TPC/AliTPCclustererMI.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, 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 TPC clusterer
  20 //
  21 //   Origin: Marian Ivanov
  22 //-------------------------------------------------------
  23
  24 #include "AliTPCReconstructor.h"
  25 #include "AliTPCclustererMI.h"
  26 #include "AliTPCclusterMI.h"
  27 #include <TObjArray.h>
  28 #include <TFile.h>
  29 #include "TGraph.h"
  30 #include "TF1.h"
  31 #include "TRandom.h"
  32 #include "AliMathBase.h"
  33
  34 #include "AliTPCClustersArray.h"
  35 #include "AliTPCClustersRow.h"
  36 #include "AliDigits.h"
  37 #include "AliSimDigits.h"
  38 #include "AliTPCParam.h"
  39 #include "AliTPCRecoParam.h"
  40 #include "AliRawReader.h"
  41 #include "AliTPCRawStream.h"
  42 #include "AliRunLoader.h"
  43 #include "AliLoader.h"
  44 #include "Riostream.h"
  45 #include <TTree.h>
  46 #include "AliTPCcalibDB.h"
  47 #include "AliTPCCalPad.h"
  48 #include "AliTPCCalROC.h"
  49 #include "TTreeStream.h"
  50 #include "AliLog.h"
  51
  52
  53 ClassImp(AliTPCclustererMI)
  54
  55
  56
  57   AliTPCclustererMI::AliTPCclustererMI(const AliTPCParam* par, const AliTPCRecoParam * recoParam)
  58 {
  59   fIsOldRCUFormat = kFALSE;
  60   fInput =0;
  61   fOutput=0;
  62   fParam = par;
  63   if (recoParam) {
  64     fRecoParam = recoParam;
  65   }else{
  66     //set default parameters if not specified
  67     fRecoParam = AliTPCReconstructor::GetRecoParam();
  68     if (!fRecoParam)  fRecoParam = AliTPCRecoParam::GetLowFluxParam();
  69   }
  70   fDebugStreamer = new TTreeSRedirector("TPCsignal.root");
  71   fAmplitudeHisto = 0;
  72 }
  73
  74 AliTPCclustererMI::~AliTPCclustererMI(){
  75   DumpHistos();
  76   if (fAmplitudeHisto) delete fAmplitudeHisto;
  77   if (fDebugStreamer) delete fDebugStreamer;
  78 }
  79
  80 void AliTPCclustererMI::SetInput(TTree * tree)
  81 {
  82   //
  83   // set input tree with digits
  84   //
  85   fInput = tree;
  86   if  (!fInput->GetBranch("Segment")){
  87     cerr<<"AliTPC::Digits2Clusters(): no porper input tree !\n";
  88     fInput=0;
  89     return;
  90   }
  91 }
  92
  93 void AliTPCclustererMI::SetOutput(TTree * tree)
  94 {
  95   //
  96   //
  97   fOutput= tree;
  98   AliTPCClustersRow clrow;
  99   AliTPCClustersRow *pclrow=&clrow;
 100   clrow.SetClass("AliTPCclusterMI");
 101   clrow.SetArray(1); // to make Clones array
 102   fOutput->Branch("Segment","AliTPCClustersRow",&pclrow,32000,200);
 103 }
 104
 105
 106 Float_t  AliTPCclustererMI::GetSigmaY2(Int_t iz){
 107   // sigma y2 = in digits  - we don't know the angle
 108   Float_t z = iz*fParam->GetZWidth()+fParam->GetNTBinsL1()*fParam->GetZWidth();
 109   Float_t sd2 = (z*fParam->GetDiffL()*fParam->GetDiffL())/
 110     (fPadWidth*fPadWidth);
 111   Float_t sres = 0.25;
 112   Float_t res = sd2+sres;
 113   return res;
 114 }
 115
 116
 117 Float_t  AliTPCclustererMI::GetSigmaZ2(Int_t iz){
 118   //sigma z2 = in digits - angle estimated supposing vertex constraint
 119   Float_t z = iz*fZWidth+fParam->GetNTBinsL1()*fParam->GetZWidth();
 120   Float_t sd2 = (z*fParam->GetDiffL()*fParam->GetDiffL())/(fZWidth*fZWidth);
 121   Float_t angular = fPadLength*(fParam->GetZLength()-z)/(fRx*fZWidth);
 122   angular*=angular;
 123   angular/=12.;
 124   Float_t sres = fParam->GetZSigma()/fZWidth;
 125   sres *=sres;
 126   Float_t res = angular +sd2+sres;
 127   return res;
 128 }
 129
 130 void AliTPCclustererMI::MakeCluster(Int_t k,Int_t max,Float_t *bins, UInt_t /*m*/,
 131 AliTPCclusterMI &c)
 132 {
 133   Int_t i0=k/max;  //central pad
 134   Int_t j0=k%max;  //central time bin
 135
 136   // set pointers to data
 137   //Int_t dummy[5] ={0,0,0,0,0};
 138   Float_t * matrix[5]; //5x5 matrix with digits  - indexing i = 0 ..4  j = -2..2
 139   Float_t * resmatrix[5];
 140   for (Int_t di=-2;di<=2;di++){
 141     matrix[di+2]  =  &bins[k+di*max];
 142     resmatrix[di+2]  =  &fResBins[k+di*max];
