Coding rule violations (Raphaelle)
[u/mrichter/AliRoot.git] / TRD / AliTRDCalibraFit.h
1 #ifndef ALITRDCALIBRAFIT_H
2 #define ALITRDCALIBRAFIT_H
3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
5
6 /* $Id$ */
7
8 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
9 //                                                                           //
10 //  TRD calibration class for the HLT parameters                             //
11 //                                                                           //
12 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
13
14 #ifndef ROOT_TObject
15 # include <TObject.h>
16 #endif
17 #ifndef ROOT_TVectorD
18 # include <TVectorD.h>
19 #endif 
20
21 class TTree;
22 class TProfile2D;
23 class TGraphErrors;
24 class TObjArray;
25 class TH1I;
26 class TH1;
27 class TH1F;
28 class TH2I;
29 class TH2F;
30 class TF1;
31 class TTreeSRedirector;
32
33
34 class AliLog;
35
36 class AliTRDCalibraMode;
37 class AliTRDCalibraVector;
38 class AliTRDCalibraVdriftLinearFit;
39 class AliTRDCalDet;
40 class AliTRDCalROC;
41 class AliTRDgeometry;
42
43 class AliTRDCalibraFit : public TObject {
44
45  public: 
46
47   // Instance
48   static AliTRDCalibraFit *Instance();
49   static void Terminate();
50   static void Destroy();
51   void DestroyDebugStreamer();
52
53   AliTRDCalibraFit(const AliTRDCalibraFit &c);
54   AliTRDCalibraFit &operator=(const AliTRDCalibraFit &) { return *this; }
55
56   // Function for integration range of the charge 
57   void     RangeChargeIntegration(Float_t vdrift, Float_t t0, Int_t &begin, Int_t &peak, Int_t &end) const;
58   
59   // Functions fit for CH
60   Bool_t   AnalyseCH(const TH2I *ch);
61   Bool_t   AnalyseCH(AliTRDCalibraVector *calvect);
62   
63   // Functions fit for PH       
64   Bool_t   AnalysePH(const TProfile2D *ph);
65   Bool_t   AnalysePH(AliTRDCalibraVector *calvect);
66   
67   // Functions fit for PRF
68   Bool_t   AnalysePRF(const TProfile2D *prf);
69   Bool_t   AnalysePRF(AliTRDCalibraVector *calvect);
70   
71   Bool_t   AnalysePRFMarianFit(const TProfile2D *prf);
72   Bool_t   AnalysePRFMarianFit(AliTRDCalibraVector *calvect);
73   
74   // Functions fit for vdrift/lorentzangle
75   Bool_t   AnalyseLinearFitters(AliTRDCalibraVdriftLinearFit *calivdli);
76   
77   // Pad Calibration
78   Bool_t   SetModeCalibration(const char *name, Int_t i);
79   
80   //Reset Function
81   void     ResetVectorFit();
82   
83   // Some functions
84   Double_t *CalculPolynomeLagrange2(const Double_t *x, const Double_t *y) const;
85   Double_t *CalculPolynomeLagrange3(const Double_t *x, const Double_t *y) const;
86   Double_t *CalculPolynomeLagrange4(const Double_t *x, const Double_t *y) const;
87   
88   // Fill the database
89   void         RemoveOutliers(Int_t type, Bool_t perdetector = kFALSE);
90   void         RemoveOutliers2(Bool_t perdetector = kFALSE);
91   void         PutMeanValueOtherVectorFit(Int_t ofwhat = 1, Bool_t perdetector = kFALSE);
92   void         PutMeanValueOtherVectorFit2(Int_t ofwhat = 1, Bool_t perdetector = kFALSE);
93   AliTRDCalDet *CreateDetObjectVdrift(const TObjArray *vectorFit, Bool_t perdetector = kFALSE);
94   AliTRDCalDet *CreateDetObjectGain(const TObjArray *vectorFit, Bool_t meanOtherBefore=kTRUE, Double_t scaleFitFactor = 0.02431, Bool_t perdetector = kTRUE);
95   AliTRDCalDet *CreateDetObjectT0(const TObjArray *vectorFit, Bool_t perdetector = kFALSE);
96   AliTRDCalDet *CreateDetObjectLorentzAngle(const TObjArray *vectorFit);
97   
98   TObject      *CreatePadObjectGain(const TObjArray *vectorFit = 0, Double_t scaleFitFactor = 1.0, const AliTRDCalDet *detobject = 0);
99   TObject      *CreatePadObjectVdrift(const TObjArray *vectorFit = 0, const AliTRDCalDet *detobject = 0);
100   TObject      *CreatePadObjectT0(const TObjArray *vectorFit = 0, const AliTRDCalDet *detobject = 0);
101   TObject      *CreatePadObjectPRF(const TObjArray *vectorFit);
102   
103   // Outliers stats
104   AliTRDCalDet *MakeOutliersStatDet(const TObjArray *vectorFit, const char *name, Double_t &mean);
105   TObject      *MakeOutliersStatPad(const TObjArray *vectorFit, const char *name, Double_t &mean);
106        
107   //
108   // Set or Get the variables
109   //
110   
111   // Fit
112   void     ChooseMethod(Short_t method)                              { fMethod = method;               }
113   void     SetBeginFitCharge(Float_t beginFitCharge);   
114   void     SetPeriodeFitPH(Int_t periodeFitPH);   
