source: sasmodels/sasmodels/core.py @ 13d86bc

core_shell_microgelscostrafo411magnetic_modelrelease_v0.94release_v0.95ticket-1257-vesicle-productticket_1156ticket_1265_superballticket_822_more_unit_tests
Last change on this file since 13d86bc was 13d86bc, checked in by Paul Kienzle <pkienzle@…>, 10 years ago

1D model comparison with sasview

  • Property mode set to 100644
File size: 10.0 KB
Line 
1#!/usr/bin/env python
2# -*- coding: utf-8 -*-
3
4import sys, os
5import datetime
6import warnings
7
8import numpy as np
9
10
11def opencl_model(kernel_module, dtype="single"):
12    from sasmodels import gen, gpu
13
14    source, info = gen.make(kernel_module)
15    ## for debugging, save source to a .cl file, edit it, and reload as model
16    #open(modelname+'.cl','w').write(source)
17    #source = open(modelname+'.cl','r').read()
18    return gpu.GpuModel(source, info, dtype)
19
20
21if sys.platform == 'darwin':
22    COMPILE = "gcc-mp-4.7 -shared -fPIC -std=c99 -fopenmp -O2 -Wall %s -o %s -lm -lgomp"
23elif os.name == 'nt':
24    COMPILE = "gcc -shared -fPIC -std=c99 -fopenmp -O2 -Wall %s -o %s -lm"
25else:
26    COMPILE = "cc -shared -fPIC -std=c99 -fopenmp -O2 -Wall %s -o %s -lm"
27DLL_PATH = "/tmp"
28
29
30def dll_path(info):
31    from os.path import join as joinpath, split as splitpath, splitext
32    basename = splitext(splitpath(info['filename'])[1])[0]
33    return joinpath(DLL_PATH, basename+'.so')
34
35
36def dll_model(kernel_module):
37    import os
38    import tempfile
39    from sasmodels import gen, dll
40
41    source, info = gen.make(kernel_module)
42    dllpath = dll_path(info)
43    if not os.path.exists(dllpath) \
44            or (os.path.getmtime(dllpath) < os.path.getmtime(info['filename'])):
45        # Replace with a proper temp file
46        srcfile = tempfile.mkstemp(suffix=".c",prefix="sas_"+info['name'])
47        open(srcfile, 'w').write(source)
48        os.system(COMPILE%(srcfile, dllpath))
49        ## comment the following to keep the generated c file
50        #os.unlink(srcfile)
51    return dll.DllModel(dllpath, info)
52
53
54TIC = None
55def tic():
56    global TIC
57    then = datetime.datetime.now()
58    TIC = lambda: (datetime.datetime.now()-then).total_seconds()
59    return TIC
60
61
62def toc():
63    return TIC()
64
65
66def load_data(filename):
67    from sans.dataloader.loader import Loader
68    loader = Loader()
69    data = loader.load(filename)
70    if data is None:
71        raise IOError("Data %r could not be loaded"%filename)
72    return data
73
74
75def empty_data2D(qx, qy=None):
76    from sans.dataloader.data_info import Data2D, Detector
77
78    if qy is None:
79        qy = qx
80    Qx,Qy = np.meshgrid(qx,qy)
81    Qx,Qy = Qx.flatten(), Qy.flatten()
82    Iq = 100*np.ones_like(Qx)
83    dIq = np.sqrt(Iq)
84    mask = np.ones(len(Iq), dtype='bool')
85
86    data = Data2D()
87    data.filename = "fake data"
88    data.qx_data = Qx
89    data.qy_data = Qy
90    data.data = Iq
91    data.err_data = dIq
92    data.mask = mask
93
94    # 5% dQ/Q resolution
95    data.dqx_data = 0.05*Qx
96    data.dqy_data = 0.05*Qy
97
98    detector = Detector()
99    detector.pixel_size.x = 5 # mm
100    detector.pixel_size.y = 5 # mm
101    detector.distance = 4 # m
102    data.detector.append(detector)
103    data.xbins = qx
104    data.ybins = qy
105    data.source.wavelength = 5 # angstroms
106    data.source.wavelength_unit = "A"
107    data.Q_unit = "1/A"
108    data.I_unit = "1/cm"
109    data.q_data = np.sqrt(Qx**2 + Qy**2)
110    data.xaxis("Q_x", "A^{-1}")
111    data.yaxis("Q_y", "A^{-1}")
112    data.zaxis("Intensity", r"\text{cm}^{-1}")
113    return data
114
115
116def empty_data1D(q):
117    from sans.dataloader.data_info import Data1D
118
119    Iq = 100*np.ones_like(q)
120    dIq = np.sqrt(Iq)
