = GetSeg()->NpzHalf();
  65   Int_t nzBins = nAnodes+2;
  66   Int_t nTimeBins = GetSeg()->Npx();
  67   Int_t nxBins = nTimeBins+2;
  68   const Int_t kMaxBin=nzBins*nxBins;
  69
  70   AliBin *bins[2];
  71   bins[0]=new AliBin[kMaxBin];
  72   bins[1]=new AliBin[kMaxBin];
  73   AliITSCalibrationSDD* cal = (AliITSCalibrationSDD*)GetResp(fModule);
  74   if(cal==0){
  75     AliError(Form("Calibration object not present for SDD module %d\n",fModule));
  76     return;
  77   }
  78
  79   AliITSdigitSDD *d=0;
  80   Int_t i, ndigits=digits->GetEntriesFast();
  81   for (i=0; i<ndigits; i++) {
  82      d=(AliITSdigitSDD*)digits->UncheckedAt(i);
  83      Int_t ian=d->GetCoord1();
  84      Int_t itb=d->GetCoord2();
  85      Int_t iSide=0;
  86      if (ian >= nAnodes) iSide=1;
  87      Float_t gain=cal->GetChannelGain(ian)/fDetTypeRec->GetAverageGainSDD();
  88      Float_t charge=d->GetSignal(); // returns expanded signal
  89                                     // (10 bit, low threshold already added)
  90      Float_t baseline = cal->GetBaseline(ian);
  91      if(charge>baseline) charge-=baseline;
  92      else charge=0;
  93
  94      if(gain>0.){ // Bad channels have gain=0.
  95        charge/=gain;
  96        if(charge<cal->GetThresholdAnode(ian)) continue;
  97        Int_t q=(Int_t)(charge+0.5);
  98        Int_t y=itb+1;
  99        Int_t z=ian+1;
 100        if (z <= nAnodes){
 101          bins[0][y*nzBins+z].SetQ(q);
 102          bins[0][y*nzBins+z].SetMask(1);
 103          bins[0][y*nzBins+z].SetIndex(i);
 104        } else {
 105          z-=nAnodes;
 106          bins[1][y*nzBins+z].SetQ(q);
 107          bins[1][y*nzBins+z].SetMask(1);
 108          bins[1][y*nzBins+z].SetIndex(i);
 109        }
 110      }
 111   }
 112
 113   FindClustersSDD(bins, kMaxBin, nzBins, digits);
 114
 115   delete[] bins[0];
 116   delete[] bins[1];
 117
 118 }
 119
 120 void AliITSClusterFinderV2SDD::
 121 FindClustersSDD(AliBin* bins[2], Int_t nMaxBin, Int_t nzBins,
 122                 TClonesArray *digits, TClonesArray *clusters, Int_t jitter) {
 123   //------------------------------------------------------------
 124   // Actual SDD cluster finder
 125   //------------------------------------------------------------
 126
 127   static AliITSRecoParam *repa = NULL;
 128   if(!repa){
 129     repa = (AliITSRecoParam*) AliITSReconstructor::GetRecoParam();
 130     if(!repa){
 131       repa = AliITSRecoParam::GetHighFluxParam();
 132       AliWarning("Using default AliITSRecoParam class");
 133     }
 134   }
 135   const TGeoHMatrix *mT2L=AliITSgeomTGeo::GetTracking2LocalMatrix(fModule);
 136   AliITSCalibrationSDD* cal = (AliITSCalibrationSDD*)GetResp(fModule);
 137   if(cal==0){
 138     AliError(Form("Calibration object not present for SDD module %d\n",fModule));
 139     return;
 140   }
 141   Int_t ncl=0;
 142   TClonesArray &cl=*clusters;
 143   for (Int_t s=0; s<2; s++)
 144     for (Int_t i=0; i<nMaxBin; i++) {
 145       if(NoiseSuppress(i,s,nzBins,bins[s],cal)) continue;
 146       if (bins[s][i].IsUsed()) continue;
 147       Int_t idx[32]; UInt_t msk[32]; Int_t npeaks=0;
 148       FindPeaks(i, nzBins, bins[s], idx, msk, npeaks);
 149
 150       if (npeaks>30) continue;
 151       if (npeaks==0) continue;
 152
 153       Int_t k,l;