115   void     SetTakeTheMaxPH()                                         { fTakeTheMaxPH   = kTRUE;        }
116   void     SetT0Shift0(Float_t t0Shift0); 
117   void     SetT0Shift1(Float_t t0Shift1); 
118   void     SetRangeFitPRF(Float_t rangeFitPRF);     
119   void     SetAccCDB()                                               { fAccCDB         = kTRUE;        }
120   void     SetMinEntries(Int_t minEntries);                    
121   void     SetRebin(Short_t rebin);
122   
123   Int_t    GetPeriodeFitPH() const                                   { return fFitPHPeriode;           }
124   Bool_t   GetTakeTheMaxPH() const                                   { return fTakeTheMaxPH;           }
125   Float_t  GetT0Shift0() const                                       { return fT0Shift0;               }
126   Float_t  GetT0Shift1() const                                       { return fT0Shift1;               }
127   Float_t  GetRangeFitPRF() const                                    { return fRangeFitPRF;            }
128   Bool_t   GetAccCDB() const                                         { return fAccCDB;                 }
129   Int_t    GetMinEntries() const                                     { return fMinEntries;             }
130   Short_t  GetRebin() const                                          { return fRebin;                  }
131   
132   // Statistics
133   Int_t    GetNumberFit() const                                      { return fNumberFit;              }
134   Int_t    GetNumberFitSuccess() const                               { return fNumberFitSuccess;       }
135   Int_t    GetNumberEnt() const                                      { return fNumberEnt;              }
136   Double_t GetStatisticMean() const                                  { return fStatisticMean;          }
137   
138        
139   // Debug
140   void     SetDebugLevel(Short_t level)                              { fDebugLevel = level;            }
141   void     SetDet(Int_t iLayer, Int_t iStack, Int_t iSector)         { fDet[0]  = iLayer; 
142                                                                             fDet[1]  = iStack; 
143                                                                             fDet[2]  = iSector;             }
144        void     SetFitVoir(Int_t fitVoir)                                 { fFitVoir = fitVoir;             }
145        // Magnetic field  
146        void     SetMagneticField(Float_t magneticfield)                   { fMagneticField = magneticfield; }
147        
148        // Get the scale factor
149        Double_t GetScaleFitFactor() const                                 { return fScaleFitFactor;         }
150        
151        // Vector Fit getter
152        TObjArray  GetVectorFit() const                                    { return fVectorFit;              }
153        TObjArray  GetVectorFit2() const                                   { return fVectorFit2;             }
154        
155        // AliTRDCalibraMode
156        AliTRDCalibraMode *GetCalibraMode() const                          { return fCalibraMode;            }
157        
158        class AliTRDFitInfo : public TObject {
159          
160        public:
161          
162          AliTRDFitInfo()
163            :TObject()
164            ,fCoef(0x0)
165            ,fDetector(-1)                                   { }    
166          AliTRDFitInfo(const AliTRDFitInfo &i) 
167            :TObject(i)
168            ,fCoef(0x0)
169            ,fDetector(-1)                                   { }
170          AliTRDFitInfo &operator=(const AliTRDFitInfo&)     { return *this;            }
171          virtual ~AliTRDFitInfo()                           { if(fCoef) { delete [] fCoef;} }
172          
173          void      SetCoef(Float_t *coef)                   { fCoef = coef;            }
174          void      SetDetector(Int_t detector)              { fDetector = detector;    }
175          
176          Float_t  *GetCoef() const                          { return fCoef;            }
177          Int_t     GetDetector() const                      { return fDetector;        }
178          
179        protected:
180          
181          Float_t  *fCoef;                        // Relative coefficient for each group of the detector
182          Int_t     fDetector;                    // Detector number
183          
184        };
185
186        // Fit function
187        void     FitLagrangePoly(TH1* projPH);
188
189  protected:
