ITS/AliITSOnlineSPDphysAnalyzer.cxx

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   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
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   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   *
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  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 ////////////////////////////////////////////////////////////
  17 // Author: Henrik Tydesjo                                 //
  18 // This class is used in the detector algorithm framework //
  19 // to process the data stored in special container files  //
  20 // (see AliITSOnlineSPDphys).                             //
  21 ////////////////////////////////////////////////////////////
  22
  23 #include "AliITSOnlineSPDphysAnalyzer.h"
  24 #include "AliITSOnlineSPDphys.h"
  25 #include "AliITSOnlineCalibrationSPDhandler.h"
  26 #include "AliITSRawStreamSPD.h"
  27 #include "AliITSIntMap.h"
  28 #include <TStyle.h>
  29 #include <TMath.h>
  30 #include <TF1.h>
  31 #include <TGraph.h>
  32 #include <TH2F.h>
  33 #include <TError.h>
  34 #include <iostream>
  35 #include <fstream>
  36
  37 AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::AliITSOnlineSPDphysAnalyzer(const Char_t *fileName, AliITSOnlineCalibrationSPDhandler* handler, Bool_t readFromGridFile) :
  38   fFileName(fileName),fPhysObj(NULL),fHandler(handler),
  39   fNrEnoughStatChips(0),fNrDeadChips(0),fNrInefficientChips(0),
  40   fNrEqHits(0),fbDeadProcessed(kFALSE),
  41   fThreshNoisy(1e-9),fThreshDead(1e-9),
  42   fMinEventsForNoisy(10000),fMinEventsForDead(10000),
  43   fDefinitelyNoisyRatio(0.3),
  44   fMinNrEqHitsForDeadChips(60000),fRatioToMeanForInefficientChip(0.1)
  45 {
  46   // constructor
  47   Init(readFromGridFile);
  48 }
  49
  50 AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::AliITSOnlineSPDphysAnalyzer(AliITSOnlineSPDphys* physObj, AliITSOnlineCalibrationSPDhandler* handler) :
  51   fFileName("test.root"),fPhysObj(NULL),fHandler(handler),
  52   fNrEnoughStatChips(0),fNrDeadChips(0),fNrInefficientChips(0),
  53   fNrEqHits(0),fbDeadProcessed(kFALSE),
  54   fThreshNoisy(1e-9),fThreshDead(1e-9),
  55   fMinEventsForNoisy(10000),fMinEventsForDead(10000),
  56   fDefinitelyNoisyRatio(0.3),
  57   fMinNrEqHitsForDeadChips(60000),fRatioToMeanForInefficientChip(0.1)
  58 {
  59   // alt constructor
  60   fPhysObj = physObj;
  61 }
  62
  63 AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::AliITSOnlineSPDphysAnalyzer(const AliITSOnlineSPDphysAnalyzer& handle) :
  64   fFileName("test.root"),fPhysObj(NULL),fHandler(NULL),
  65   fNrEnoughStatChips(0),fNrDeadChips(0),fNrInefficientChips(0),
  66   fNrEqHits(0),fbDeadProcessed(kFALSE),
  67   fThreshNoisy(1e-9),fThreshDead(1e-9),
  68   fMinEventsForNoisy(10000),fMinEventsForDead(10000),
  69   fDefinitelyNoisyRatio(0.3),
  70   fMinNrEqHitsForDeadChips(60000),fRatioToMeanForInefficientChip(0.1)
  71 {
  72   // copy constructor, only copies the filename and params (not the processed data)
  73   fFileName=handle.fFileName;
  74   fThreshNoisy = handle.fThreshNoisy;
  75   fThreshDead = handle.fThreshDead;
  76   fMinEventsForNoisy = handle.fMinEventsForNoisy;
  77   fMinEventsForDead = handle.fMinEventsForDead;
  78   fDefinitelyNoisyRatio = handle.fDefinitelyNoisyRatio;
  79   fMinNrEqHitsForDeadChips = handle.fMinNrEqHitsForDeadChips;
  80   fRatioToMeanForInefficientChip = handle.fRatioToMeanForInefficientChip;
  81
  82   Init();
  83 }
  84
  85 AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::~AliITSOnlineSPDphysAnalyzer() {
  86   // destructor
  87   if (fPhysObj!=NULL) delete fPhysObj;
  88 }
  89
  90 AliITSOnlineSPDphysAnalyzer& AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::operator=(const AliITSOnlineSPDphysAnalyzer& handle) {
  91   // assignment operator, only copies the filename and params (not the processed data)
