source: sasview/park_integration/AbstractFitEngine.py @ 39c3263

ESS_GUIESS_GUI_DocsESS_GUI_batch_fittingESS_GUI_bumps_abstractionESS_GUI_iss1116ESS_GUI_iss879ESS_GUI_iss959ESS_GUI_openclESS_GUI_orderingESS_GUI_sync_sascalccostrafo411magnetic_scattrelease-4.1.1release-4.1.2release-4.2.2release_4.0.1ticket-1009ticket-1094-headlessticket-1242-2d-resolutionticket-1243ticket-1249ticket885unittest-saveload
Last change on this file since 39c3263 was 39c3263, checked in by Jae Cho <jhjcho@…>, 16 years ago

q fit-range enabled

  • Property mode set to 100644
File size: 19.9 KB
Line 
1
2import park,numpy,math
3
4class SansParameter(park.Parameter):
5    """
6        SANS model parameters for use in the PARK fitting service.
7        The parameter attribute value is redirected to the underlying
8        parameter value in the SANS model.
9    """
10    def __init__(self, name, model):
11        """
12            @param name: the name of the model parameter
13            @param model: the sans model to wrap as a park model
14        """
15        self._model, self._name = model,name
16        #set the value for the parameter of the given name
17        self.set(model.getParam(name))
18         
19    def _getvalue(self):
20        """
21            override the _getvalue of park parameter
22            @return value the parameter associates with self.name
23        """
24        return self._model.getParam(self.name)
25   
26    def _setvalue(self,value):
27        """
28            override the _setvalue pf park parameter
29            @param value: the value to set on a given parameter
30        """
31        self._model.setParam(self.name, value)
32       
33    value = property(_getvalue,_setvalue)
34   
35    def _getrange(self):
36        """
37            Override _getrange of park parameter
38            return the range of parameter
39        """
40        lo,hi = self._model.details[self.name][1:]
41        if lo is None: lo = -numpy.inf
42        if hi is None: hi = numpy.inf
43        return lo,hi
44   
45    def _setrange(self,r):
46        """
47            override _setrange of park parameter
48            @param r: the value of the range to set
49        """
50        self._model.details[self.name][1:] = r
51    range = property(_getrange,_setrange)
52   
53class Model(park.Model):
54    """
55        PARK wrapper for SANS models.
56    """
57    def __init__(self, sans_model, **kw):
58        """
59            @param sans_model: the sans model to wrap using park interface
60        """
61        park.Model.__init__(self, **kw)
62        self.model = sans_model
63        self.name = sans_model.name
64        #list of parameters names
65        self.sansp = sans_model.getParamList()
66        #list of park parameter
67        self.parkp = [SansParameter(p,sans_model) for p in self.sansp]
68        #list of parameterset
69        self.parameterset = park.ParameterSet(sans_model.name,pars=self.parkp)
70        self.pars=[]
71 
72 
73    def getParams(self,fitparams):
74        """
75            return a list of value of paramter to fit
76            @param fitparams: list of paramaters name to fit
77        """
78        list=[]
79        self.pars=[]
80        self.pars=fitparams
81        for item in fitparams:
82            for element in self.parkp:
83                 if element.name ==str(item):
84                     list.append(element.value)
85        return list
86   
87   
88    def setParams(self,paramlist, params):
89        """
90            Set value for parameters to fit
91            @param params: list of value for parameters to fit
92        """
93        try:
94            for i in range(len(self.parkp)):
95                for j in range(len(paramlist)):
96                    if self.parkp[i].name==paramlist[j]:
97                        self.parkp[i].value = params[j]
98                        self.model.setParam(self.parkp[i].name,params[j])
99        except:
100            raise
101 
102    def eval(self,x):
103        """
104            override eval method of park model.