190        
191        // Geometry
192        AliTRDgeometry  *fGeo;               //! The TRD geometry
193        
194        
195        Int_t        fNumberOfBinsExpected;  // Number of bins expected  
196        
197        // Fit
198        Short_t      fMethod;                // Method
199        Float_t      fBeginFitCharge;        // The fit begins at mean/fBeginFitCharge for the gain calibration
200        Int_t        fFitPHPeriode;          // Periode of the fit PH
201        Bool_t       fTakeTheMaxPH;          // Take the Max for the T0 determination
202        Float_t      fT0Shift0;              // T0 Shift with the maximum positive slope
203        Float_t      fT0Shift1;              // T0 Shift with the maximum of the amplification region
204        Float_t      fRangeFitPRF;           // The fit range for the PRF is -fRangeFitPRF +fRangeFitPRF
205        Bool_t       fAccCDB;                // If there is a calibration database to be compared with....
206        Int_t        fMinEntries;            // Min Entries to fit the histo
207        Short_t      fRebin;                 // If you want to rebin the histo for the gain calibration 
208        
209        // Statistics      
210        Int_t        fNumberFit;             // To know how many pad groups have been fitted
211        Int_t        fNumberFitSuccess;      // To know how many pad groups have been fitted successfully
212        Int_t        fNumberEnt;             // To know how many pad groups have entries in the histo
213        Double_t     fStatisticMean;         // To know the mean statistic of the histos
214        
215        
216        // Debug Modes
217        TTreeSRedirector   *fDebugStreamer;         //!Debug streamer
218        Short_t     fDebugLevel;            // Flag for debugging
219        Int_t       fDet[3];                // Detector  visualised (layer,stack,sector) si debugging == 3 or 4
220        Int_t       fFitVoir;               // Fit visualised si debugging == 2
221        
222        // Magnetic field lorentz angle
223        Float_t     fMagneticField;        // Magnetic field lorentz angle
224        
225        // Calibra objects
226        
227        AliTRDCalibraMode *fCalibraMode;  // The calibration mode
228        
229        // Current values of the coefficients found and ect...
230        Float_t  fCurrentCoef[2];         // Current coefs  
231        Float_t  fCurrentCoefE;           // Current coefs error 
232        Float_t  fCurrentCoef2[2];        // Current coefs  
233        Float_t  fCurrentCoefE2;          // Current coefs error   
234        Float_t  fPhd[3];                 // Begin AR and DR
235        Int_t    fDect1;                  // First calibration group that will be called to be maybe fitted
236        Int_t    fDect2;                  // Last calibration group that will be called to be maybe fitted
237        Double_t fScaleFitFactor;         // Scale factor of the fit results for the gain
238        Int_t    fEntriesCurrent;         // Entries in the current histo
239        Int_t    fCountDet;               // Current detector (or first in the group)
240        Int_t    fCount;                  // When the next detector comes
241        Int_t    fNbDet;                  // Number of detector in the group
242        
243        // Current calib object
244        AliTRDCalDet *fCalDet;            // Current calib object
245        AliTRDCalROC *fCalROC;            // Current calib object
246        AliTRDCalDet *fCalDet2;           // Current calib object
247        AliTRDCalROC *fCalROC2;           // Current calib object
248        
249        // Current values detector
250        
251        Float_t *fCurrentCoefDetector;     // Current values for the detector 
252        Float_t *fCurrentCoefDetector2;    // Current values for the detector   
253        
254        TObjArray       fVectorFit;            // Vectors to fit
255        TObjArray       fVectorFit2;           // Vectors to fit
256        
257        //
258        // A lot of internal functions......
259        //
260        
261        // Init AliTRDCalibraFit
262        Bool_t   InitFit(Int_t nbins, Int_t i);
263        Bool_t   InitFitCH();
264        Bool_t   InitFitPH();
265        Bool_t   InitFitPRF();
266        Bool_t   InitFitLinearFitter();
267        
268        // Not enough Statistics
269        Bool_t   NotEnoughStatisticCH(Int_t idect);
270        Bool_t   NotEnoughStatisticPH(Int_t idect,Double_t nentries);
271        Bool_t   NotEnoughStatisticPRF(Int_t idect);
272        Bool_t   NotEnoughStatisticLinearFitter();
273        
274        // Fill Infos Fit
275        Bool_t   FillInfosFitCH(Int_t idect);
276        Bool_t   FillInfosFitPH(Int_t idect,Double_t nentries);
277        Bool_t   FillInfosFitPRF(Int_t idect);
278        Bool_t   FillInfosFitLinearFitter();
279        
280        void     FillFillCH(Int_t idect);
281        void     FillFillPH(Int_t idect,Double_t nentries);
282        void     FillFillPRF(Int_t idect);
283        void     FillFillLinearFitter();
284        
285        Bool_t   FillVectorFit();
286        Bool_t   FillVectorFit2();
287        
288        // Functions... 