 154       for (k=0; k<npeaks-1; k++){//mark adjacent peaks
 155         if (idx[k] < 0) continue; //this peak is already removed
 156         for (l=k+1; l<npeaks; l++) {
 157           if (idx[l] < 0) continue; //this peak is already removed
 158           Int_t ki=idx[k]/nzBins, kj=idx[k] - ki*nzBins;
 159           Int_t li=idx[l]/nzBins, lj=idx[l] - li*nzBins;
 160           Int_t di=TMath::Abs(ki - li);
 161           Int_t dj=TMath::Abs(kj - lj);
 162           if (di>1 || dj>1) continue;
 163           if (bins[s][idx[k]].GetQ() > bins[s][idx[l]].GetQ()) {
 164             msk[l]=msk[k];
 165             idx[l]*=-1;
 166           } else {
 167             msk[k]=msk[l];
 168             idx[k]*=-1;
 169             break;
 170           }
 171         }
 172       }
 173
 174       for (k=0; k<npeaks; k++) {
 175         if(repa->GetUseUnfoldingInClusterFinderSDD()==kFALSE) msk[k]=msk[0];
 176         MarkPeak(TMath::Abs(idx[k]), nzBins, bins[s], msk[k]);
 177       }
 178
 179       for (k=0; k<npeaks; k++) {
 180         if (idx[k] < 0) continue; //removed peak
 181         AliITSRecPoint c;
 182         MakeCluster(idx[k], nzBins, bins[s], msk[k], c);
 183         //mi change
 184         Int_t milab[10];
 185         for (Int_t ilab=0;ilab<10;ilab++){
 186           milab[ilab]=-2;
 187         }
 188         Int_t maxi=0,mini=0,maxj=0,minj=0;
 189
 190         for (Int_t di=-5; di<=5;di++){
 191           for (Int_t dj=-10;dj<=10;dj++){
 192             Int_t index = idx[k]+di+dj*nzBins;
 193             if (index<0) continue;
 194             if (index>=nMaxBin) continue;
 195             AliBin *b=&bins[s][index];
 196             Int_t nAnode=index%nzBins-1;
 197             Int_t adcSignal=b->GetQ();
 198             if(adcSignal>cal->GetThresholdAnode(nAnode)){
 199               if (di>maxi) maxi=di;
 200               if (di<mini) mini=di;
 201               if (dj>maxj) maxj=dj;
 202               if (dj<minj) minj=dj;
 203             }
 204             //
 205             if(digits) {
 206               if (TMath::Abs(di)<2&&TMath::Abs(dj)<2){
 207                 AliITSdigitSDD* d=(AliITSdigitSDD*)digits->UncheckedAt(b->GetIndex());
 208                 for (Int_t itrack=0;itrack<10;itrack++){
 209                   Int_t track = (d->GetTracks())[itrack];
 210                   if (track>=0) {
 211                     AddLabel(milab, track);
 212                   }
 213                 }
 214               }
 215             }
 216           }
 217         }
 218         Int_t clSizAnode=maxi-mini+1;
 219         Int_t clSizTb=maxj-minj+1;
 220         if(repa->GetUseSDDClusterSizeSelection()){
 221           if(clSizTb==1) continue; // cut common mode noise spikes
 222           if(clSizAnode>3)  continue; // cut common mode noise spikes
 223           if(clSizTb>10)  continue; // cut clusters on noisy anodes
 224         }
 225
 226         AliITSresponseSDD* rsdd = fDetTypeRec->GetResponseSDD();
 227         Float_t y=c.GetY(),z=c.GetZ(), q=c.GetQ();
 228         y/=q; z/=q;
 229         Float_t zAnode=z-0.5;  // to have anode in range 0.-255. and centered on the mid of the pitch
 230         Float_t timebin=y-0.5;  // to have time bin in range 0.-255. amd centered on the mid of the bin
 231         if(s==1) zAnode += GetSeg()->NpzHalf();  // right side has anodes from 256. to 511.