121    data = Data1D(q, Iq, dx=0.05*q, dy=dIq)
122    data.filename = "fake data"
123    data.qmin, data.qmax = q.min(), q.max()
124    return data
125
126
127def set_beam_stop(data, radius, outer=None):
128    from sans.dataloader.manipulations import Ringcut
129    if hasattr(data, 'qx_data'):
130        data.mask = Ringcut(0, radius)(data)
131        if outer is not None:
132            data.mask += Ringcut(outer,np.inf)(data)
133    else:
134        data.mask = (data.x>=radius)
135        if outer is not None:
136            data.mask &= (data.x<outer)
137
138
139def set_half(data, half):
140    from sans.dataloader.manipulations import Boxcut
141    if half == 'right':
142        data.mask += Boxcut(x_min=-np.inf, x_max=0.0, y_min=-np.inf, y_max=np.inf)(data)
143    if half == 'left':
144        data.mask += Boxcut(x_min=0.0, x_max=np.inf, y_min=-np.inf, y_max=np.inf)(data)
145
146
147def set_top(data, max):
148    from sans.dataloader.manipulations import Boxcut
149    data.mask += Boxcut(x_min=-np.inf, x_max=np.inf, y_min=-np.inf, y_max=max)(data)
150
151
152def plot_data(data, iq, vmin=None, vmax=None, scale='log'):
153    from numpy.ma import masked_array, masked
154    import matplotlib.pyplot as plt
155    if hasattr(data, 'qx_data'):
156        img = masked_array(iq, data.mask)
157        if scale == 'log':
158            img[(img <= 0) | ~np.isfinite(img)] = masked
159            img = np.log10(img)
160        xmin, xmax = min(data.qx_data), max(data.qx_data)
161        ymin, ymax = min(data.qy_data), max(data.qy_data)
162        plt.imshow(img.reshape(128,128),
163                   interpolation='nearest', aspect=1, origin='upper',
164                   extent=[xmin, xmax, ymin, ymax], vmin=vmin, vmax=vmax)
165    else: # 1D data
166        if scale == 'linear':
167            idx = np.isfinite(iq)
168            plt.plot(data.x[idx], iq[idx])
169        else:
170            idx = np.isfinite(iq) & (iq>0)
171            plt.loglog(data.x[idx], iq[idx])
172
173
174def plot_result2D(data, theory, view='log'):
175    import matplotlib.pyplot as plt
176    resid = (theory-data.data)/data.err_data
177    plt.subplot(131)
178    plot_data(data, data.data, scale=view)
179    plt.colorbar()
180    plt.subplot(132)
181    plot_data(data, theory, scale=view)
182    plt.colorbar()
183    plt.subplot(133)
184    plot_data(data, resid, scale='linear')
185    plt.colorbar()
186
187
188def plot_result1D(data, theory, view='log'):
189    import matplotlib.pyplot as plt
190    from numpy.ma import masked_array, masked
191    #print "not a number",sum(np.isnan(data.y))
192    #data.y[data.y<0.05] = 0.5
193    mdata = masked_array(data.y, data.mask)
194    mdata[np.isnan(mdata)] = masked
195    if view is 'log':
196        mdata[mdata <= 0] = masked
197    mtheory = masked_array(theory, mdata.mask)
198    mresid = masked_array((theory-data.y)/data.dy, mdata.mask)
199
200    plt.subplot(121)
201    plt.errorbar(data.x, mdata, yerr=data.dy)
202    plt.plot(data.x, mtheory, '-', hold=True)
203    plt.yscale(view)
204    plt.subplot(122)
205    plt.plot(data.x, mresid, 'x')
206    #plt.axhline(1, color='black', ls='--',lw=1, hold=True)
207    #plt.axhline(0, color='black', lw=1, hold=True)
208    #plt.axhline(-1, color='black', ls='--',lw=1, hold=True)
209
210
211class BumpsModel(object):
212    def __init__(self, data, model, cutoff=1e-5, **kw):
213        from bumps.names import Parameter
214        from . import gpu
215
216        # interpret data
217        self.is2D = hasattr(data,'qx_data')
218        self.data = data
219        if self.is2D:
220            self.index = (data.mask==0) & (~np.isnan(data.data))
221            self.iq = data.data[self.index]
222            self.diq = data.err_data[self.index]
223            self._theory = np.zeros_like(data.data)
224            q_vectors = [data.qx_data, data.qy_data]
