source: sasview/park_integration/AbstractFitEngine.py @ e0072082

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 e0072082 was e0072082, checked in by Gervaise Alina <gervyh@…>, 14 years ago

displaying result on status bar for single fit

  • Property mode set to 100644
File size: 23.0 KB
Line 
1import logging, sys
2import park,numpy,math, copy
3from DataLoader.data_info import Data1D
4from DataLoader.data_info import Data2D
5class SansParameter(park.Parameter):
6    """
7        SANS model parameters for use in the PARK fitting service.
8        The parameter attribute value is redirected to the underlying
9        parameter value in the SANS model.
10    """
11    def __init__(self, name, model):
12        """
13            @param name: the name of the model parameter
14            @param model: the sans model to wrap as a park model
15        """
16        self._model, self._name = model,name
17        #set the value for the parameter of the given name
18        self.set(model.getParam(name))
19         
20    def _getvalue(self):
21        """
22            override the _getvalue of park parameter
23            @return value the parameter associates with self.name
24        """
25        return self._model.getParam(self.name)
26   
27    def _setvalue(self,value):
28        """
29            override the _setvalue pf park parameter
30            @param value: the value to set on a given parameter
31        """
32        self._model.setParam(self.name, value)
33       
34    value = property(_getvalue,_setvalue)
35   
36    def _getrange(self):
37        """
38            Override _getrange of park parameter
39            return the range of parameter
40        """
41        #if not  self.name in self._model.getDispParamList():
42        lo,hi = self._model.details[self.name][1:3]
43        if lo is None: lo = -numpy.inf
44        if hi is None: hi = numpy.inf
45        #else:
46            #lo,hi = self._model.details[self.name][1:]
47            #if lo is None: lo = -numpy.inf
48            #if hi is None: hi = numpy.inf
49        if lo >= hi:
50            raise ValueError,"wrong fit range for parameters"
51       
52        return lo,hi
53   
54    def _setrange(self,r):
55        """
56            override _setrange of park parameter
57            @param r: the value of the range to set
58        """
59        self._model.details[self.name][1:3] = r
60    range = property(_getrange,_setrange)
61   
62class Model(park.Model):
63    """
64        PARK wrapper for SANS models.
65    """
66    def __init__(self, sans_model, **kw):
67        """
68            @param sans_model: the sans model to wrap using park interface
69        """
70        park.Model.__init__(self, **kw)
71        self.model = sans_model
72        self.name = sans_model.name
73        #list of parameters names
74        self.sansp = sans_model.getParamList()
75        #list of park parameter
76        self.parkp = [SansParameter(p,sans_model) for p in self.sansp]
77        #list of parameterset
78        self.parameterset = park.ParameterSet(sans_model.name,pars=self.parkp)
79        self.pars=[]
80 
81 
82    def getParams(self,fitparams):
83        """
84            return a list of value of paramter to fit
85            @param fitparams: list of paramaters name to fit
86        """
87        list=[]
88        self.pars=[]
89        self.pars=fitparams
90        for item in fitparams:
91            for element in self.parkp:
92                 if element.name ==str(item):
93                     list.append(element.value)
94        return list
95   
96   
97    def setParams(self,paramlist, params):
98        """
99            Set value for parameters to fit
100            @param params: list of value for parameters to fit
101        """
102        try:
103            for i in range(len(self.parkp)):
104                for j in range(len(paramlist)):
105                    if self.parkp[i].name==paramlist[j]:
106                        self.parkp[i].value = params[j]
107                        self.model.setParam(self.parkp[i].name,params[j])
108        except:
109            raise
110 
111    def eval(self,x):
112        """
113            override eval method of park model.
114            @param x: the x value used to compute a function
115        """
116        try:
117            return self.model.evalDistribution(x)
118        except:
119            raise
120
121   
122class FitData1D(Data1D):
123    """
124        Wrapper class  for SANS data
125        FitData1D inherits from DataLoader.data_info.Data1D. Implements
126        a way to get residuals from data.
127    """
128    def __init__(self,x, y,dx= None, dy=None, smearer=None):
129        Data1D.__init__(self, x=numpy.array(x), y=numpy.array(y), dx=dx, dy=dy)
130        """
131            @param smearer: is an object of class QSmearer or SlitSmearer
132            that will smear the theory data (slit smearing or resolution
133            smearing) when set.
