source: sasmodels/sasmodels/core.py @ 32c160a

core_shell_microgelscostrafo411magnetic_modelrelease_v0.94release_v0.95ticket-1257-vesicle-productticket_1156ticket_1265_superballticket_822_more_unit_tests
Last change on this file since 32c160a was 32c160a, checked in by Paul Kienzle <pkienzle@…>, 11 years ago

support ER/VR python kernels; move metadata to python

  • Property mode set to 100644
File size: 9.9 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 fake_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 set_beam_stop(data, radius, outer=None):
117    from sans.dataloader.manipulations import Ringcut
118    if hasattr(data, 'qx_data'):
119        data.mask = Ringcut(0, radius)(data)
120        if outer is not None:
121            data.mask += Ringcut(outer,np.inf)(data)
122    else:
123        data.mask = (data.x>=radius)
124        if outer is not None:
125            data.mask &= (data.x<outer)
126
127
128def set_half(data, half):
129    from sans.dataloader.manipulations import Boxcut
130    if half == 'right':
131        data.mask += Boxcut(x_min=-np.inf, x_max=0.0, y_min=-np.inf, y_max=np.inf)(data)
132    if half == 'left':
133        data.mask += Boxcut(x_min=0.0, x_max=np.inf, y_min=-np.inf, y_max=np.inf)(data)
134
135
136def set_top(data, max):
137    from sans.dataloader.manipulations import Boxcut
138    data.mask += Boxcut(x_min=-np.inf, x_max=np.inf, y_min=-np.inf, y_max=max)(data)
139
140
141def plot_data(data, iq, vmin=None, vmax=None):
142    from numpy.ma import masked_array
143    import matplotlib.pyplot as plt
144    img = masked_array(iq, data.mask)
145    xmin, xmax = min(data.qx_data), max(data.qx_data)
146    ymin, ymax = min(data.qy_data), max(data.qy_data)
147    plt.imshow(img.reshape(128,128),
148               interpolation='nearest', aspect=1, origin='upper',
149               extent=[xmin, xmax, ymin, ymax], vmin=vmin, vmax=vmax)
150
151
152def plot_result2D(data, theory, view='linear'):
153    import matplotlib.pyplot as plt
154    from numpy.ma import masked_array, masked
155    #print "not a number",sum(np.isnan(data.data))
156    #data.data[data.data<0.05] = 0.5
157    mdata = masked_array(data.data, data.mask)
158    mdata[np.isnan(mdata)] = masked
159    if view is 'log':
160        mdata[mdata <= 0] = masked
161        mdata = np.log10(mdata)
162        mtheory = masked_array(np.log10(theory), mdata.mask)
163    else:
164        mtheory = masked_array(theory, mdata.mask)
165    mresid = masked_array((theory-data.data)/data.err_data, data.mask)
166    vmin = min(mdata.min(), mtheory.min())
167    vmax = max(mdata.max(), mtheory.max())
168    print np.exp(np.mean(mtheory)), np.std(mtheory),np.max(mtheory),np.min(mtheory)
169
170    plt.subplot(1, 3, 1)
171    plot_data(data, mdata, vmin=vmin, vmax=vmax)
172    plt.colorbar()
173    plt.subplot(1, 3, 2)
174    plot_data(data, mtheory, vmin=vmin, vmax=vmax)
175    plt.colorbar()
176    plt.subplot(1, 3, 3)
177    print abs(mresid).max()
178    plot_data(data, mresid)
179    plt.colorbar()
180
181
182def plot_result1D(data, theory, view='linear'):
183    import matplotlib.pyplot as plt
184    from numpy.ma import masked_array, masked
185    #print "not a number",sum(np.isnan(data.y))
186    #data.y[data.y<0.05] = 0.5
187    mdata = masked_array(data.y, data.mask)
188    mdata[np.isnan(mdata)] = masked
189    if view is 'log':
190        mdata[mdata <= 0] = masked
191    mtheory = masked_array(theory, mdata.mask)
192    mresid = masked_array((theory-data.y)/data.dy, mdata.mask)
193
194    plt.subplot(121)
195    plt.errorbar(data.x, mdata, yerr=data.dy)
196    plt.plot(data.x, mtheory, '-', hold=True)
197    plt.yscale(view)
198    plt.subplot(122)
199    plt.plot(data.x, mresid, 'x')
200    #plt.axhline(1, color='black', ls='--',lw=1, hold=True)
201    #plt.axhline(0, color='black', lw=1, hold=True)
202    #plt.axhline(-1, color='black', ls='--',lw=1, hold=True)
203
204
205class BumpsModel(object):
206    def __init__(self, data, model, cutoff=1e-5, **kw):
207        from bumps.names import Parameter
208        from . import gpu
209
210        # interpret data