105            @param x: the x value used to compute a function
106        """
107        return self.model.runXY(x)
108   
109   
110
111
112class Data(object):
113    """ Wrapper class  for SANS data """
114    def __init__(self,x=None,y=None,dy=None,dx=None,sans_data=None):
115        """
116            Data can be initital with a data (sans plottable)
117            or with vectors.
118        """
119        if  sans_data !=None:
120            self.x= sans_data.x
121            self.y= sans_data.y
122            self.dx= sans_data.dx
123            self.dy= sans_data.dy
124           
125        elif (x!=None and y!=None and dy!=None):
126                self.x=x
127                self.y=y
128                self.dx=dx
129                self.dy=dy
130        else:
131            raise ValueError,\
132            "Data is missing x, y or dy, impossible to compute residuals later on"
133        self.qmin=None
134        self.qmax=None
135       
136       
137    def setFitRange(self,mini=None,maxi=None):
138        """ to set the fit range"""
139        self.qmin=mini
140        self.qmax=maxi
141       
142       
143    def getFitRange(self):
144        """
145            @return the range of data.x to fit
146        """
147        return self.qmin, self.qmax
148     
149     
150    def residuals(self, fn):
151        """ @param fn: function that return model value
152            @return residuals
153        """
154        x,y,dy = [numpy.asarray(v) for v in (self.x,self.y,self.dy)]
155        if self.qmin==None and self.qmax==None: 
156            fx =numpy.asarray([fn(v) for v in x])
157            return (y - fx)/dy
158        else:
159            idx = (x>=self.qmin) & (x <= self.qmax)
160            fx = numpy.asarray([fn(item)for item in x[idx ]])
161            return (y[idx] - fx)/dy[idx]
162       
163    def residuals_deriv(self, model, pars=[]):
164        """
165            @return residuals derivatives .
166            @note: in this case just return empty array
167        """
168        return []
169class FitData1D(object):
170    """ Wrapper class  for SANS data """
171    def __init__(self,sans_data1d, smearer=None):
172        """
173            Data can be initital with a data (sans plottable)
174            or with vectors.
175           
176            self.smearer is an object of class QSmearer or SlitSmearer
177            that will smear the theory data (slit smearing or resolution
178            smearing) when set.
179           
180            The proper way to set the smearing object would be to
181            do the following:
182           
183            from DataLoader.qsmearing import smear_selection
184            fitdata1d = FitData1D(some_data)
185            fitdata1d.smearer = smear_selection(some_data)
186           
187            Note that some_data _HAS_ to be of class DataLoader.data_info.Data1D
188           
189            Setting it back to None will turn smearing off.
190           
191        """
192       
193        self.smearer = smearer
194     
195        # Initialize from Data1D object
196        self.data=sans_data1d
197        self.x= sans_data1d.x
198        self.y= sans_data1d.y
199        self.dx= sans_data1d.dx
200        self.dy= sans_data1d.dy
201       
202        ## Min Q-value
203        self.qmin=None
204        ## Max Q-value
205        self.qmax=None
206       
207       
208    def setFitRange(self,qmin=None,qmax=None,ymin=None,ymax=None,):
209        """ to set the fit range"""
210        self.qmin=qmin
211        self.qmax=qmax
212       
213       
214    def getFitRange(self):
215        """
216            @return the range of data.x to fit
217        """
218        return self.qmin, self.qmax
219     
220     
221    def residuals(self, fn):
222        """
223            Compute residuals.
224           
225            If self.smearer has been set, use if to smear
226            the data before computing chi squared.