 143   }
 144   //build matrix with virtual charge
 145   Float_t sigmay2= GetSigmaY2(j0);
 146   Float_t sigmaz2= GetSigmaZ2(j0);
 147
 148   Float_t vmatrix[5][5];
 149   vmatrix[2][2] = matrix[2][0];
 150   c.SetType(0);
 151   c.SetMax((UShort_t)(vmatrix[2][2])); // write maximal amplitude
 152   for (Int_t di =-1;di <=1;di++)
 153     for (Int_t dj =-1;dj <=1;dj++){
 154       Float_t amp = matrix[di+2][dj];
 155       if ( (amp<2) && (fLoop<2)){
 156         // if under threshold  - calculate virtual charge
 157         Float_t ratio = TMath::Exp(-1.2*TMath::Abs(di)/sigmay2)*TMath::Exp(-1.2*TMath::Abs(dj)/sigmaz2);
 158         amp = ((matrix[2][0]-2)*(matrix[2][0]-2)/(matrix[-di+2][-dj]+2))*ratio;
 159         if (amp>2) amp = 2;
 160         vmatrix[2+di][2+dj]=amp;
 161         vmatrix[2+2*di][2+2*dj]=0;
 162         if ( (di*dj)!=0){
 163           //DIAGONAL ELEMENTS
 164           vmatrix[2+2*di][2+dj] =0;
 165           vmatrix[2+di][2+2*dj] =0;
 166         }
 167         continue;
 168       }
 169       if (amp<4){
 170         //if small  amplitude - below  2 x threshold  - don't consider other one
 171         vmatrix[2+di][2+dj]=amp;
 172         vmatrix[2+2*di][2+2*dj]=0;  // don't take to the account next bin
 173         if ( (di*dj)!=0){
 174           //DIAGONAL ELEMENTS
 175           vmatrix[2+2*di][2+dj] =0;
 176           vmatrix[2+di][2+2*dj] =0;
 177         }
 178         continue;
 179       }
 180       //if bigger then take everything
 181       vmatrix[2+di][2+dj]=amp;
 182       vmatrix[2+2*di][2+2*dj]= matrix[2*di+2][2*dj] ;
 183       if ( (di*dj)!=0){
 184           //DIAGONAL ELEMENTS
 185           vmatrix[2+2*di][2+dj] = matrix[2*di+2][dj];
 186           vmatrix[2+di][2+2*dj] = matrix[2+di][dj*2];
 187         }
 188     }
 189
 190
 191
 192   Float_t sumw=0;
 193   Float_t sumiw=0;
 194   Float_t sumi2w=0;
 195   Float_t sumjw=0;
 196   Float_t sumj2w=0;
 197   //
 198   for (Int_t i=-2;i<=2;i++)
 199     for (Int_t j=-2;j<=2;j++){
 200       Float_t amp = vmatrix[i+2][j+2];
 201
 202       sumw    += amp;
 203       sumiw   += i*amp;
 204       sumi2w  += i*i*amp;
 205       sumjw   += j*amp;
 206       sumj2w  += j*j*amp;
 207     }
 208   //
 209   Float_t meani = sumiw/sumw;
 210   Float_t mi2   = sumi2w/sumw-meani*meani;
 211   Float_t meanj = sumjw/sumw;
 212   Float_t mj2   = sumj2w/sumw-meanj*meanj;
 213   //
 214   Float_t ry = mi2/sigmay2;
 215   Float_t rz = mj2/sigmaz2;
 216
 217   //
 218   if ( ( (ry<0.6) || (rz<0.6) ) && fLoop==2) return;
 219   if ( (ry <1.2) && (rz<1.2) || (!fRecoParam->GetDoUnfold())) {
 220     //
 221     //if cluster looks like expected or Unfolding not switched on
 222     //standard COG is used
 223     //+1.2 deviation from expected sigma accepted
 224     //    c.fMax = FitMax(vmatrix,meani,meanj,TMath::Sqrt(sigmay2),TMath::Sqrt(sigmaz2));
 225
 226     meani +=i0;
 227     meanj +=j0;
 228     //set cluster parameters
 229     c.SetQ(sumw);
 230     c.SetY(meani*fPadWidth);
 231     c.SetZ(meanj*fZWidth);
 232     c.SetSigmaY2(mi2);
 233     c.SetSigmaZ2(mj2);
 234     AddCluster(c);
 235     //remove cluster data from data
 236     for (Int_t di=-2;di<=2;di++)
 237       for (Int_t dj=-2;dj<=2;dj++){
 238         resmatrix[di+2][dj] -= vmatrix[di+2][dj+2];
 239         if (resmatrix[di+2][dj]<0) resmatrix[di+2][dj]=0;
 240       }
 241     resmatrix[2][0] =0;
 242     return;
 243   }
 244   //
 245   //unfolding when neccessary
 246   //
 247
 248   Float_t * matrix2[7]; //7x7 matrix with digits  - indexing i = 0 ..6  j = -3..3
 249   Float_t dummy[7]={0,0,0,0,0,0};
 250   for (Int_t di=-3;di<=3;di++){
 251     matrix2[di+3] =  &bins[k+di*max];
 252     if ((k+di*max)<3)  matrix2[di+3] = &dummy[3];
 253     if ((k+di*max)>fMaxBin-3)  matrix2[di+3] = &dummy[3];
 254   }
 255   Float_t vmatrix2[5][5];
 256   Float_t sumu;
 257   Float_t overlap;
 258   UnfoldCluster(matrix2,vmatrix2,meani,meanj,sumu,overlap);
 259   //