211        self.is2D = hasattr(data,'qx_data')
212        self.data = data
213        if self.is2D:
214            self.index = (data.mask==0) & (~np.isnan(data.data))
215            self.iq = data.data[self.index]
216            self.diq = data.err_data[self.index]
217            self._theory = np.zeros_like(data.data)
218            q_vectors = [data.qx_data, data.qy_data]
219        else:
220            self.index = (data.mask==0) & (~np.isnan(data.y))
221            self.iq = data.y[self.index]
222            self.diq = data.dy[self.index]
223            self._theory = np.zeros_like(data.y)
224            q_vectors = [data.x]
225        #input = model.make_input(q_vectors)
226        input = model.make_input([v[self.index] for v in q_vectors])
227
228        # create model
229        self.fn = model(input)
230        self.cutoff = cutoff
231
232        # define bumps parameters
233        pars = []
234        extras = []
235        for p in model.info['parameters']:
236            name, default, limits, ptype = p[0], p[2], p[3], p[4]
237            value = kw.pop(name, default)
238            setattr(self, name, Parameter.default(value, name=name, limits=limits))
239            pars.append(name)
240        for name in model.info['partype']['pd-2d']:
241            for xpart,xdefault,xlimits in [
242                    ('_pd', 0, limits),
243                    ('_pd_n', 35, (0,1000)),
244                    ('_pd_nsigma', 3, (0, 10)),
245                    ('_pd_type', 'gaussian', None),
246                ]:
247                xname = name+xpart
248                xvalue = kw.pop(xname, xdefault)
249                if xlimits is not None:
250                    xvalue = Parameter.default(xvalue, name=xname, limits=xlimits)
251                    pars.append(xname)
252                setattr(self, xname, xvalue)
253        self._parameter_names = pars
254        if kw:
255            raise TypeError("unexpected parameters: %s"%(", ".join(sorted(kw.keys()))))
256        self.update()
257
258    def update(self):
259        self._cache = {}
260
261    def numpoints(self):
262        return len(self.iq)
263
264    def parameters(self):
265        return dict((k,getattr(self,k)) for k in self._parameter_names)
266
267    def theory(self):
268        if 'theory' not in self._cache:
269            pars = [getattr(self,p).value for p in self.fn.fixed_pars]
270            pd_pars = [self._get_weights(p) for p in self.fn.pd_pars]
271            #print pars
272            self._theory[self.index] = self.fn(pars, pd_pars, self.cutoff)
273            #self._theory[:] = self.fn.eval(pars, pd_pars)
274            self._cache['theory'] = self._theory
275        return self._cache['theory']
276
277    def residuals(self):
278        #if np.any(self.err ==0): print "zeros in err"
279        return (self.theory()[self.index]-self.iq)/self.diq
280
281    def nllf(self):
282        R = self.residuals()
283        #if np.any(np.isnan(R)): print "NaN in residuals"
284        return 0.5*np.sum(R**2)
285
286    def __call__(self):
287        return 2*self.nllf()/self.dof
288
289    def plot(self, view='log'):
290        if self.is2D:
291            plot_result2D(self.data, self.theory(), view=view)
292        else:
293            plot_result1D(self.data, self.theory(), view=view)
294
295    def save(self, basename):
296        pass
297
298    def _get_weights(self, par):
299        from . import weights
300
301        relative = self.fn.info['partype']['pd-rel']
302        limits = self.fn.info['limits']
303        disperser,value,npts,width,nsigma = [getattr(self, par+ext)
304                for ext in ('_pd_type','','_pd_n','_pd','_pd_nsigma')]
305        v,w = weights.get_weights(
306            disperser, int(npts.value), width.value, nsigma.value,
307            value.value, limits[par], par in relative)
308        return v,w/w.max()
309
310
311def demo():
312    data = load_data('DEC07086.DAT')
313    set_beam_stop(data, 0.004)
314    plot_data(data)
315    import matplotlib.pyplot as plt; plt.show()
316
317
318if __name__ == "__main__":
319    demo()
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.