  92   if (this!=&handle) {
  93     if (fPhysObj!=NULL) delete fPhysObj;
  94
  95     fFileName=handle.fFileName;
  96     fThreshNoisy = handle.fThreshNoisy;
  97     fThreshDead = handle.fThreshDead;
  98     fMinEventsForNoisy = handle.fMinEventsForNoisy;
  99     fMinEventsForDead = handle.fMinEventsForDead;
 100     fDefinitelyNoisyRatio = handle.fDefinitelyNoisyRatio;
 101     fMinNrEqHitsForDeadChips = handle.fMinNrEqHitsForDeadChips;
 102     fRatioToMeanForInefficientChip = handle.fRatioToMeanForInefficientChip;
 103
 104     fPhysObj = NULL;
 105     fHandler = NULL;
 106     fNrEnoughStatChips = 0;
 107     fNrDeadChips = 0;
 108     fNrInefficientChips = 0;
 109     fNrEqHits = 0;
 110     fbDeadProcessed = kFALSE;
 111
 112     Init();
 113   }
 114   return *this;
 115 }
 116
 117 void AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::Init(Bool_t readFromGridFile) {
 118   // initialize container obj
 119   if (!readFromGridFile) {
 120     FILE* fp0 = fopen(fFileName.Data(), "r");
 121     if (fp0 == NULL) {
 122       return;
 123     }
 124     else {
 125       fclose(fp0);
 126     }
 127   }
 128   fPhysObj = new AliITSOnlineSPDphys(fFileName.Data(), readFromGridFile);
 129 }
 130
 131 void AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::SetParam(const Char_t *pname, const Char_t *pval) {
 132   // set a parameter
 133   TString name = pname;
 134   TString val = pval;
 135   //  printf("Setting Param %s  to %s\n",name.Data(),val.Data());
 136   if (name.CompareTo("MistakeProbabilityNoisy")==0) {
 137     Double_t mistakeProbabilityNoisy = val.Atof();
 138     fThreshNoisy = mistakeProbabilityNoisy/(20*6*10*32*256);
 139   }
 140   else if (name.CompareTo("MistakeProbabilityDead")==0) {
 141     Double_t mistakeProbabilityDead = val.Atof();
 142     fThreshDead = mistakeProbabilityDead/(20*6*10*32*256);
 143   }
 144   else if (name.CompareTo("fMinEventsForNoisy")==0) {
 145     fMinEventsForNoisy = val.Atoi();
 146   }
 147   else if (name.CompareTo("fMinEventsForDead")==0) {
 148     fMinEventsForDead = val.Atoi();
 149   }
 150   else if (name.CompareTo("fDefinitelyNoisyRatio")==0) {
 151     fDefinitelyNoisyRatio = val.Atof();
 152   }
 153   else if (name.CompareTo("fMinNrEqHitsForDeadChips")==0) {
 154     fMinNrEqHitsForDeadChips = val.Atof();
 155   }
 156   else if (name.CompareTo("fRatioToMeanForInefficientChip")==0) {
 157     fRatioToMeanForInefficientChip = val.Atof();
 158   }
 159   else {
 160     Error("AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::SetParam","Parameter %s in configuration file unknown.",name.Data());
 161   }
 162 }
 163
 164 void AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::ReadParamsFromLocation(const Char_t *dirName) {
 165   // opens file (default name) in dir dirName and reads parameters from it
 166   TString paramsFileName = Form("%s/physics_params.txt",dirName);
 167   ifstream paramsFile;
 168   paramsFile.open(paramsFileName, ifstream::in);
 169   if (paramsFile.fail()) {
 170     printf("No config file (%s) present. Using default tuning parameters.\n",paramsFileName.Data());
 171   }
 172   else {
 173     while(1) {
 174       Char_t paramN[50];
 175       Char_t paramV[50];
 176       paramsFile >> paramN;
 177       if (paramsFile.eof()) break;
 178       paramsFile >> paramV;
 179       SetParam(paramN,paramV);
 180       if (paramsFile.eof()) break;
 181     }
 182     paramsFile.close();
 183   }
 184 }
 185
 186
 187 UInt_t AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::ProcessNoisyPixels() {
 188   // process noisy pixel data , returns number of chips with enough statistics
 189   if (fPhysObj==NULL) {
 190     Warning("AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::ProcessNoisyPixels","No data!");
 191     return 0;
 192   }
 193   // do we have enough events to even try the algorithm?