 232         Float_t zdet = GetSeg()->GetLocalZFromAnode(zAnode);
 233         Float_t driftTimeUncorr = GetSeg()->GetDriftTimeFromTb(timebin)+jitter*rsdd->GetCarlosRXClockPeriod();
 234         Float_t driftTime=driftTimeUncorr-rsdd->GetTimeZero(fModule);
 235         Float_t driftSpeed = cal->GetDriftSpeedAtAnode(zAnode) + rsdd->GetDeltaVDrift(fModule);
 236         Float_t driftPathMicron = driftTime*driftSpeed;
 237         const Double_t kMicronTocm = 1.0e-4;
 238         Float_t xdet=(driftPathMicron-GetSeg()->Dx())*kMicronTocm; // xdet is negative
 239         if (s==0) xdet=-xdet; // left side has positive local x
 240
 241         if(repa->GetUseSDDCorrectionMaps()){
 242           Float_t corrx=0, corrz=0;
 243           cal->GetCorrections(zdet,xdet,corrz,corrx,GetSeg());
 244           zdet+=corrz;
 245           xdet+=corrx;
 246         }
 247
 248         Double_t loc[3]={xdet,0.,zdet},trk[3]={0.,0.,0.};
 249         mT2L->MasterToLocal(loc,trk);
 250         y=trk[1];
 251         z=trk[2];
 252
 253         q/=rsdd->GetADC2keV();  //to have MPV 1 MIP = 86.4 KeV
 254         if(cal-> IsAMAt20MHz()) q*=2.; // account for 1/2 sampling freq.
 255         if(q<repa->GetMinClusterChargeSDD()) continue; // remove noise clusters
 256
 257         Float_t hit[5] = {y, z, 0.0030*0.0030, 0.0020*0.0020, q};
 258         Int_t  info[3] = {clSizTb, clSizAnode, fNlayer[fModule]};
 259         if (digits) {
 260           //       AliBin *b=&bins[s][idx[k]];
 261           //       AliITSdigitSDD* d=(AliITSdigitSDD*)digits->UncheckedAt(b->GetIndex());
 262           {
 263             //Int_t lab[3];
 264             //lab[0]=(d->GetTracks())[0];
 265             //lab[1]=(d->GetTracks())[1];
 266             //lab[2]=(d->GetTracks())[2];
 267             //CheckLabels(lab);
 268             CheckLabels2(milab);
 269           }
 270         }
 271         milab[3]=fNdet[fModule];
 272         AliITSRecPoint cc(milab,hit,info);
 273         cc.SetType(npeaks);
 274         cc.SetDriftTime(driftTimeUncorr);
 275         if(clusters) new (cl[ncl]) AliITSRecPoint(cc);
 276         else {
 277           fDetTypeRec->AddRecPoint(cc);
 278         }
 279         ncl++;
 280       }
 281     }
 282
 283 }
 284 //______________________________________________________________________
 285 void AliITSClusterFinderV2SDD::RawdataToClusters(AliRawReader* rawReader,TClonesArray** clusters){
 286     //------------------------------------------------------------
 287   // This function creates ITS clusters from raw data
 288   //------------------------------------------------------------
 289   rawReader->Reset();
 290   AliITSRawStream* inputSDD;
 291   if(fDetTypeRec->IsHLTmodeC()==kTRUE){
 292     inputSDD=new AliITSRawStreamSDDCompressed(rawReader);
 293   }else{
 294     inputSDD=new AliITSRawStreamSDD(rawReader);
 295   }
 296
 297   AliITSDDLModuleMapSDD *ddlmap=(AliITSDDLModuleMapSDD*)fDetTypeRec->GetDDLModuleMapSDD();
 298   inputSDD->SetDDLModuleMap(ddlmap);
 299   for(Int_t iddl=0; iddl<AliITSDDLModuleMapSDD::GetNDDLs(); iddl++){
 300     for(Int_t icar=0; icar<AliITSDDLModuleMapSDD::GetNModPerDDL();icar++){
 301       Int_t iMod=ddlmap->GetModuleNumber(iddl,icar);