 260   //  c.fMax = FitMax(vmatrix2,meani,meanj,TMath::Sqrt(sigmay2),TMath::Sqrt(sigmaz2));
 261   meani +=i0;
 262   meanj +=j0;
 263   //set cluster parameters
 264   c.SetQ(sumu);
 265   c.SetY(meani*fPadWidth);
 266   c.SetZ(meanj*fZWidth);
 267   c.SetSigmaY2(mi2);
 268   c.SetSigmaZ2(mj2);
 269   c.SetType(Char_t(overlap)+1);
 270   AddCluster(c);
 271
 272   //unfolding 2
 273   meani-=i0;
 274   meanj-=j0;
 275   if (gDebug>4)
 276     printf("%f\t%f\n", vmatrix2[2][2], vmatrix[2][2]);
 277 }
 278
 279
 280
 281 void AliTPCclustererMI::UnfoldCluster(Float_t * matrix2[7], Float_t recmatrix[5][5], Float_t & meani, Float_t & meanj,
 282                                       Float_t & sumu, Float_t & overlap )
 283 {
 284   //
 285   //unfold cluster from input matrix
 286   //data corresponding to cluster writen in recmatrix
 287   //output meani and meanj
 288
 289   //take separatelly y and z
 290
 291   Float_t sum3i[7] = {0,0,0,0,0,0,0};
 292   Float_t sum3j[7] = {0,0,0,0,0,0,0};
 293
 294   for (Int_t k =0;k<7;k++)
 295     for (Int_t l = -1; l<=1;l++){
 296       sum3i[k]+=matrix2[k][l];
 297       sum3j[k]+=matrix2[l+3][k-3];
 298     }
 299   Float_t mratio[3][3]={{1,1,1},{1,1,1},{1,1,1}};
 300   //
 301   //unfold  y
 302   Float_t sum3wi    = 0;  //charge minus overlap
 303   Float_t sum3wio   = 0;  //full charge
 304   Float_t sum3iw    = 0;  //sum for mean value
 305   for (Int_t dk=-1;dk<=1;dk++){
 306     sum3wio+=sum3i[dk+3];
 307     if (dk==0){
 308       sum3wi+=sum3i[dk+3];
 309     }
 310     else{
 311       Float_t ratio =1;
 312       if (  ( ((sum3i[dk+3]+3)/(sum3i[3]-3))+1 < (sum3i[2*dk+3]-3)/(sum3i[dk+3]+3))||
 313            sum3i[dk+3]<=sum3i[2*dk+3] && sum3i[dk+3]>2 ){
 314         Float_t xm2 = sum3i[-dk+3];
 315         Float_t xm1 = sum3i[+3];
 316         Float_t x1  = sum3i[2*dk+3];
 317         Float_t x2  = sum3i[3*dk+3];
 318         Float_t w11   = TMath::Max((Float_t)(4.*xm1-xm2),(Float_t)0.000001);
 319         Float_t w12   = TMath::Max((Float_t)(4 *x1 -x2),(Float_t)0.);
 320         ratio = w11/(w11+w12);
 321         for (Int_t dl=-1;dl<=1;dl++)
 322           mratio[dk+1][dl+1] *= ratio;
 323       }
 324       Float_t amp = sum3i[dk+3]*ratio;
 325       sum3wi+=amp;
 326       sum3iw+= dk*amp;
 327     }
 328   }
 329   meani = sum3iw/sum3wi;
 330   Float_t overlapi = (sum3wio-sum3wi)/sum3wio;
 331
 332
 333
 334   //unfold  z
 335   Float_t sum3wj    = 0;  //charge minus overlap
 336   Float_t sum3wjo   = 0;  //full charge
 337   Float_t sum3jw    = 0;  //sum for mean value
 338   for (Int_t dk=-1;dk<=1;dk++){
 339     sum3wjo+=sum3j[dk+3];
 340     if (dk==0){
 341       sum3wj+=sum3j[dk+3];
 342     }
 343     else{
 344       Float_t ratio =1;
 345       if ( ( ((sum3j[dk+3]+3)/(sum3j[3]-3))+1 < (sum3j[2*dk+3]-3)/(sum3j[dk+3]+3)) ||
 346            (sum3j[dk+3]<=sum3j[2*dk+3] && sum3j[dk+3]>2)){
 347         Float_t xm2 = sum3j[-dk+3];
 348         Float_t xm1 = sum3j[+3];
 349         Float_t x1  = sum3j[2*dk+3];
 350         Float_t x2  = sum3j[3*dk+3];
 351         Float_t w11   = TMath::Max((Float_t)(4.*xm1-xm2),(Float_t)0.000001);
 352         Float_t w12   = TMath::Max((Float_t)(4 *x1 -x2),(Float_t)0.);
 353         ratio = w11/(w11+w12);
 354         for (Int_t dl=-1;dl<=1;dl++)
 355           mratio[dl+1][dk+1] *= ratio;
 356       }
 357       Float_t amp = sum3j[dk+3]*ratio;
 358       sum3wj+=amp;
 359       sum3jw+= dk*amp;
 360     }
 361   }
 362   meanj = sum3jw/sum3wj;
 363   Float_t overlapj = (sum3wjo-sum3wj)/sum3wjo;
 364   overlap = Int_t(100*TMath::Max(overlapi,overlapj)+3);
 365   sumu = (sum3wj+sum3wi)/2.;
 366
 367   if (overlap ==3) {
 368     //if not overlap detected remove everything
 369     for (Int_t di =-2; di<=2;di++)
 370       for (Int_t dj =-2; dj<=2;dj++){
 371         recmatrix[di+2][dj+2] = matrix2[3+di][dj];
 372       }
 373   }
 374   else{
 375     for (Int_t di =-1; di<=1;di++)
 376       for (Int_t dj =-1; dj<=1;dj++){
