MUON/MUONFakes.C

   1 #if !defined(__CINT__) || defined(__MAKECINT__)
   2 // ROOT includes
   3 #include <TFile.h>
   4 #include <TH1.h>
   5 #include <TCanvas.h>
   6 #include <Riostream.h>
   7 #include <TROOT.h>
   8 #include <TClonesArray.h>
   9 #include <TArrayI.h>
  10
  11 // STEER includes
  12 #include "AliLog.h"
  13 #include "AliESDEvent.h"
  14 #include "AliESDMuonTrack.h"
  15 #include "AliCDBManager.h"
  16
  17 // MUON includes
  18 #include "AliMUONCDB.h"
  19 #include "AliMUONTrack.h"
  20 #include "AliMUONVTrackStore.h"
  21 #include "AliMUONTrackParam.h"
  22 #include "AliMUONESDInterface.h"
  23 #include "AliMUONRecoCheck.h"
  24 #include "AliMUONVCluster.h"
  25 #include "AliMUONRecoParam.h"
  26 #endif
  27
  28 /// \ingroup macros
  29 /// \file MUONFakes.C
  30 ///
  31 /// \author Ph. Pillot, Subatech, March. 2009
  32 ///
  33 /// Macro to study fake tracks by comparing reconstructed tracks with TrackRefs
  34 /// Results are saved in the root file Fakes.root
  35 /// Results are relevent provided that you use the same recoParams as for the reconstruction
  36
  37 UInt_t requestedStationMask = 0;
  38 Bool_t request2ChInSameSt45 = kFALSE;
  39 Double_t sigmaCut = -1.;
  40
  41 Int_t RemoveConnectedFakes(AliMUONVTrackStore &fakeTrackStore, AliMUONVTrackStore &trackRefStore,
  42                            Bool_t useLabel, TH1F &hFractionOfConnectedClusters);
  43
  44 //-----------------------------------------------------------------------
  45 void MUONFakes(Bool_t useLabel = kFALSE, Int_t FirstEvent = 0, Int_t LastEvent = -1,
  46                const TString esdFileName = "AliESDs.root", const TString SimDir = "./generated/",
  47                const TString ocdbPath = "local://$ALICE_ROOT/OCDB")
  48 {
  49
  50   //Reset ROOT and connect tree file
  51   gROOT->Reset();
  52
  53   // File for histograms and histogram booking
  54   TFile *histoFile = new TFile("Fakes.root", "RECREATE");
  55
  56   TH1F *hNumberOfTracks = new TH1F("hNumberOfTracks","nb of tracks /evt",20,0.,20.);
  57   TH1F *hNumberOfAdditionalTracks = new TH1F("hNumberOfAdditionalTracks","nb of fake - nb of missing track",20,0.,20.);
  58
  59   TH1F *hNumberOfClusters = new TH1F("hNumberOfClusters","nb of clusters /track",20,0.,20.);
  60   TH1F *hNumberOfClustersM = new TH1F("hNumberOfClustersM","nb of clusters /matched track",20,0.,20.);
  61   TH1F *hNumberOfClustersF = new TH1F("hNumberOfClustersF","nb of clusters /fake track",20,0.,20.);
  62   TH1F *hNumberOfClustersMC = new TH1F("hNumberOfClustersMC","nb of clusters /MC track",20,0.,20.);
  63   TH1F *hFractionOfMatchedClusters = new TH1F("hFractionOfMatchedClusters","nb of matched clusters / nb of clusters",110,0.,1.1);
  64   TH1F *hFractionOfConnectedClusters = new TH1F("hFractionOfConnectedClusters","nb of connected clusters / nb of clusters in fake tracks",110,0.,1.1);
  65
  66   TH1F *hChi2PerDof = new TH1F("hChi2PerDof", "track chi2/d.o.f.", 100, 0., 20.);
  67   TH1F *hChi2PerDofM = new TH1F("hChi2PerDofM", "matched track chi2/d.o.f.", 100, 0., 20.);
  68   TH1F *hChi2PerDofF = new TH1F("hChi2PerDofF", "fake track chi2/d.o.f.", 100, 0., 20.);
  69   TH1F *hP = new TH1F("hP", "Muon P distribution (GeV/c)", 100, 0., 200.);
  70   TH1F *hPM = new TH1F("hPM", "matched track P distribution (GeV/c)", 100, 0., 200.);
  71   TH1F *hPF = new TH1F("hPF", "fake track P distribution (GeV/c)", 100, 0., 200.);
  72   TH1F *hPt = new TH1F("hPt", "Muon Pt distribution (GeV/c)", 100, 0., 20.);
  73   TH1F *hPtM = new TH1F("hPtM", "matched track Pt distribution (GeV/c)", 100, 0., 20.);