 302       if(iMod==-1) continue;
 303       AliITSCalibrationSDD* cal = (AliITSCalibrationSDD*)GetResp(iMod);
 304       if(cal==0){
 305         AliError(Form("Calibration object not present for SDD module %d\n",iMod));
 306         continue;
 307       }
 308       Bool_t isZeroSupp=cal->GetZeroSupp();
 309       if(isZeroSupp){
 310         for(Int_t iSid=0; iSid<2; iSid++) inputSDD->SetZeroSuppLowThreshold(iMod-240,iSid,cal->GetZSLowThreshold(iSid));
 311       }else{
 312         for(Int_t iSid=0; iSid<2; iSid++) inputSDD->SetZeroSuppLowThreshold(iMod-240,iSid,0);
 313       }
 314     }
 315   }
 316   FindClustersSDD(inputSDD,clusters);
 317   delete inputSDD;
 318 }
 319
 320 void AliITSClusterFinderV2SDD::FindClustersSDD(AliITSRawStream* input,
 321                                         TClonesArray** clusters)
 322 {
 323   //------------------------------------------------------------
 324   // Actual SDD cluster finder for raw data
 325   //------------------------------------------------------------
 326   Int_t nClustersSDD = 0;
 327   Int_t nAnodes = GetSeg()->NpzHalf();
 328   Int_t nzBins = nAnodes+2;
 329   Int_t nTimeBins = GetSeg()->Npx();
 330   Int_t nxBins = nTimeBins+2;
 331   const Int_t kMaxBin=nzBins*nxBins;
 332   AliBin *bins[2];
 333   AliBin *ddlbins[kHybridsPerDDL]; // 12 modules (=24 hybrids) of 1 DDL read "in parallel"
 334   for(Int_t iHyb=0;iHyb<kHybridsPerDDL;iHyb++) ddlbins[iHyb]=new AliBin[kMaxBin];
 335   Int_t vectModId[kModulesPerDDL];
 336   for(Int_t iMod=0; iMod<kModulesPerDDL; iMod++) vectModId[iMod]=-1;
 337
 338   // read raw data input stream
 339   while (input->Next()) {
 340     Int_t iModule = input->GetModuleID();
 341     if(iModule<0){
 342       AliWarning(Form("Invalid SDD module number %d\n", iModule));
 343       continue;
 344     }
 345     Int_t iCarlos =input->GetCarlosId();
 346     Int_t iSide = input->GetChannel();
 347     Int_t iHybrid=iCarlos*2+iSide;
 348
 349     if (input->IsCompletedModule()) {
 350       // store the module number
 351       vectModId[iCarlos]=iModule;
 352     }
 353     else if (input->IsCompletedDDL()) {
 354       // when all data from a DDL was read, search for clusters
 355       Int_t jitter=input->GetJitter();
 356       for(Int_t iMod=0; iMod<kModulesPerDDL; iMod++){
 357         if(vectModId[iMod]>=0){
 358           fModule = vectModId[iMod];
 359           clusters[fModule] = new TClonesArray("AliITSRecPoint");
 360           bins[0]=ddlbins[iMod*2];   // first hybrid of the module
 361           bins[1]=ddlbins[iMod*2+1]; // second hybrid of the module
 362           FindClustersSDD(bins, kMaxBin, nzBins, NULL, clusters[fModule],jitter);
 363           Int_t nClusters = clusters[fModule]->GetEntriesFast();
 364           nClustersSDD += nClusters;
 365           vectModId[iMod]=-1;
 366         }
 367         for(Int_t iBin=0;iBin<kMaxBin; iBin++){
 368           ddlbins[iMod*2][iBin].Reset();
 369           ddlbins[iMod*2+1][iBin].Reset();
 370         }
 371       }
 372     }else{
 373     // fill the current digit into the bins array
 374       if(iHybrid<0 || iHybrid>=kHybridsPerDDL){
 375         AliWarning(Form("Invalid SDD hybrid number %d on module %d\n", iHybrid,iModule));