 377         Float_t ratio =1;
 378         if (mratio[di+1][dj+1]==1){
 379           recmatrix[di+2][dj+2]     = matrix2[3+di][dj];
 380           if (TMath::Abs(di)+TMath::Abs(dj)>1){
 381             recmatrix[2*di+2][dj+2] = matrix2[3+2*di][dj];
 382             recmatrix[di+2][2*dj+2] = matrix2[3+di][2*dj];
 383           }
 384           recmatrix[2*di+2][2*dj+2] = matrix2[3+2*di][2*dj];
 385         }
 386         else
 387           {
 388             //if we have overlap in direction
 389             recmatrix[di+2][dj+2] = mratio[di+1][dj+1]* matrix2[3+di][dj];
 390             if (TMath::Abs(di)+TMath::Abs(dj)>1){
 391               ratio =  TMath::Min((Float_t)(recmatrix[di+2][dj+2]/(matrix2[3+0*di][1*dj]+1)),(Float_t)1.);
 392               recmatrix[2*di+2][dj+2] = ratio*recmatrix[di+2][dj+2];
 393               //
 394               ratio =  TMath::Min((Float_t)(recmatrix[di+2][dj+2]/(matrix2[3+1*di][0*dj]+1)),(Float_t)1.);
 395               recmatrix[di+2][2*dj+2] = ratio*recmatrix[di+2][dj+2];
 396             }
 397             else{
 398               ratio =  recmatrix[di+2][dj+2]/matrix2[3][0];
 399               recmatrix[2*di+2][2*dj+2] = ratio*recmatrix[di+2][dj+2];
 400             }
 401           }
 402       }
 403   }
 404   if (gDebug>4)
 405     printf("%f\n", recmatrix[2][2]);
 406
 407 }
 408
 409 Float_t AliTPCclustererMI::FitMax(Float_t vmatrix[5][5], Float_t y, Float_t z, Float_t sigmay, Float_t sigmaz)
 410 {
 411   //
 412   // estimate max
 413   Float_t sumteor= 0;
 414   Float_t sumamp = 0;
 415
 416   for (Int_t di = -1;di<=1;di++)
 417     for (Int_t dj = -1;dj<=1;dj++){
 418       if (vmatrix[2+di][2+dj]>2){
 419         Float_t teor = TMath::Gaus(di,y,sigmay*1.2)*TMath::Gaus(dj,z,sigmaz*1.2);
 420         sumteor += teor*vmatrix[2+di][2+dj];
 421         sumamp  += vmatrix[2+di][2+dj]*vmatrix[2+di][2+dj];
 422       }
 423     }
 424   Float_t max = sumamp/sumteor;
 425   return max;
 426 }
 427
 428 void AliTPCclustererMI::AddCluster(AliTPCclusterMI &c){
 429   //
 430   // transform cluster to the global coordinata
 431   // add the cluster to the array
 432   //
 433   Float_t meani = c.GetY()/fPadWidth;
 434   Float_t meanj = c.GetZ()/fZWidth;
 435
 436   Int_t ki = TMath::Nint(meani-3);
 437   if (ki<0) ki=0;
 438   if (ki>=fMaxPad) ki = fMaxPad-1;
 439   Int_t kj = TMath::Nint(meanj-3);
 440   if (kj<0) kj=0;
 441   if (kj>=fMaxTime-3) kj=fMaxTime-4;
 442   // ki and kj shifted to "real" coordinata
 443   if (fRowDig) {
 444     c.SetLabel(fRowDig->GetTrackIDFast(kj,ki,0)-2,0);
 445     c.SetLabel(fRowDig->GetTrackIDFast(kj,ki,1)-2,1);
 446     c.SetLabel(fRowDig->GetTrackIDFast(kj,ki,2)-2,2);
 447   }
 448
 449
 450   Float_t s2 = c.GetSigmaY2();
 451   Float_t w=fParam->GetPadPitchWidth(fSector);
 452
 453   c.SetSigmaY2(s2*w*w);
 454   s2 = c.GetSigmaZ2();
 455   w=fZWidth;
 456   c.SetSigmaZ2(s2*w*w);
 457   c.SetY((meani - 2.5 - 0.5*fMaxPad)*fParam->GetPadPitchWidth(fSector));
 458   c.SetZ(fZWidth*(meanj-3));
 459   c.SetZ(c.GetZ() - 3.*fParam->GetZSigma() + fParam->GetNTBinsL1()*fParam->GetZWidth()); // PASA delay + L1 delay
 460   c.SetZ(fSign*(fParam->GetZLength() - c.GetZ()));
 461   c.SetX(fRx);
 462   c.SetDetector(fSector);
 463   c.SetRow(fRow);
 464
 465   if (ki<=1 || ki>=fMaxPad-1 || kj==1 || kj==fMaxTime-2) {
 466     //c.SetSigmaY2(c.GetSigmaY2()*25.);
 467     //c.SetSigmaZ2(c.GetSigmaZ2()*4.);
 468     c.SetType(-(c.GetType()+3));  //edge clusters
 469   }
 470   if (fLoop==2) c.SetType(100);
 471
 472   TClonesArray * arr = fRowCl->GetArray();
 473   // AliTPCclusterMI * cl =
 474   new ((*arr)[fNcluster]) AliTPCclusterMI(c);
 475
 476   fNcluster++;
 477 }
 478
 479
 480 //_____________________________________________________________________________
 481 void AliTPCclustererMI::Digits2Clusters()
 482 {
 483   //-----------------------------------------------------------------
 484   // This is a simple cluster finder.