  74   TH1F *hPtF = new TH1F("hPtF", "fake track Pt distribution (GeV/c)", 100, 0., 20.);
  75   TH1F *hEta = new TH1F("hEta"," Muon pseudo-rapidity distribution",100,-10,0);
  76   TH1F *hEtaM = new TH1F("hEtaM"," matched track pseudo-rapidity distribution",100,-10,0);
  77   TH1F *hEtaF = new TH1F("hEtaF"," fake track pseudo-rapidity distribution",100,-10,0);
  78   TH1F *hPhi = new TH1F("hPhi"," Muon phi distribution",100,-1.,9.);
  79   TH1F *hPhiM = new TH1F("hPhiM"," matched track phi distribution",100,-1.,9.);
  80   TH1F *hPhiF = new TH1F("hPhiF"," fake track phi distribution",100,-1.,9.);
  81
  82   // link to reconstructed and simulated tracks
  83   AliMUONRecoCheck rc(esdFileName, SimDir);
  84
  85   // load necessary data from OCDB
  86   AliCDBManager::Instance()->SetDefaultStorage(ocdbPath);
  87   AliCDBManager::Instance()->SetRun(rc.GetRunNumber());
  88   AliMUONRecoParam* recoParam = AliMUONCDB::LoadRecoParam();
  89   if (!recoParam) return;
  90
  91   // get sigma cut from recoParam to associate clusters with TrackRefs in case the label are not used
  92   sigmaCut = (recoParam->ImproveTracks()) ? recoParam->GetSigmaCutForImprovement() : recoParam->GetSigmaCutForTracking();
  93   // compute the mask of requested stations from recoParam
  94   for (Int_t i = 0; i < 5; i++) if (recoParam->RequestStation(i)) requestedStationMask |= ( 1 << i );
  95   // get from recoParam whether a track need 2 chambers hit in the same station (4 or 5) or not to be reconstructible
  96   request2ChInSameSt45 = !recoParam->MakeMoreTrackCandidates();
  97
  98   // initialize global counters
  99   Int_t nReconstructibleTracks = 0;
 100   Int_t nReconstructedTracks = 0;
 101   Int_t nEventsWithTrackReconstructedYet = 0;
 102   Int_t nEventsWithFake = 0;
 103   Int_t nEventsWithAdditionalFake = 0;
 104   Int_t nTotMatchedTracks = 0;
 105   Int_t nTotTracksReconstructedYet = 0;
 106   Int_t nTotFakeTracks = 0;
 107   Int_t nTotConnectedTracks = 0;
 108   Int_t nTotAdditionalTracks = 0;
 109   Bool_t trackReconstructedYet;
 110   TArrayI eventsWithTrackReconstructedYet(10);
 111   TArrayI eventsWithFake(10);
 112   TArrayI eventsWithAdditionalFake(10);
 113
 114   // Loop over ESD events
 115   FirstEvent = TMath::Max(0, FirstEvent);
 116   LastEvent = (LastEvent>=0) ? TMath::Min(rc.NumberOfEvents() - 1, LastEvent) : rc.NumberOfEvents() - 1;
 117   for (Int_t iEvent = FirstEvent; iEvent <= LastEvent; iEvent++) {
 118
 119     // get reconstructed and simulated tracks
 120     AliMUONVTrackStore* muonTrackStore = rc.ReconstructedTracks(iEvent, kFALSE);
 121     AliMUONVTrackStore* trackRefStore = rc.TrackRefs(iEvent);
 122     if (!muonTrackStore || !trackRefStore) continue;
 123
 124     // count the number of reconstructible tracks
 125     TIter next(trackRefStore->CreateIterator());
 126     AliMUONTrack* trackRef;
 127     while ( ( trackRef = static_cast<AliMUONTrack*>(next()) ) ) {
 128       if (trackRef->IsValid(requestedStationMask, request2ChInSameSt45)) nReconstructibleTracks++;
 129     }
 130
 131     // loop over ESD tracks
 132     Int_t nTrackerTracks = 0;
 133     trackReconstructedYet = kFALSE;
 134     AliMUONVTrackStore *fakeTrackStore = AliMUONESDInterface::NewTrackStore();
 135     const AliESDEvent* esd = rc.GetESDEvent();
 136     Int_t nTracks = (Int_t)esd->GetNumberOfMuonTracks() ;
 137     for (Int_t iTrack = 0; iTrack <  nTracks;  iTrack++) {
 138
 139       AliESDMuonTrack* esdTrack = esd->GetMuonTrack(iTrack);
 140
 141       // skip ghosts