134           
135            The proper way to set the smearing object would be to
136            do the following:
137           
138            from DataLoader.qsmearing import smear_selection
139            smearer = smear_selection(some_data)
140            fitdata1d = FitData1D( x= [1,3,..,],
141                                    y= [3,4,..,8],
142                                    dx=None,
143                                    dy=[1,2...], smearer= smearer)
144           
145            Note that some_data _HAS_ to be of class DataLoader.data_info.Data1D
146           
147            Setting it back to None will turn smearing off.
148           
149        """
150       
151        self.smearer = smearer
152        if dy ==None or dy==[]:
153            self.dy= numpy.zeros(len(self.y)) 
154        else:
155            self.dy= numpy.asarray(dy)
156     
157        # For fitting purposes, replace zero errors by 1
158        #TODO: check validity for the rare case where only
159        # a few points have zero errors
160        self.dy[self.dy==0]=1
161       
162        ## Min Q-value
163        #Skip the Q=0 point, especially when y(q=0)=None at x[0].
164        if min (self.x) ==0.0 and self.x[0]==0 and not numpy.isfinite(self.y[0]):
165            self.qmin = min(self.x[self.x!=0])
166        else:                             
167            self.qmin= min (self.x)
168        ## Max Q-value
169        self.qmax = max (self.x)
170       
171        # Range used for input to smearing
172        self._qmin_unsmeared = self.qmin
173        self._qmax_unsmeared = self.qmax
174        # Identify the bin range for the unsmeared and smeared spaces
175        self.idx = (self.x>=self.qmin) & (self.x <= self.qmax)
176        self.idx_unsmeared = (self.x>=self._qmin_unsmeared) & (self.x <= self._qmax_unsmeared)
177 
178       
179       
180    def setFitRange(self,qmin=None,qmax=None):
181        """ to set the fit range"""
182        # Skip Q=0 point, (especially for y(q=0)=None at x[0]).
183        #ToDo: Fix this.
184        if qmin==0.0 and not numpy.isfinite(self.y[qmin]):
185            self.qmin = min(self.x[self.x!=0])
186        elif qmin!=None:                       
187            self.qmin = qmin           
188
189        if qmax !=None:
190            self.qmax = qmax
191           
192        # Determine the range needed in unsmeared-Q to cover
193        # the smeared Q range
194        self._qmin_unsmeared = self.qmin
195        self._qmax_unsmeared = self.qmax   
196       
197        self._first_unsmeared_bin = 0
198        self._last_unsmeared_bin  = len(self.x)-1
199       
200        if self.smearer!=None:
201            self._first_unsmeared_bin, self._last_unsmeared_bin = self.smearer.get_bin_range(self.qmin, self.qmax)
202            self._qmin_unsmeared = self.x[self._first_unsmeared_bin]
203            self._qmax_unsmeared = self.x[self._last_unsmeared_bin]
204           
205        # Identify the bin range for the unsmeared and smeared spaces
206        self.idx = (self.x>=self.qmin) & (self.x <= self.qmax)
207        self.idx_unsmeared = (self.x>=self._qmin_unsmeared) & (self.x <= self._qmax_unsmeared)
208 
209       
210    def getFitRange(self):
211        """
212            @return the range of data.x to fit
213        """
214        return self.qmin, self.qmax
215       
216    def residuals(self, fn):
217        """
218            Compute residuals.
219           
220            If self.smearer has been set, use if to smear
221            the data before computing chi squared.
222           
223            @param fn: function that return model value
224            @return residuals
225        """
226        # Compute theory data f(x)
227        fx= numpy.zeros(len(self.x))
228        fx[self.idx_unsmeared] = fn(self.x[self.idx_unsmeared])
229       
230        ## Smear theory data
231        if self.smearer is not None:
232            fx = self.smearer(fx, self._first_unsmeared_bin, self._last_unsmeared_bin)
233       
234        ## Sanity check
235        if numpy.size(self.dy)!= numpy.size(fx):
236            raise RuntimeError, "FitData1D: invalid error array %d <> %d" % (numpy.shape(self.dy),
237                                                                              numpy.size(fx))
238                                                                             
239        return (self.y[self.idx]-fx[self.idx])/self.dy[self.idx]
240     
241 
242       
243    def residuals_deriv(self, model, pars=[]):
244        """
245            @return residuals derivatives .