 485   //-----------------------------------------------------------------
 486
 487   if (!fInput) {
 488     Error("Digits2Clusters", "input tree not initialised");
 489     return;
 490   }
 491
 492   if (!fOutput) {
 493     Error("Digits2Clusters", "output tree not initialised");
 494     return;
 495   }
 496
 497   AliTPCCalPad * gainTPC = AliTPCcalibDB::Instance()->GetPadGainFactor();
 498
 499   AliSimDigits digarr, *dummy=&digarr;
 500   fRowDig = dummy;
 501   fInput->GetBranch("Segment")->SetAddress(&dummy);
 502   Stat_t nentries = fInput->GetEntries();
 503
 504   fMaxTime=fParam->GetMaxTBin()+6; // add 3 virtual time bins before and 3   after
 505
 506   Int_t nclusters  = 0;
 507
 508   for (Int_t n=0; n<nentries; n++) {
 509     fInput->GetEvent(n);
 510     if (!fParam->AdjustSectorRow(digarr.GetID(),fSector,fRow)) {
 511       cerr<<"AliTPC warning: invalid segment ID ! "<<digarr.GetID()<<endl;
 512       continue;
 513     }
 514     Int_t row = fRow;
 515     AliTPCCalROC * gainROC = gainTPC->GetCalROC(fSector);  // pad gains per given sector
 516
 517     //
 518     AliTPCClustersRow *clrow= new AliTPCClustersRow();
 519     fRowCl = clrow;
 520     clrow->SetClass("AliTPCclusterMI");
 521     clrow->SetArray(1);
 522
 523     clrow->SetID(digarr.GetID());
 524     fOutput->GetBranch("Segment")->SetAddress(&clrow);
 525     fRx=fParam->GetPadRowRadii(fSector,row);
 526
 527
 528     const Int_t kNIS=fParam->GetNInnerSector(), kNOS=fParam->GetNOuterSector();
 529     fZWidth = fParam->GetZWidth();
 530     if (fSector < kNIS) {
 531       fMaxPad = fParam->GetNPadsLow(row);
 532       fSign = (fSector < kNIS/2) ? 1 : -1;
 533       fPadLength = fParam->GetPadPitchLength(fSector,row);
 534       fPadWidth = fParam->GetPadPitchWidth();
 535     } else {
 536       fMaxPad = fParam->GetNPadsUp(row);
 537       fSign = ((fSector-kNIS) < kNOS/2) ? 1 : -1;
 538       fPadLength = fParam->GetPadPitchLength(fSector,row);
 539       fPadWidth  = fParam->GetPadPitchWidth();
 540     }
 541
 542
 543     fMaxBin=fMaxTime*(fMaxPad+6);  // add 3 virtual pads  before and 3 after
 544     fBins    =new Float_t[fMaxBin];
 545     fResBins =new Float_t[fMaxBin];  //fBins with residuals after 1 finder loop
 546     memset(fBins,0,sizeof(Float_t)*fMaxBin);
 547     memset(fResBins,0,sizeof(Float_t)*fMaxBin);
 548
 549     if (digarr.First()) //MI change
 550       do {
 551         Float_t dig=digarr.CurrentDigit();
 552         if (dig<=fParam->GetZeroSup()) continue;
 553         Int_t j=digarr.CurrentRow()+3, i=digarr.CurrentColumn()+3;
 554         Float_t gain = gainROC->GetValue(row,digarr.CurrentColumn());
 555         fBins[i*fMaxTime+j]=dig/gain;
 556       } while (digarr.Next());
 557     digarr.ExpandTrackBuffer();
 558
 559     FindClusters();
 560
 561     fOutput->Fill();
 562     delete clrow;
 563     nclusters+=fNcluster;
 564     delete[] fBins;
 565     delete[] fResBins;
 566   }
 567
 568   Info("Digits2Clusters", "Number of found clusters : %d", nclusters);
 569 }
 570
 571 void AliTPCclustererMI::Digits2Clusters(AliRawReader* rawReader)
 572 {
 573 //-----------------------------------------------------------------
 574 // This is a cluster finder for the TPC raw data.
 575 // The method assumes NO ordering of the altro channels.
 576 // The pedestal subtraction can be switched on and off
 577 // using an option of the TPC reconstructor
 578 //-----------------------------------------------------------------
 579
 580   if (!fOutput) {
 581     Error("Digits2Clusters", "output tree not initialised");
 582     return;
 583   }
 584
 585   fRowDig = NULL;
 586
 587   AliTPCCalPad * gainTPC = AliTPCcalibDB::Instance()->GetPadGainFactor();
 588
 589   Int_t nclusters  = 0;
 590
 591   fMaxTime = fParam->GetMaxTBin() + 6; // add 3 virtual time bins before and 3 after
 592   const Int_t kNIS = fParam->GetNInnerSector();
 593   const Int_t kNOS = fParam->GetNOuterSector();
 594   const Int_t kNS = kNIS + kNOS;
 595   fZWidth = fParam->GetZWidth();
 596   Int_t zeroSup = fParam->GetZeroSup();
 597
 598   Float_t** allBins = NULL;
 599   Float_t** allBinsRes = NULL;
 600
 601   // Loop over sectors
 602   for(fSector = 0; fSector < kNS; fSector++) {
 603
 604     AliTPCCalROC * gainROC = gainTPC->GetCalROC(fSector);  // pad gains per given sector
 605
 606     Int_t nRows = 0;
 607     Int_t nDDLs = 0, indexDDL = 0;
 608     if (fSector < kNIS) {
 609       nRows = fParam->GetNRowLow();
 610       fSign = (fSector < kNIS/2) ? 1 : -1;
 611       nDDLs = 2;
 612       indexDDL = fSector * 2;
 613     }
 614     else {
 615       nRows = fParam->GetNRowUp();
 616       fSign = ((fSector-kNIS) < kNOS/2) ? 1 : -1;
 617       nDDLs = 4;