 142       if (!esdTrack->ContainTrackerData()) continue;
 143       nTrackerTracks++;
 144
 145       // find the corresponding MUON track
 146       AliMUONTrack* muonTrack = (AliMUONTrack*) muonTrackStore->FindObject(esdTrack->GetUniqueID());
 147
 148       // get track info
 149       Int_t nClusters = esdTrack->GetNClusters();
 150       Double_t normalizedChi2 = esdTrack->GetChi2() / (2. * esdTrack->GetNHit() - 5);
 151       Double_t p = esdTrack->P();
 152       Double_t pT = esdTrack->Pt();
 153       Double_t eta = esdTrack->Eta();
 154       Double_t phi = esdTrack->Phi();
 155
 156       // fill global histograms
 157       hNumberOfClusters->Fill(nClusters);
 158       hChi2PerDof->Fill(normalizedChi2);
 159       hP->Fill(p);
 160       hPt->Fill(pT);
 161       hEta->Fill(eta);
 162       hPhi->Fill(phi);
 163
 164       // try to match the reconstructed track with a simulated one
 165       Int_t nMatchClusters = 0;
 166       AliMUONTrack* matchedTrackRef = rc.FindCompatibleTrack(*muonTrack, *trackRefStore, nMatchClusters, useLabel, sigmaCut);
 167
 168       // take actions according to matching result
 169       if (matchedTrackRef) {
 170
 171         // global counter
 172         nTotMatchedTracks++;
 173         if (!matchedTrackRef->IsValid(requestedStationMask, request2ChInSameSt45)) {
 174           trackReconstructedYet = kTRUE;
 175           nTotTracksReconstructedYet++;
 176         }
 177
 178         // fill histograms
 179         hFractionOfMatchedClusters->Fill(((Float_t) nMatchClusters) / ((Float_t) nClusters));
 180         hNumberOfClustersMC->Fill(matchedTrackRef->GetNClusters());
 181         hNumberOfClustersM->Fill(nClusters);
 182         hChi2PerDofM->Fill(normalizedChi2);
 183         hPM->Fill(p);
 184         hPtM->Fill(pT);
 185         hEtaM->Fill(eta);
 186         hPhiM->Fill(phi);
 187
 188         // remove already matched trackRefs
 189         trackRefStore->Remove(*matchedTrackRef);
 190
 191       } else {
 192
 193         // global counter
 194         nTotFakeTracks++;
 195
 196         // fill histograms
 197         hNumberOfClustersF->Fill(nClusters);
 198         hChi2PerDofF->Fill(normalizedChi2);
 199         hPF->Fill(p);
 200         hPtF->Fill(pT);
 201         hEtaF->Fill(eta);
 202         hPhiF->Fill(phi);
 203
 204         // store fake tracks
 205         fakeTrackStore->Add(*muonTrack);
 206
 207       }
 208
 209     } // end of loop over ESD tracks
 210
 211     // fill histograms
 212     hNumberOfTracks->Fill(nTrackerTracks);
 213     nReconstructedTracks += nTrackerTracks;
 214     if (trackReconstructedYet) eventsWithTrackReconstructedYet[nEventsWithTrackReconstructedYet++] = iEvent;
 215
 216     // count the number the additional fake tracks
 217     if (fakeTrackStore->GetSize() > 0) {
 218
 219       // remove the most connected fake tracks
 220       Int_t nFreeMissingTracks = RemoveConnectedFakes(*fakeTrackStore, *trackRefStore,  useLabel, *hFractionOfConnectedClusters);
 221
 222       // remove the remaining free reconstructible tracks
 223       Int_t nAdditionalTracks = fakeTrackStore->GetSize() - nFreeMissingTracks;
 224
 225       // fill histograms
 226       eventsWithFake[nEventsWithFake] = iEvent;
 227       nEventsWithFake++;
 228       if (nAdditionalTracks > 0) {
 229         eventsWithAdditionalFake[nEventsWithAdditionalFake] = iEvent;
 230         nEventsWithAdditionalFake++;
 231         nTotAdditionalTracks += nAdditionalTracks;
 232         hNumberOfAdditionalTracks->Fill(nAdditionalTracks);
 233       }
 234
 235     }
 236