289        void     InitfCountDetAndfCount(Int_t i);
290        void     CalculNumberOfBinsExpected(Int_t i);
291        void     CalculDect1Dect2(Int_t i);
292        void     UpdatefCountDetAndfCount(Int_t idect, Int_t i);
293        void     ReconstructFitRowMinRowMax(Int_t idect, Int_t i);
294        Bool_t   CheckFitVoir();
295        void     NormierungCharge();
296        Bool_t   SetNrphiFromTObject(const char *name, Int_t i);
297        Bool_t   SetNzFromTObject(const char *name, Int_t i);
298        Int_t    GetNumberOfGroupsPRF(const char* nametitle);
299        
300        // Calculate the mean coefs from the database
301        Bool_t   CalculVdriftCoefMean();
302        Bool_t   CalculChargeCoefMean(Bool_t vrai);
303        Bool_t   CalculPRFCoefMean();
304        Bool_t   CalculT0CoefMean();
305        Bool_t   CalculVdriftLorentzCoef();
306        Float_t  GetPRFDefault(Int_t layer) const;
307        void     SetCalROC(Int_t i);
308        
309        // Fit methods
310        void     FitBisCH(TH1 *projch, Double_t mean);
311        void     FitCH(TH1 *projch, Double_t mean);
312        void     FitMeanW(TH1 *projch, Double_t nentries);
313        void     FitMeanWSm(TH1 *projch, Float_t sumAll);
314        void     FitMean(TH1 *projch, Double_t nentries, Double_t mean);
315        void     FitPH(TH1 *projPH, Int_t idect);
316        void     FitPRF(TH1 *projPRF);
317        void     RmsPRF(TH1 *projPRF);
318        Bool_t   FitPRFGausMI(Double_t *arraye,Double_t *arraym,Double_t *arrayme,Int_t nBins,Float_t xMin,Float_t xMax);
319        Double_t FitGausMI(Double_t *arraye,Double_t *arraym,Double_t *arrayme,Int_t nBins, Float_t xMin,Float_t xMax,TVectorD *param, Bool_t kError= kTRUE);
320        void     FitPente(TH1 *projPH);
321        void     FitTnpRange(Double_t *arraye,Double_t *arraym,Double_t *arrayme,Int_t nbg,Int_t nybins);
322        TH1I    *ReBin(const TH1I *hist) const;
323        TH1F    *ReBin(const TH1F *hist) const;
324        
325        // Some basic geometry function
326        virtual Int_t    GetLayer(Int_t d) const;
327        virtual Int_t    GetStack(Int_t d) const;
328        virtual Int_t    GetSector(Int_t d) const;
329        
330        // Instance of this class and so on
331        static  AliTRDCalibraFit   *fgInstance;                     // Instance
332        static  Bool_t             fgTerminated;                    // If terminated
333        
334        
335  private:
336        
337        static  Double_t PH(const Double_t *x, const Double_t *par);
338        static  Double_t AsymmGauss(const Double_t *x, const Double_t *par);
339        static  Double_t FuncLandauGaus(const Double_t *x, const Double_t *par);
340        static  Double_t LanGauFun(const Double_t *x, const Double_t *par);
341        TF1     *LanGauFit(TH1 *his, const Double_t *fitrange, const Double_t *startvalues
342                           , const Double_t *parlimitslo, const Double_t *parlimitshi, Double_t *fitparams
343                           , Double_t *fiterrors, Double_t *chiSqr, Int_t *ndf) const;
344        Int_t    LanGauPro(const Double_t *params, Double_t &maxx, Double_t &fwhm);
345        static  Double_t GausConstant(const Double_t *x, const Double_t *par); 
346        
347        // This is a singleton, contructor is private!
348        AliTRDCalibraFit();
349        virtual ~AliTRDCalibraFit();
350        
351        
352   ClassDef(AliTRDCalibraFit,2)                 // TRD Calibration class
353          
354 };
355   
356 #endif