227           
228            @param fn: function that return model value
229            @return residuals
230        """
231        x,y,dy = [numpy.asarray(v) for v in (self.x,self.y,self.dy)]
232           
233        # Find entries to consider
234        if self.qmin==None and self.qmax==None:
235            idx = Ellipsis
236        else:
237            idx = (x>=self.qmin) & (x <= self.qmax)
238                       
239        # Compute theory data f(x)
240        fx = numpy.zeros(len(x))
241        fx[idx] = numpy.asarray([fn(v) for v in x[idx]])
242       
243        # Smear theory data
244        if self.smearer is not None:
245            fx = self.smearer(fx)
246           
247        # Sanity check
248        if numpy.size(dy) < numpy.size(x):
249            raise RuntimeError, "FitData1D: invalid error array"
250                           
251        return (y[idx] - fx[idx])/dy[idx]
252     
253    def residuals_old(self, fn):
254        """ @param fn: function that return model value
255            @return residuals
256        """
257        x,y,dy = [numpy.asarray(v) for v in (self.x,self.y,self.dy)]
258        if self.qmin==None and self.qmax==None: 
259            fx =numpy.asarray([fn(v) for v in x])
260            return (y - fx)/dy
261        else:
262            idx = (x>=self.qmin) & (x <= self.qmax)
263            fx = numpy.asarray([fn(item)for item in x[idx ]])
264            return (y[idx] - fx)/dy[idx]
265       
266    def residuals_deriv(self, model, pars=[]):
267        """
268            @return residuals derivatives .
269            @note: in this case just return empty array
270        """
271        return []
272   
273   
274class FitData2D(object):
275    """ Wrapper class  for SANS data """
276    def __init__(self,sans_data2d):
277        """
278            Data can be initital with a data (sans plottable)
279            or with vectors.
280        """
281        self.data=sans_data2d
282        self.image = sans_data2d.data
283        self.err_image = sans_data2d.err_data
284        self.x_bins= sans_data2d.x_bins
285        self.y_bins= sans_data2d.y_bins
286       
287        self.xmin= self.data.xmin
288        self.xmax= self.data.xmax
289        self.ymin= self.data.ymin
290        self.ymax= self.data.ymax
291       
292       
293    def setFitRange(self,qmin=None,qmax=None,ymin=None,ymax=None):
294        """ to set the fit range"""
295        self.xmin= qmin
296        self.xmax= qmax
297        self.ymin= ymin
298        self.ymax= ymax
299       
300    def getFitRange(self):
301        """
302            @return the range of data.x to fit
303        """
304        return self.xmin, self.xmax,self.ymin, self.ymax
305     
306     
307    def residuals(self, fn):
308        """ @param fn: function that return model value
309            @return residuals
310        """
311        res=[]
312        if self.xmin==None:        #Here we define that xmin = qmin >=0 and xmax=qmax>=qmain
313            self.xmin= 0 #self.data.xmin
314        if self.xmax==None:
315            self.xmax= self.data.xmax
316        if self.ymin==None:
317            self.ymin= self.data.ymin
318        if self.ymax==None:
319            self.ymax= self.data.ymax
320        for i in range(len(self.y_bins)):
321            #if self.y_bins[i]>= self.ymin and self.y_bins[i]<= self.ymax:
322            for j in range(len(self.x_bins)):
323                 if math.pow(self.data.x_bins[i],2)+math.pow(self.data.y_bins[j],2)>=math.pow(self.xmin,2):
324                     if math.pow(self.data.x_bins[i],2)+math.pow(self.data.y_bins[j],2)<=math.pow(self.xmax,2):
325                         #if self.x_bins[j]>= self.xmin and self.x_bins[j]<= self.xmax:               
326                        res.append( (self.image[j][i]- fn([self.x_bins[j],self.y_bins[i]]))\
327                            /self.err_image[j][i] )
328       
329        return numpy.array(res)
330       
331         
332    def residuals_deriv(self, model, pars=[]):
333        """
334            @return residuals derivatives .