 237     delete fakeTrackStore;
 238
 239   } // end of loop over events
 240
 241   // total number of connected tracks
 242   nTotConnectedTracks = hFractionOfConnectedClusters->GetEntries();
 243
 244   // plot results
 245   TCanvas cFakesSummary("cFakesSummary","cFakesSummary",900,600);
 246   cFakesSummary.Divide(3,2);
 247   cFakesSummary.cd(1);
 248   cFakesSummary.GetPad(1)->SetLogy();
 249   hNumberOfClusters->Draw();
 250   hNumberOfClusters->SetMinimum(0.5);
 251   hNumberOfClustersM->Draw("same");
 252   hNumberOfClustersM->SetLineColor(4);
 253   hNumberOfClustersF->Draw("same");
 254   hNumberOfClustersF->SetLineColor(2);
 255   hNumberOfClustersF->SetFillColor(2);
 256   hNumberOfClustersF->SetFillStyle(3017);
 257   cFakesSummary.cd(2);
 258   cFakesSummary.GetPad(2)->SetLogy();
 259   hChi2PerDof->Draw();
 260   hChi2PerDof->SetMinimum(0.5);
 261   hChi2PerDofM->Draw("same");
 262   hChi2PerDofM->SetLineColor(4);
 263   hChi2PerDofF->Draw("same");
 264   hChi2PerDofF->SetLineColor(2);
 265   hChi2PerDofF->SetFillColor(2);
 266   hChi2PerDofF->SetFillStyle(3017);
 267   cFakesSummary.cd(3);
 268   cFakesSummary.GetPad(3)->SetLogy();
 269   hP->Draw();
 270   hP->SetMinimum(0.5);
 271   hPM->Draw("same");
 272   hPM->SetLineColor(4);
 273   hPF->Draw("same");
 274   hPF->SetLineColor(2);
 275   hPF->SetFillColor(2);
 276   hPF->SetFillStyle(3017);
 277   cFakesSummary.cd(4);
 278   cFakesSummary.GetPad(4)->SetLogy();
 279   hPt->Draw();
 280   hPt->SetMinimum(0.5);
 281   hPtM->Draw("same");
 282   hPtM->SetLineColor(4);
 283   hPtF->Draw("same");
 284   hPtF->SetLineColor(2);
 285   hPtF->SetFillColor(2);
 286   hPtF->SetFillStyle(3017);
 287   cFakesSummary.cd(5);
 288   cFakesSummary.GetPad(5)->SetLogy();
 289   hEta->Draw();
 290   hEta->SetMinimum(0.5);
 291   hEtaM->Draw("same");
 292   hEtaM->SetLineColor(4);
 293   hEtaF->Draw("same");
 294   hEtaF->SetLineColor(2);
 295   hEtaF->SetFillColor(2);
 296   hEtaF->SetFillStyle(3017);
 297   cFakesSummary.cd(6);
 298   cFakesSummary.GetPad(6)->SetLogy();
 299   hPhi->Draw();
 300   hPhi->SetMinimum(0.5);
 301   hPhiM->Draw("same");
 302   hPhiM->SetLineColor(4);
 303   hPhiF->Draw("same");
 304   hPhiF->SetLineColor(2);
 305   hPhiF->SetFillColor(2);
 306   hPhiF->SetFillStyle(3017);
 307
 308   // save results
 309   histoFile->cd();
 310   histoFile->Write();
 311   cFakesSummary.Write();
 312   histoFile->Close();
 313
 314   // print results
 315   cout << endl;
 316   cout << "- Number of reconstructible tracks: " << nReconstructibleTracks << endl;
 317   cout << "- Number of reconstructed tracks: " << nReconstructedTracks << endl;
 318   cout << "- Number of matched tracks: " << nTotMatchedTracks << endl;
 319   cout << "  (including " << nTotTracksReconstructedYet << " track(s) matched with a TrackRef that is not reconstructible";
 320   if (nTotTracksReconstructedYet > 0) {
 321     for(Int_t i=0; i<nEventsWithTrackReconstructedYet; i++){
 322       if (i==0) cout << " (eventID = " << eventsWithTrackReconstructedYet[i];
 323       else cout << ", " << eventsWithTrackReconstructedYet[i];
 324     }
 325     cout << "))" << endl;
 326   } else cout << ")" << endl;
 327   cout << "- Number of fake tracks: " << nTotFakeTracks << endl;
 328   cout << "  (including " << nTotConnectedTracks << " track(s) still connected to a reconstructible one)" << endl;
 329   cout << "  (including " << nTotAdditionalTracks << " additional track(s) (compared to the number of expected ones))" << endl;
 330   cout << "- Number of events with fake track(s): " << nEventsWithFake;