 618       indexDDL = (fSector-kNIS) * 4 + kNIS * 2;
 619     }
 620
 621     allBins = new Float_t*[nRows];
 622     allBinsRes = new Float_t*[nRows];
 623
 624     for (Int_t iRow = 0; iRow < nRows; iRow++) {
 625       Int_t maxPad;
 626       if (fSector < kNIS)
 627         maxPad = fParam->GetNPadsLow(iRow);
 628       else
 629         maxPad = fParam->GetNPadsUp(iRow);
 630
 631       Int_t maxBin = fMaxTime*(maxPad+6);  // add 3 virtual pads  before and 3 after
 632       allBins[iRow] = new Float_t[maxBin];
 633       allBinsRes[iRow] = new Float_t[maxBin];
 634       memset(allBins[iRow],0,sizeof(Float_t)*maxBin);
 635       memset(allBinsRes[iRow],0,sizeof(Float_t)*maxBin);
 636     }
 637
 638     // Loas the raw data for corresponding DDLs
 639     rawReader->Reset();
 640     AliTPCRawStream input(rawReader);
 641     input.SetOldRCUFormat(fIsOldRCUFormat);
 642     rawReader->Select("TPC",indexDDL,indexDDL+nDDLs-1);
 643
 644     // Begin loop over altro data
 645     while (input.Next()) {
 646
 647       if (input.GetSector() != fSector)
 648         AliFatal(Form("Sector index mismatch ! Expected (%d), but got (%d) !",fSector,input.GetSector()));
 649
 650       if (input.GetTime() < AliTPCReconstructor::GetRecoParam()->GetFirstBin()) continue;
 651       if (input.GetTime() > AliTPCReconstructor::GetRecoParam()->GetLastBin()) continue;
 652
 653       Int_t iRow = input.GetRow();
 654       if (iRow < 0 || iRow >= nRows)
 655         AliFatal(Form("Pad-row index (%d) outside the range (%d -> %d) !",
 656                       iRow, 0, nRows -1));
 657
 658       Int_t iPad = input.GetPad() + 3;
 659
 660       Int_t maxPad;
 661       if (fSector < kNIS)
 662         maxPad = fParam->GetNPadsLow(iRow);
 663       else
 664         maxPad = fParam->GetNPadsUp(iRow);
 665
 666       if (input.GetPad() < 0 || input.GetPad() >= maxPad)
 667         AliFatal(Form("Pad index (%d) outside the range (%d -> %d) !",
 668                       input.GetPad(), 0, maxPad -1));
 669
 670       Int_t iTimeBin = input.GetTime() + 3;
 671       if ( input.GetTime() < 0 || input.GetTime() >= fParam->GetMaxTBin())
 672         AliFatal(Form("Timebin index (%d) outside the range (%d -> %d) !",
 673                       input.GetTime(), 0, fParam->GetMaxTBin() -1));
 674
 675       Int_t maxBin = fMaxTime*(maxPad+6);  // add 3 virtual pads  before and 3 after
 676
 677       if (((iPad*fMaxTime+iTimeBin) >= maxBin) ||
 678           ((iPad*fMaxTime+iTimeBin) < 0))
 679         AliFatal(Form("Index outside the allowed range"
 680                       " Sector=%d Row=%d Pad=%d Timebin=%d"
 681                       " (Max.index=%d)",fSector,iRow,iPad,iTimeBin,maxBin));
 682
 683       Float_t signal = input.GetSignal();
 684       //      if (!fPedSubtraction && signal <= zeroSup) continue;
 685       if (!fRecoParam->GetCalcPedestal() && signal <= zeroSup) continue;
 686
 687       Float_t gain = gainROC->GetValue(iRow,input.GetPad());
 688       allBins[iRow][iPad*fMaxTime+iTimeBin] = signal/gain;
 689       allBins[iRow][iPad*fMaxTime+0] = 1;  // pad with signal
 690     } // End of the loop over altro data
 691
 692     // Now loop over rows and perform pedestal subtraction
 693     //    if (fPedSubtraction) {
 694     if (fRecoParam->GetCalcPedestal()) {
 695       for (Int_t iRow = 0; iRow < nRows; iRow++) {
 696         Int_t maxPad;
 697         if (fSector < kNIS)
 698           maxPad = fParam->GetNPadsLow(iRow);
 699         else
 700           maxPad = fParam->GetNPadsUp(iRow);
 701
 702         for (Int_t iPad = 0; iPad < maxPad + 6; iPad++) {
 703           if (allBins[iRow][iPad*fMaxTime+0] !=1) continue;  // no data
 704           Float_t *p = &allBins[iRow][iPad*fMaxTime+3];
 705           //Float_t pedestal = TMath::Median(fMaxTime, p);
 706           Int_t id[3] = {fSector, iRow, iPad-3};
 707           Float_t pedestal = ProcesSignal(p, fMaxTime, id);
 708           for (Int_t iTimeBin = 0; iTimeBin < fMaxTime; iTimeBin++) {
 709             allBins[iRow][iPad*fMaxTime+iTimeBin] -= pedestal;
 710             if (allBins[iRow][iPad*fMaxTime+iTimeBin] < zeroSup)
 711               allBins[iRow][iPad*fMaxTime+iTimeBin] = 0;
 712           }
 713         }
 714       }
 715     }
 716
 717     // Now loop over rows and find clusters
 718     for (fRow = 0; fRow < nRows; fRow++) {
 719       fRowCl = new AliTPCClustersRow;
 720       fRowCl->SetClass("AliTPCclusterMI");
 721       fRowCl->SetArray(1);
 722       fRowCl->SetID(fParam->GetIndex(fSector, fRow));
 723       fOutput->GetBranch("Segment")->SetAddress(&fRowCl);
 724
 725       fRx = fParam->GetPadRowRadii(fSector, fRow);
 726       fPadLength = fParam->GetPadPitchLength(fSector, fRow);
 727       fPadWidth  = fParam->GetPadPitchWidth();