 376         continue;
 377       }
 378       AliITSCalibrationSDD* cal = (AliITSCalibrationSDD*)GetResp(iModule);
 379       if(cal==0){
 380         AliError(Form("Calibration object not present for SDD module %d\n",iModule));
 381         continue;
 382       }
 383       Float_t charge=input->GetSignal();
 384       Int_t chan=input->GetCoord1()+nAnodes*iSide;
 385       Float_t gain=cal->GetChannelGain(chan)/fDetTypeRec->GetAverageGainSDD();;
 386       Float_t baseline = cal->GetBaseline(chan);
 387       if(charge>baseline) charge-=baseline;
 388       else charge=0;
 389       if(gain>0.){ // Bad channels have gain=0
 390         charge/=gain;
 391         if(charge>=cal->GetThresholdAnode(chan)) {
 392           Int_t q=(Int_t)(charge+0.5);
 393           Int_t iz = input->GetCoord1();
 394           Int_t itb = input->GetCoord2();
 395           Int_t index = (itb+1) * nzBins + (iz+1);
 396           if(index<kMaxBin){
 397             ddlbins[iHybrid][index].SetQ(q);
 398             ddlbins[iHybrid][index].SetMask(1);
 399             ddlbins[iHybrid][index].SetIndex(index);
 400           }else{
 401             AliWarning(Form("Invalid SDD cell: Anode=%d   TimeBin=%d",iz,itb));
 402           }
 403         }
 404       }
 405     }
 406   }
 407   for(Int_t iHyb=0;iHyb<kHybridsPerDDL;iHyb++) delete [] ddlbins[iHyb];
 408   Info("FindClustersSDD", "found clusters in ITS SDD: %d", nClustersSDD);
 409 }
 410
 411 //______________________________________________________________________
 412 Bool_t AliITSClusterFinderV2SDD::NoiseSuppress(Int_t k, Int_t sid,Int_t nzBins, AliBin* bins, AliITSCalibrationSDD* cal) const {
 413   // applies zero suppression using the measured noise of each anode
 414   // threshold values from ALICE-INT-1999-28 V10
 415   // returns kTRUE if the digit should eb noise suppressed, kFALSE if it should be kept
 416   Float_t xfactL=2.2;
 417   Float_t xfactH=4.0;
 418   //
 419
 420   Int_t iAn=(k%nzBins)-1;
 421   if(iAn<0 || iAn>255) return kTRUE;
 422   if(sid==1) iAn+=256;
 423   Int_t nLow=0, nHigh=0;
 424   Float_t noise=cal->GetNoiseAfterElectronics(iAn);
 425   Float_t noisem1=noise;
 426   if(iAn>1) noisem1=cal->GetNoiseAfterElectronics(iAn-1);
 427   Float_t noisep1=noise;
 428   if(iAn<511) noisep1=cal->GetNoiseAfterElectronics(iAn+1);
 429   Float_t tL=noise*xfactL;
 430   Float_t tH=noise*xfactH;
 431   Float_t tLp1=noisep1*xfactL;
 432   Float_t tHp1=noisep1*xfactH;
 433   Float_t tLm1=noisem1*xfactL;
 434   Float_t tHm1=noisem1*xfactH;
 435   Int_t cC=bins[k].GetQ();
 436   if(cC<=tL){
 437     bins[k].SetQ(0);
 438     bins[k].SetMask(0xFFFFFFFE);
 439     return kTRUE;;
 440   }
 441   nLow++; // cC is greater than tL
 442   if(cC>tH) nHigh++;
 443   Int_t sS=bins[k-1].GetQ();
 444   if(sS>tLm1) nLow++;
 445   if(sS>tHm1) nHigh++;
 446   Int_t nN=bins[k+1].GetQ();
 447   if(nN>tLp1) nLow++;
 448   if(nN>tHp1) nHigh++;
 449   Int_t eE=bins[k-nzBins].GetQ();
 450   if(eE>tL) nLow++;
 451   if(eE>tH) nHigh++;
 452   Int_t wW=bins[k+nzBins].GetQ();
 453   if(wW>tL) nLow++;
 454   if(wW>tH) nHigh++;
 455   if(nLow<3 || nHigh<1) return kTRUE;
 456   else return kFALSE;
 457 }
 458
 459
 460