 194   if (GetNrEvents() < fMinEventsForNoisy) {
 195     Warning("AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::ProcessNoisyPixels","Nr events (%d) < fMinEventsForNoisy (%d)!",GetNrEvents(),fMinEventsForNoisy);
 196     return 0;
 197   }
 198   // handler should be initialized
 199   if (fHandler==NULL) {
 200     Error("AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::ProcessNoisyPixels","Calibration handler is not initialized!");
 201     return 0;
 202   }
 203
 204   UInt_t nrEnoughStatChips = 0;
 205
 206   for (UInt_t hs=0; hs<6; hs++) {
 207     for (UInt_t chip=0; chip<10; chip++) {
 208
 209       UInt_t nrPixels = 0;
 210       UInt_t nrChipHits = 0;
 211       UInt_t nrMostHits = 0;
 212       for (UInt_t col=0; col<32; col++) {
 213         for (UInt_t row=0; row<256; row++) {
 214           UInt_t nrHits = fPhysObj->GetHits(hs,chip,col,row);
 215           nrChipHits += nrHits;
 216           //      if (nrHits>0) nrPixels++; // don't include pixels that might be dead
 217           nrPixels++;
 218           if (nrHits>fDefinitelyNoisyRatio*GetNrEvents()) {
 219             fHandler->SetNoisyPixel(GetEqNr(),hs,chip,col,row);
 220             nrPixels--;
 221             nrChipHits-=nrHits;
 222           }
 223           else {
 224             if (nrMostHits<nrHits) nrMostHits=nrHits;
 225           }
 226         }
 227       }
 228
 229       if (nrChipHits>0) { // otherwise there are for sure no noisy
 230         // Binomial with n events and probability p for pixel hit
 231         UInt_t n = GetNrEvents();
 232         if (nrPixels>0 && n>0) {
 233
 234           Double_t p = (Double_t)nrChipHits/nrPixels/n;
 235
 236           // Bin(n,k=0):
 237           Double_t bin = pow((Double_t)(1-p),(Double_t)n);
 238           // Bin(n,k)
 239           UInt_t k=1;
 240           while ((bin>fThreshNoisy || k<n*p) && k<=n) {
 241             k++;
 242             bin = bin*(n-k+1)/k*p/(1-p);
 243           }
 244
 245           // can we find noisy pixels...?
 246           if (k<=n) {
 247             //      printf("eq %d , hs %d , chip %d : Noisy level = %d\n",GetEqNr(),hs,chip,k);
 248             nrEnoughStatChips++;
 249             // add noisy pixels to handler
 250             UInt_t noiseLimit=k;
 251             if (nrMostHits>=noiseLimit) {
 252               for (UInt_t col=0; col<32; col++) {
 253                 for (UInt_t row=0; row<256; row++) {
 254                   UInt_t nrHits = fPhysObj->GetHits(hs,chip,col,row);
 255                   if (nrHits >= noiseLimit) {
 256                     fHandler->SetNoisyPixel(GetEqNr(),hs,chip,col,row);
 257                   }
 258                 }
 259               }
 260             }
 261           }
 262         }
 263
 264       }
 265
 266     } // for chip
 267   } // for hs
 268
 269   return nrEnoughStatChips;
 270 }
 271
 272
 273 UInt_t AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::ProcessDeadPixels() {
 274   // process dead pixel data , returns number of chips with enough statistics
 275   if (fPhysObj==NULL) {
 276     Warning("AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::ProcessDeadPixels","No data!");
 277     return 0;
 278   }
 279
 280   // do we have enough events to even try the algorithm?
 281   if (GetNrEvents() < fMinEventsForDead) {
 282     Warning("AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::ProcessDeadPixels","Nr events (%d) < fMinEventsForDead (%d)!",GetNrEvents(),fMinEventsForDead);
 283     return 0;
 284   }
 285   // handler should be initialized
 286   if (fHandler==NULL) {
 287     Error("AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::ProcessDeadPixels","Calibration handler is not initialized!");
 288     return 0;
 289   }
 290
 291   AliITSIntMap* possiblyDead  = new AliITSIntMap();
 292   AliITSIntMap* possiblyIneff = new AliITSIntMap();
 293
 294   fNrEnoughStatChips = 0;
 295   fNrDeadChips = 0;
 296   fNrInefficientChips = 0;
 297   UInt_t nrPossiblyDeadChips = 0;
 298   fNrEqHits = 0;
 299
 300
 301   for (UInt_t hs=0; hs<6; hs++) {
 302     if (!fHandler->IsActiveHS(GetEqNr(),hs)) {
 303       fNrDeadChips+=10;
 304     }
 305     else {
 306       for (UInt_t chip=0; chip<10; chip++) {
 307         if (!fHandler->IsActiveChip(GetEqNr(),hs,chip)) {
 308           fNrDeadChips++;
 309         }
 310         else {
 311           // perform search for individual dead pixels...