335            @note: in this case just return empty array
336        """
337        return []
338   
339class sansAssembly:
340    """
341         Sans Assembly class a class wrapper to be call in optimizer.leastsq method
342    """
343    def __init__(self,paramlist,Model=None , Data=None):
344        """
345            @param Model: the model wrapper fro sans -model
346            @param Data: the data wrapper for sans data
347        """
348        self.model = Model
349        self.data  = Data
350        self.paramlist=paramlist
351        self.res=[]
352    def chisq(self, params):
353        """
354            Calculates chi^2
355            @param params: list of parameter values
356            @return: chi^2
357        """
358        sum = 0
359        for item in self.res:
360            sum += item*item
361        return sum
362    def __call__(self,params):
363        """
364            Compute residuals
365            @param params: value of parameters to fit
366        """
367        #import thread
368        self.model.setParams(self.paramlist,params)
369        self.res= self.data.residuals(self.model.eval)
370        #print "residuals",thread.get_ident()
371        return self.res
372   
373class FitEngine:
374    def __init__(self):
375        """
376            Base class for scipy and park fit engine
377        """
378        #List of parameter names to fit
379        self.paramList=[]
380        #Dictionnary of fitArrange element (fit problems)
381        self.fitArrangeDict={}
382       
383    def _concatenateData(self, listdata=[]):
384        """ 
385            _concatenateData method concatenates each fields of all data contains ins listdata.
386            @param listdata: list of data
387            @return Data: Data is wrapper class for sans plottable. it is created with all parameters
388             of data concatenanted
389            @raise: if listdata is empty  will return None
390            @raise: if data in listdata don't contain dy field ,will create an error
391            during fitting
392        """
393        #TODO: we have to refactor the way we handle data.
394        # We should move away from plottables and move towards the Data1D objects
395        # defined in DataLoader. Data1D allows data manipulations, which should be
396        # used to concatenate.
397        # In the meantime we should switch off the concatenation.
398        #if len(listdata)>1:
399        #    raise RuntimeError, "FitEngine._concatenateData: Multiple data files is not currently supported"
400        #return listdata[0]
401       
402        if listdata==[]:
403            raise ValueError, " data list missing"
404        else:
405            xtemp=[]
406            ytemp=[]
407            dytemp=[]
408            self.mini=None
409            self.maxi=None
410               
411            for item in listdata:
412                data=item.data
413                mini,maxi=data.getFitRange()
414                if self.mini==None and self.maxi==None:
415                    self.mini=mini
416                    self.maxi=maxi
417                else:
418                    if mini < self.mini:
419                        self.mini=mini
420                    if self.maxi < maxi:
421                        self.maxi=maxi
422                       
423                   
424                for i in range(len(data.x)):
425                    xtemp.append(data.x[i])
426                    ytemp.append(data.y[i])
427                    if data.dy is not None and len(data.dy)==len(data.y):   
428                        dytemp.append(data.dy[i])
429                    else:
430                        raise RuntimeError, "Fit._concatenateData: y-errors missing"
431            data= Data(x=xtemp,y=ytemp,dy=dytemp)
432            data.setFitRange(self.mini, self.maxi)
433            return data
434       
435       
436    def set_model(self,model,Uid,pars=[]):
437        """
438            set a model on a given uid in the fit engine.
439            @param model: the model to fit
440            @param Uid :is the key of the fitArrange dictionnary where model is saved as a value
441            @param pars: the list of parameters to fit
442            @note : pars must contains only name of existing model's paramaters
443        """
444        if len(pars) >0:
445            if model==None:
446                raise ValueError, "AbstractFitEngine: Specify parameters to fit"
447            else:
448                for item in pars:
449                    if item in model.model.getParamList():
450                        self.paramList.append(item)
451                    else:
452                        raise ValueError,"wrong paramter %s used to set model %s. Choose\
453                            parameter name within %s"%(item, model.model.name,str(model.model.getParamList()))
454                        return
455            #A fitArrange is already created but contains dList only at Uid
456            if self.fitArrangeDict.has_key(Uid):
457                self.fitArrangeDict[Uid].set_model(model)
458            else:
459            #no fitArrange object has been create with this Uid
460                fitproblem = FitArrange()
461                fitproblem.set_model(model)
462                self.fitArrangeDict[Uid] = fitproblem
463        else:
464            raise ValueError, "park_integration:missing parameters"
465   
466    def set_data(self,data,Uid,smearer=None,qmin=None,qmax=None,ymin=None,ymax=None):
467        """ Receives plottable, creates a list of data to fit,set data
468            in a FitArrange object and adds that object in a dictionary
469            with key Uid.