 331   if (nEventsWithFake > 0) {
 332     for(Int_t i=0; i<nEventsWithFake; i++){
 333       if (i==0) cout << " (eventID = " << eventsWithFake[i];
 334       else cout << ", " << eventsWithFake[i];
 335     }
 336     cout << ")" << endl;
 337   } else cout << endl;
 338   cout << "  (including " << nEventsWithAdditionalFake << " events with additional track(s)";
 339   if (nEventsWithAdditionalFake > 0) {
 340     for(Int_t i=0; i<nEventsWithAdditionalFake; i++){
 341       if (i==0) cout << " (eventID = " << eventsWithAdditionalFake[i];
 342       else cout << ", " << eventsWithAdditionalFake[i];
 343     }
 344     cout << "))" << endl;
 345   } else cout << ")" << endl;
 346   cout << endl;
 347   cout << "REMINDER: results are relevent provided that you use the same recoParams as for the reconstruction" << endl;
 348   cout << endl;
 349
 350 }
 351
 352 //-----------------------------------------------------------------------
 353 Int_t RemoveConnectedFakes(AliMUONVTrackStore &fakeTrackStore, AliMUONVTrackStore &trackRefStore,
 354                            Bool_t useLabel, TH1F &hFractionOfConnectedClusters)
 355 {
 356   /// loop over reconstructible TrackRef not associated with reconstructed track:
 357   /// for each of them, find and remove the most connected the fake track, if any,
 358   /// and fill the histograms with the fraction of connected clusters.
 359   /// Return the number of reconstructible track not connected to any fake
 360
 361   Int_t nFreeMissingTracks = 0;
 362
 363   // loop over trackRefs
 364   TIter next(trackRefStore.CreateIterator());
 365   AliMUONTrack* trackRef;
 366   while ( ( trackRef = static_cast<AliMUONTrack*>(next()) ) ) {
 367
 368     // skip not reconstructible trackRefs
 369     if (!trackRef->IsValid(requestedStationMask, request2ChInSameSt45)) continue;
 370
 371     Int_t label = trackRef->GetUniqueID();
 372
 373     // look for the most connected fake track
 374     AliMUONTrack *connectedFake = 0x0;
 375     Double_t fractionOfConnectedClusters = 0.;
 376     TIter next2(fakeTrackStore.CreateIterator());
 377     AliMUONTrack* fakeTrack;
 378     while ( ( fakeTrack = static_cast<AliMUONTrack*>(next2()) ) ) {
 379
 380       // get the number of connected clusters
 381       Int_t nConnectedClusters = 0;
 382       if (useLabel) { // by using the MC label
 383         for (Int_t iCl = 0; iCl < fakeTrack->GetNClusters(); iCl++)
 384           if (((AliMUONTrackParam*) fakeTrack->GetTrackParamAtCluster()->UncheckedAt(iCl))->GetClusterPtr()->GetMCLabel() == label)
 385             nConnectedClusters++;
 386       } else { // by comparing cluster/TrackRef positions
 387         Bool_t compTrack[10];
 388         nConnectedClusters = fakeTrack->FindCompatibleClusters(*trackRef, sigmaCut, compTrack);
 389       }
 390
 391       // skip non-connected fake tracks
 392       if (nConnectedClusters == 0) continue;
 393
 394       // check if it is the most connected fake track
 395       Double_t f = ((Double_t)nConnectedClusters) / ((Double_t)fakeTrack->GetNClusters());
 396       if (f > fractionOfConnectedClusters) {
 397         connectedFake = fakeTrack;
 398         fractionOfConnectedClusters = f;
 399       }
 400
 401     }
 402
 403     // remove the most connected fake track
 404     if (connectedFake) {
 405       hFractionOfConnectedClusters.Fill(fractionOfConnectedClusters);
 406       fakeTrackStore.Remove(*connectedFake);
 407     } else nFreeMissingTracks++;
 408
 409   }
 410
 411   return nFreeMissingTracks;
 412
 413 }
 414