 312           Bool_t good=kFALSE;
 313
 314           UInt_t nrPossiblyDeadPixels = 0;
 315           UInt_t nrPixels = 0;
 316           UInt_t nrChipHits = 0;
 317           for (UInt_t col=0; col<32; col++) {
 318             for (UInt_t row=0; row<256; row++) {
 319               UInt_t nrHits = fPhysObj->GetHits(hs,chip,col,row);
 320               nrChipHits += nrHits;
 321               if (!fHandler->IsPixelNoisy(GetEqNr(),hs,chip,col,row)) {
 322                 // don't include noisy pixels
 323                 nrPixels++;
 324                 if (nrHits==0) {
 325                   nrPossiblyDeadPixels++;
 326                 }
 327                 else {
 328                   fHandler->UnSetDeadPixel(GetEqNr(),hs,chip,col,row); // unset (no action unless dead before)
 329                 }
 330               }
 331               else {
 332                 nrChipHits -= nrHits; // this is needed when running offline (online nrHits should be 0 already)
 333               }
 334             }
 335           }
 336           fNrEqHits+=nrChipHits;
 337
 338           if (nrChipHits>0) {
 339             // make sure the chip is not flagged as dead
 340             fHandler->SetDeadChip(GetEqNr(),hs,chip,kFALSE);
 341           }
 342
 343           if (nrPossiblyDeadPixels==0) {
 344             // no need to see if we have enough statistics...
 345             fNrEnoughStatChips++;
 346             good=kTRUE;
 347             //  printf("%3d",good);
 348             //  if (chip==9) printf("\n");
 349             continue;
 350           }
 351
 352           if (nrChipHits==0) {
 353             nrPossiblyDeadChips++;
 354             possiblyDead->Insert(hs,chip);
 355             good=kFALSE;
 356             //  printf("%3d",good);
 357             //  if (chip==9) printf("\n");
 358             continue;
 359           }
 360
 361           // Binomial with n events and probability p for pixel hit
 362           UInt_t n = GetNrEvents();
 363           if (nrPixels>0 && n>0) {
 364
 365             Double_t p = (Double_t)nrChipHits/nrPixels/n;
 366
 367             // probability of falsely assigning a dead pixel
 368             Double_t falselyDeadProb = pow((Double_t)(1-p),(Double_t)n);
 369             //      printf("falselyprob=%e\n",falselyDeadProb);
 370
 371             // can we find dead pixels...?
 372             if (falselyDeadProb<fThreshDead) {
 373               fNrEnoughStatChips++;
 374               good=kTRUE;
 375               // add dead pixels to handler
 376               for (UInt_t col=0; col<32; col++) {
 377                 for (UInt_t row=0; row<256; row++) {
 378                   UInt_t nrHits = fPhysObj->GetHits(hs,chip,col,row);
 379                   if (nrHits==0) {
 380                     if (!fHandler->IsPixelNoisy(GetEqNr(),hs,chip,col,row)) {
 381                       // don't include noisy pixels
 382                       fHandler->SetDeadPixel(GetEqNr(),hs,chip,col,row);
 383                     }
 384                   }
 385                 }
 386               }
 387             }
 388             if (!good) {
 389               // this might be an inefficient chip
 390               possiblyIneff->Insert(hs*10+chip,nrChipHits);
 391             }
 392
 393           }
 394           else {
 395             if (n>0) {
 396               // this is a completely noisy chip... put in category enough stat
 397               fNrEnoughStatChips++;
 398               good=kTRUE;
 399             }
 400           }
 401
 402           //      printf("%3d",good);
 403           //      if (chip==9) printf("\n");
 404
 405         }
 406       } // for chip
 407     }
 408   } // for hs
 409
 410
 411   Int_t key,val;
 412
 413   // dead chips?
 414   if (fNrEqHits>fMinNrEqHitsForDeadChips) {
 415     while (possiblyDead->Pop(key,val)) {
 416       fHandler->SetDeadChip(GetEqNr(),key,val,kFALSE);
 417     }
 418     fNrDeadChips+=nrPossiblyDeadChips;
 419   }
 420   delete possiblyDead;
 421
 422   // inefficient chips?