225        else:
226            self.index = (data.x>=data.qmin) & (data.x<=data.qmax) & ~np.isnan(data.y)
227            self.iq = data.y[self.index]
228            self.diq = data.dy[self.index]
229            self._theory = np.zeros_like(data.y)
230            q_vectors = [data.x]
231        #input = model.make_input(q_vectors)
232        input = model.make_input([v[self.index] for v in q_vectors])
233
234        # create model
235        self.fn = model(input)
236        self.cutoff = cutoff
237
238        # define bumps parameters
239        pars = []
240        extras = []
241        for p in model.info['parameters']:
242            name, default, limits, ptype = p[0], p[2], p[3], p[4]
243            value = kw.pop(name, default)
244            setattr(self, name, Parameter.default(value, name=name, limits=limits))
245            pars.append(name)
246        for name in model.info['partype']['pd-2d']:
247            for xpart,xdefault,xlimits in [
248                    ('_pd', 0, limits),
249                    ('_pd_n', 35, (0,1000)),
250                    ('_pd_nsigma', 3, (0, 10)),
251                    ('_pd_type', 'gaussian', None),
252                ]:
253                xname = name+xpart
254                xvalue = kw.pop(xname, xdefault)
255                if xlimits is not None:
256                    xvalue = Parameter.default(xvalue, name=xname, limits=xlimits)
257                    pars.append(xname)
258                setattr(self, xname, xvalue)
259        self._parameter_names = pars
260        if kw:
261            raise TypeError("unexpected parameters: %s"%(", ".join(sorted(kw.keys()))))
262        self.update()
263
264    def update(self):
265        self._cache = {}
266
267    def numpoints(self):
268        return len(self.iq)
269
270    def parameters(self):
271        return dict((k,getattr(self,k)) for k in self._parameter_names)
272
273    def theory(self):
274        if 'theory' not in self._cache:
275            pars = [getattr(self,p).value for p in self.fn.fixed_pars]
276            pd_pars = [self._get_weights(p) for p in self.fn.pd_pars]
277            #print pars
278            self._theory[self.index] = self.fn(pars, pd_pars, self.cutoff)
279            #self._theory[:] = self.fn.eval(pars, pd_pars)
280            self._cache['theory'] = self._theory
281        return self._cache['theory']
282
283    def residuals(self):
284        #if np.any(self.err ==0): print "zeros in err"
285        return (self.theory()[self.index]-self.iq)/self.diq
286
287    def nllf(self):
288        R = self.residuals()
289        #if np.any(np.isnan(R)): print "NaN in residuals"
290        return 0.5*np.sum(R**2)
291
292    def __call__(self):
293        return 2*self.nllf()/self.dof
294
295    def plot(self, view='log'):
296        if self.is2D:
297            plot_result2D(self.data, self.theory(), view=view)
298        else:
299            plot_result1D(self.data, self.theory(), view=view)
300
301    def save(self, basename):
302        pass
303
304    def _get_weights(self, par):
305        from . import weights
306
307        relative = self.fn.info['partype']['pd-rel']
308        limits = self.fn.info['limits']
309        disperser,value,npts,width,nsigma = [getattr(self, par+ext)
310                for ext in ('_pd_type','','_pd_n','_pd','_pd_nsigma')]
311        v,w = weights.get_weights(
312            disperser, int(npts.value), width.value, nsigma.value,
313            value.value, limits[par], par in relative)
314        return v,w/w.max()
315
316
317def demo():
318    data = load_data('DEC07086.DAT')
319    set_beam_stop(data, 0.004)
320    plot_data(data)
321    import matplotlib.pyplot as plt; plt.show()
322
323
324if __name__ == "__main__":
325    demo()
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.