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