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