470            @param data: data added
471            @param Uid: unique key corresponding to a fitArrange object with data
472        """
473        if data.__class__.__name__=='Data2D':
474            fitdata=FitData2D(data)
475        else:
476            fitdata=FitData1D(data, smearer)
477       
478        fitdata.setFitRange(qmin=qmin,qmax=qmax, ymin=ymin,ymax=ymax)
479        #A fitArrange is already created but contains model only at Uid
480        if self.fitArrangeDict.has_key(Uid):
481            self.fitArrangeDict[Uid].add_data(fitdata)
482        else:
483        #no fitArrange object has been create with this Uid
484            fitproblem= FitArrange()
485            fitproblem.add_data(fitdata)
486            self.fitArrangeDict[Uid]=fitproblem   
487   
488    def get_model(self,Uid):
489        """
490            @param Uid: Uid is key in the dictionary containing the model to return
491            @return  a model at this uid or None if no FitArrange element was created
492            with this Uid
493        """
494        if self.fitArrangeDict.has_key(Uid):
495            return self.fitArrangeDict[Uid].get_model()
496        else:
497            return None
498   
499    def remove_Fit_Problem(self,Uid):
500        """remove   fitarrange in Uid"""
501        if self.fitArrangeDict.has_key(Uid):
502            del self.fitArrangeDict[Uid]
503           
504    def select_problem_for_fit(self,Uid,value):
505        """
506            select a couple of model and data at the Uid position in dictionary
507            and set in self.selected value to value
508            @param value: the value to allow fitting. can only have the value one or zero
509        """
510        if self.fitArrangeDict.has_key(Uid):
511             self.fitArrangeDict[Uid].set_to_fit( value)
512    def get_problem_to_fit(self,Uid):
513        """
514            return the self.selected value of the fit problem of Uid
515           @param Uid: the Uid of the problem
516        """
517        if self.fitArrangeDict.has_key(Uid):
518             self.fitArrangeDict[Uid].get_to_fit()
519   
520class FitArrange:
521    def __init__(self):
522        """
523            Class FitArrange contains a set of data for a given model
524            to perform the Fit.FitArrange must contain exactly one model
525            and at least one data for the fit to be performed.
526            model: the model selected by the user
527            Ldata: a list of data what the user wants to fit
528           
529        """
530        self.model = None
531        self.dList =[]
532        #self.selected  is zero when this fit problem is not schedule to fit
533        #self.selected is 1 when schedule to fit
534        self.selected = 0
535       
536    def set_model(self,model):
537        """
538            set_model save a copy of the model
539            @param model: the model being set
540        """
541        self.model = model
542       
543    def add_data(self,data):
544        """
545            add_data fill a self.dList with data to fit
546            @param data: Data to add in the list 
547        """
548        if not data in self.dList:
549            self.dList.append(data)
550           
551    def get_model(self):
552        """ @return: saved model """
553        return self.model   
554     
555    def get_data(self):
556        """ @return:  list of data dList"""
557        #return self.dList
558        return self.dList[0] 
559     
560    def remove_data(self,data):
561        """
562            Remove one element from the list
563            @param data: Data to remove from dList
564        """
565        if data in self.dList:
566            self.dList.remove(data)
567    def set_to_fit (self, value=0):
568        """
569           set self.selected to 0 or 1  for other values raise an exception
570           @param value: integer between 0 or 1
571        """
572        self.selected= value
573       
574    def get_to_fit(self):
575        """
576            @return self.selected value
577        """
578        return self.selected
579   
580
581
582   
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.