 728       if (fSector < kNIS)
 729         fMaxPad = fParam->GetNPadsLow(fRow);
 730       else
 731         fMaxPad = fParam->GetNPadsUp(fRow);
 732       fMaxBin = fMaxTime*(fMaxPad+6);  // add 3 virtual pads  before and 3 after
 733
 734       fBins = allBins[fRow];
 735       fResBins = allBinsRes[fRow];
 736
 737       FindClusters();
 738
 739       fOutput->Fill();
 740       delete fRowCl;
 741       nclusters += fNcluster;
 742     } // End of loop to find clusters
 743
 744
 745     for (Int_t iRow = 0; iRow < nRows; iRow++) {
 746       delete [] allBins[iRow];
 747       delete [] allBinsRes[iRow];
 748     }
 749
 750     delete [] allBins;
 751     delete [] allBinsRes;
 752
 753   } // End of loop over sectors
 754
 755   Info("Digits2Clusters", "Number of found clusters : %d\n", nclusters);
 756
 757 }
 758
 759 void AliTPCclustererMI::FindClusters()
 760 {
 761   //add virtual charge at the edge
 762   for (Int_t i=0; i<fMaxTime; i++){
 763     Float_t amp1 = fBins[i+3*fMaxTime];
 764     Float_t amp0 =0;
 765     if (amp1>0){
 766       Float_t amp2 = fBins[i+4*fMaxTime];
 767       if (amp2==0) amp2=0.5;
 768       Float_t sigma2 = GetSigmaY2(i);
 769       amp0 = (amp1*amp1/amp2)*TMath::Exp(-1./sigma2);
 770       if (gDebug>4) printf("\n%f\n",amp0);
 771     }
 772     fBins[i+2*fMaxTime] = amp0;
 773     amp0 = 0;
 774     amp1 = fBins[(fMaxPad+2)*fMaxTime+i];
 775     if (amp1>0){
 776       Float_t amp2 = fBins[i+(fMaxPad+1)*fMaxTime];
 777       if (amp2==0) amp2=0.5;
 778       Float_t sigma2 = GetSigmaY2(i);
 779       amp0 = (amp1*amp1/amp2)*TMath::Exp(-1./sigma2);
 780       if (gDebug>4) printf("\n%f\n",amp0);
 781     }
 782     fBins[(fMaxPad+3)*fMaxTime+i] = amp0;
 783   }
 784
 785 //  memcpy(fResBins,fBins, fMaxBin*2);
 786   memcpy(fResBins,fBins, fMaxBin);
 787   //
 788   fNcluster=0;
 789   //first loop - for "gold cluster"
 790   fLoop=1;
 791   Float_t *b=&fBins[-1]+2*fMaxTime;
 792   Int_t crtime = Int_t((fParam->GetZLength()-fRecoParam->GetCtgRange()*fRx)/fZWidth-fParam->GetNTBinsL1()-5);
 793
 794   for (Int_t i=2*fMaxTime; i<fMaxBin-2*fMaxTime; i++) {
 795     b++;
 796     if (*b<8) continue;   //threshold form maxima
 797     if (i%fMaxTime<crtime) {
 798       Int_t delta = -(i%fMaxTime)+crtime;
 799       b+=delta;
 800       i+=delta;
 801       continue;
 802     }
 803
 804     if (!IsMaximum(*b,fMaxTime,b)) continue;
 805     AliTPCclusterMI c;
 806     Int_t dummy=0;
 807     MakeCluster(i, fMaxTime, fBins, dummy,c);
 808     //}
 809   }
 810   //memcpy(fBins,fResBins, fMaxBin*2);
 811   //second  loop - for rest cluster
 812   /*
 813   fLoop=2;
 814   b=&fResBins[-1]+2*fMaxTime;
 815   for (Int_t i=2*fMaxTime; i<fMaxBin-2*fMaxTime; i++) {
 816     b++;
 817     if (*b<25) continue;   // bigger threshold for maxima
 818     if (!IsMaximum(*b,fMaxTime,b)) continue;
 819     AliTPCclusterMI c;
 820     Int_t dummy;
 821     MakeCluster(i, fMaxTime, fResBins, dummy,c);
 822     //}
 823   }
 824   */
 825 }
 826
 827
 828 Double_t AliTPCclustererMI::ProcesSignal(Float_t *signal, Int_t nchannels, Int_t id[3]){
 829   //
 830   // process signal on given pad - + streaming of additional information in special mode
 831   //
 832   // id[0] - sector
 833   // id[1] - row
 834   // id[2] - pad
 835   Int_t offset =100;
 836   Float_t kMin =fRecoParam->GetDumpAmplitudeMin();   // minimal signal to be dumped
 837   Double_t median = TMath::Median(nchannels-offset, &(signal[offset]));
 838   if (AliLog::GetDebugLevel("","AliTPCclustererMI")==0) return median;
 839   //
 840
 841   Double_t mean   = TMath::Mean(nchannels-offset, &(signal[offset]));
 842   Double_t rms    = TMath::RMS(nchannels-offset, &(signal[offset]));
 843   Double_t *dsignal = new Double_t[nchannels];
 844   Double_t *dtime   = new Double_t[nchannels];
 845   Float_t max    =  0;
 846   Float_t maxPos =  0;
 847   for (Int_t i=0; i<nchannels; i++){
 848     dtime[i] = i;
 849     dsignal[i] = signal[i];
 850     if (signal[i]>max && i <fMaxTime-100) {  // temporary remove spike signals at the end
 851       max = signal[i];
 852       maxPos = i;
 853     }
 854   }
 855
 856   Double_t mean06=0, mean09=0;
 857   Double_t rms06=0, rms09=0;
 858   AliMathBase::EvaluateUni(nchannels-offset, &(dsignal[offset]), mean06, rms06, int(0.6*(nchannels-offset)));
 859   AliMathBase::EvaluateUni(nchannels-offset, &(dsignal[offset]), mean09, rms09, int(0.9*(nchannels-offset)));
 860
 861   //
 862   UInt_t uid[3] = {UInt_t(id[0]),UInt_t(id[1]),UInt_t(id[2])};
 863   if (uid[0]< AliTPCROC::Instance()->GetNSectors()
 864       && uid[1]<  AliTPCROC::Instance()->GetNRows(uid[0])  &&
 865       uid[2] < AliTPCROC::Instance()->GetNPads(uid[0], uid[1])){