 423   while (possiblyIneff->Pop(key,val)) {
 424     if (val<fNrEqHits/60*fRatioToMeanForInefficientChip) {
 425       fNrInefficientChips++;
 426     }
 427   }
 428   delete possiblyIneff;
 429
 430
 431   fbDeadProcessed = kTRUE;
 432
 433   return fNrEnoughStatChips;
 434 }
 435
 436
 437 UInt_t AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::GetNrEnoughStatChips() {
 438   // returns nr of enough stat chips
 439   if (!fbDeadProcessed) ProcessDeadPixels();
 440   return fNrEnoughStatChips;
 441 }
 442 UInt_t AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::GetNrDeadChips() {
 443   // returns nr of dead chips
 444   if (!fbDeadProcessed) ProcessDeadPixels();
 445   return fNrDeadChips;
 446 }
 447 UInt_t AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::GetNrInefficientChips() {
 448   // returns nr of inefficient chips
 449   if (!fbDeadProcessed) ProcessDeadPixels();
 450   return fNrInefficientChips;
 451 }
 452 UInt_t AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::GetNrNeedsMoreStatChips() {
 453   // returns nr of needs more stat chips
 454   if (!fbDeadProcessed) ProcessDeadPixels();
 455   return 60-fNrEnoughStatChips-fNrDeadChips-fNrInefficientChips;
 456 }
 457
 458 UInt_t AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::GetEqNr() const {
 459   // returns the eq nr of phys obj
 460   if (fPhysObj!=NULL) return fPhysObj->GetEqNr();
 461   else return 999;
 462 }
 463
 464 UInt_t AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::GetNrEvents() const {
 465   // returns the nr of events of phys obj
 466   if (fPhysObj!=NULL) return fPhysObj->GetNrEvents();
 467   else return 0;
 468 }
 469
 470 void AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::Exponent(Double_t &val, Int_t &valExp) const {
 471   // put double in format with val and exp so that 1<val<10 - The actual value is val*10e(valExp)
 472   while (val>10) {
 473     val/=10;
 474     valExp++;
 475   }
 476   while (val<1) {
 477     val*=10;
 478     valExp--;
 479   }
 480 }
 481
 482
 483
 484 TH2F* AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::GetHitMapTot() {
 485   // creates and returns a pointer to a hitmap histo (half sector style a la spdmood)
 486   if (fPhysObj==NULL) {
 487     Error("AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::GetHitMapTot","No data!");
 488     return NULL;
 489   }
 490   TString histoname = Form("Eq %d",GetEqNr());
 491   TH2F* fHitMapTot = new TH2F(histoname.Data(),histoname.Data(),32*10,-0.5,32*10-0.5,256*6,-0.5,256*6-0.5);
 492   fHitMapTot->SetNdivisions(-10,"X");
 493   fHitMapTot->SetNdivisions(-006,"Y");
 494   fHitMapTot->SetTickLength(0,"X");
 495   fHitMapTot->SetTickLength(0,"Y");
 496   fHitMapTot->GetXaxis()->SetLabelColor(gStyle->GetCanvasColor());
 497   fHitMapTot->GetYaxis()->SetLabelColor(gStyle->GetCanvasColor());
 498   for (UInt_t hs=0; hs<6; hs++) {
 499     for (UInt_t chipNr=0; chipNr<10; chipNr++) {
 500       for (UInt_t col=0; col<32; col++) {
 501         for (UInt_t row=0; row<256; row++) {
 502           fHitMapTot->Fill(chipNr*32+col,(5-hs)*256+row,fPhysObj->GetHits(hs,chipNr,col,row));
 503         }
 504       }
 505     }
 506   }
 507   return fHitMapTot;
 508 }
 509
 510 TH2F* AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::GetHitMapChip(UInt_t hs, UInt_t chip) {
 511   // creates and returns a pointer to a hitmap histo (chip style a la spdmood)
 512   if (fPhysObj==NULL) {
 513     Error("AliITSOnlineSPDphysAnalyzer::GetHitMapChip","No data!");
 514     return NULL;
 515   }
 516
 517   TString histoName;
 518   TString histoTitle;
 519   histoName = Form("fChipHisto_%d_%d_%d", GetEqNr(), hs, chip);
 520   histoTitle = Form("Eq ID %d, Half Stave %d, Chip %d", GetEqNr(), hs, chip);
 521
 522   TH2F *returnHisto = new TH2F(histoName.Data(), histoTitle.Data(), 32, -0.5, 31.5, 256, -0.5, 255.5);
 523   returnHisto->SetMinimum(0);
 524   for (UInt_t col=0; col<32; col++) {
 525     for (UInt_t row=0; row<256; row++) {
 526       returnHisto->Fill(col,row,fPhysObj->GetHits(hs,chip,col,row));
 527     }
 528   }
 529
 530   return returnHisto;
 531 }