 866     if (!fAmplitudeHisto){
 867       fAmplitudeHisto = new TObjArray(72);
 868     }
 869     TObjArray  * sectorArray = (TObjArray*)fAmplitudeHisto->UncheckedAt(uid[0]);
 870     if (!sectorArray){
 871       Int_t npads = AliTPCROC::Instance()->GetNChannels(uid[0]);
 872       sectorArray = new TObjArray(npads);
 873       fAmplitudeHisto->AddAt(sectorArray, uid[0]);
 874     }
 875     Int_t position =  uid[2]+ AliTPCROC::Instance()->GetRowIndexes(uid[0])[uid[1]];
 876     TH1F * histo = (TH1F*)sectorArray->UncheckedAt(position);
 877     if (!histo){
 878       char hname[100];
 879       sprintf(hname,"Amp_%d_%d_%d",uid[0],uid[1],uid[2]);
 880       TFile * backup = gFile;
 881       fDebugStreamer->GetFile()->cd();
 882       histo = new TH1F(hname, hname, 100, 5,100);
 883       //histo->SetDirectory(0);     // histogram not connected to directory -(File)
 884       sectorArray->AddAt(histo, position);
 885       if (backup) backup->cd();
 886     }
 887     for (Int_t i=0; i<nchannels; i++){
 888       if (signal[i]>0) histo->Fill(signal[i]);
 889     }
 890   }
 891   //
 892   TGraph * graph;
 893   Bool_t random = (gRandom->Rndm()<0.0001);
 894   if (max-median>kMin || rms06>2.*fParam->GetZeroSup() || random){
 895     graph =new TGraph(nchannels, dtime, dsignal);
 896     if (rms06>2.*fParam->GetZeroSup() || random)
 897       (*fDebugStreamer)<<"SignalN"<<    //noise pads - or random sample of pads
 898         "Sector="<<uid[0]<<
 899         "Row="<<uid[1]<<
 900         "Pad="<<uid[2]<<
 901         "Graph.="<<graph<<
 902         "Max="<<max<<
 903         "MaxPos="<<maxPos<<
 904         //
 905         "Median="<<median<<
 906         "Mean="<<mean<<
 907         "RMS="<<rms<<
 908         "Mean06="<<mean06<<
 909         "RMS06="<<rms06<<
 910         "Mean09="<<mean09<<
 911         "RMS09="<<rms09<<
 912         "\n";
 913     if (max-median>kMin)
 914       (*fDebugStreamer)<<"SignalB"<<     // pads with signal
 915         "Sector="<<uid[0]<<
 916         "Row="<<uid[1]<<
 917         "Pad="<<uid[2]<<
 918         "Graph.="<<graph<<
 919         "Max="<<max<<
 920         "MaxPos="<<maxPos<<
 921         //
 922         "Median="<<median<<
 923         "Mean="<<mean<<
 924         "RMS="<<rms<<
 925         "Mean06="<<mean06<<
 926         "RMS06="<<rms06<<
 927         "Mean09="<<mean09<<
 928         "RMS09="<<rms09<<
 929         "\n";
 930     delete graph;
 931   }
 932
 933   (*fDebugStreamer)<<"Signal"<<
 934     "Sector="<<uid[0]<<
 935     "Row="<<uid[1]<<
 936     "Pad="<<uid[2]<<
 937     "Max="<<max<<
 938     "MaxPos="<<maxPos<<
 939     //
 940     "Median="<<median<<
 941     "Mean="<<mean<<
 942     "RMS="<<rms<<
 943     "Mean06="<<mean06<<
 944     "RMS06="<<rms06<<
 945     "Mean09="<<mean09<<
 946     "RMS09="<<rms09<<
 947     "\n";
 948   delete [] dsignal;
 949   delete [] dtime;
 950   if (rms06>fRecoParam->GetMaxNoise()) return 1024+median; // sign noisy channel in debug mode
 951   return median;
 952 }
 953
 954
 955
 956 void AliTPCclustererMI::DumpHistos(){
 957   if (!fAmplitudeHisto) return;
 958   for (UInt_t isector=0; isector<AliTPCROC::Instance()->GetNSectors(); isector++){
 959     TObjArray * array = (TObjArray*)fAmplitudeHisto->UncheckedAt(isector);
 960     if (!array) continue;
 961     for (UInt_t ipad = 0; ipad <(UInt_t)array->GetEntriesFast(); ipad++){
 962       TH1F * histo = (TH1F*) array->UncheckedAt(ipad);
 963       if (!histo) continue;
 964       if (histo->GetEntries()<100) continue;
 965       histo->Fit("gaus","q");
 966       Float_t mean =  histo->GetMean();
 967       Float_t rms  =  histo->GetRMS();
 968       Float_t gmean = histo->GetFunction("gaus")->GetParameter(1);
 969       Float_t gsigma = histo->GetFunction("gaus")->GetParameter(2);
 970       Float_t max = histo->GetFunction("gaus")->GetParameter(0);
 971
 972       // get pad number
 973       UInt_t row=0, pad =0;
 974       const UInt_t *indexes = AliTPCROC::Instance()->GetRowIndexes(isector);
 975       for (UInt_t irow=0; irow< AliTPCROC::Instance()->GetNRows(isector); irow++){
 976         if (indexes[irow]<ipad){
 977           row = irow;
 978           pad = ipad-indexes[irow];
 979         }
 980       }
 981       Int_t rpad = pad - (AliTPCROC::Instance()->GetNPads(isector,row))/2;
 982       //
 983       (*fDebugStreamer)<<"Fit"<<
 984         "Sector="<<isector<<
 985         "Row="<<row<<
 986         "Pad="<<pad<<
 987         "RPad="<<rpad<<
 988         "Max="<<max<<
 989         "Mean="<<mean<<
 990         "RMS="<<rms<<
 991         "GMean="<<gmean<<
 992         "GSigma="<<gsigma<<
 993         "\n";
 994       if (array->UncheckedAt(ipad)) fDebugStreamer->StoreObject(array->UncheckedAt(ipad));
 995     }
 996   }
 997 }