246            @note: in this case just return empty array
247        """
248        return []
249   
250   
251class FitData2D(Data2D):
252    """ Wrapper class  for SANS data """
253    def __init__(self,sans_data2d ,data=None, err_data=None):
254        Data2D.__init__(self, data= data, err_data= err_data)
255        """
256            Data can be initital with a data (sans plottable)
257            or with vectors.
258        """
259        self.res_err_image=[]
260        self.index_model=[]
261        self.qmin= None
262        self.qmax= None
263        self.set_data(sans_data2d )
264       
265    def set_data(self, sans_data2d, qmin=None, qmax=None ):
266        """
267            Determine the correct qx_data and qy_data within range to fit
268        """
269        self.data     = sans_data2d.data
270        self.err_data = sans_data2d.err_data
271        self.qx_data = sans_data2d.qx_data
272        self.qy_data = sans_data2d.qy_data
273        self.mask       = sans_data2d.mask
274
275        x_max = max(math.fabs(sans_data2d.xmin), math.fabs(sans_data2d.xmax))
276        y_max = max(math.fabs(sans_data2d.ymin), math.fabs(sans_data2d.ymax))
277       
278        ## fitting range
279        if qmin == None:
280            self.qmin = 1e-16
281        if qmax == None:
282            self.qmax = math.sqrt(x_max*x_max +y_max*y_max)
283        ## new error image for fitting purpose
284        if self.err_data== None or self.err_data ==[]:
285            self.res_err_data= numpy.zeros(len(self.data))
286        else:
287            self.res_err_data = copy.deepcopy(self.err_data)
288        self.res_err_data[self.res_err_data==0]=numpy.sqrt(self.data[self.res_err_data==0])
289       
290        self.radius= numpy.sqrt(self.qx_data**2 + self.qy_data**2)
291       
292        # Note: mask = True: for MASK while mask = False for NOT to mask
293        self.index_model = ((self.qmin <= self.radius)&(self.radius<= self.qmax))
294        self.mask = (self.index_model) & (self.mask)
295           
296    def setFitRange(self,qmin=None,qmax=None):
297        """ to set the fit range"""
298        if qmin==0.0:
299            self.qmin = 1e-16
300        elif qmin!=None:                       
301            self.qmin = qmin           
302        if qmax!=None:
303            self.qmax= qmax       
304        self.radius= numpy.sqrt(self.qx_data**2 + self.qy_data**2)
305        self.index_model = ((self.qmin <= self.radius)&(self.radius<= self.qmax))
306        self.mask = (self.index_model) &(self.mask)
307       
308       
309    def getFitRange(self):
310        """
311            @return the range of data.x to fit
312        """
313        return self.qmin, self.qmax
314     
315    def residuals(self, fn): 
316        """
317            @return the residuals
318        """       
319        # use only the data point within ROI range
320        res=(self.data[self.mask] - fn([self.qx_data[self.mask],
321                             self.qy_data[self.mask]]))/self.res_err_data[self.mask]
322        return res
323       
324 
325    def residuals_deriv(self, model, pars=[]):
326        """
327            @return residuals derivatives .
328            @note: in this case just return empty array
329        """
330        return []
331   
332class FitAbort(Exception):
333    """
334        Exception raise to stop the fit
335    """
336    print"Creating fit abort Exception"
337
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, fitresult=None,
344                 handler=None, curr_thread=None):
345        """
346            @param Model: the model wrapper fro sans -model
347            @param Data: the data wrapper for sans data
348        """
349        self.model = model
350        self.data  = data
351        self.paramlist = paramlist
352        self.curr_thread = curr_thread
353        self.handler = handler
354        self.fitresult = fitresult
355        self.res = []
356        self.func_name = "Functor"
357       
358    def chisq(self, params):
359        """
360            Calculates chi^2
361            @param params: list of parameter values
362            @return: chi^2
363        """
364        sum = 0
365        for item in self.res:
366            sum += item*item
367        if len(self.res)==0:
368            return None
369        return sum/ len(self.res)
370   
371    def __call__(self,params):
372        """
373            Compute residuals
374            @param params: value of parameters to fit
375        """
376        #import thread
377        self.model.setParams(self.paramlist,params)
378        self.res= self.data.residuals(self.model.eval)
379        if self.fitresult is not None and  self.handler is not None:
380            self.fitresult.set_model(model=self.model)
381            self.handler.set_result(result=self.fitresult)
382            self.handler.update_fit()
383       
384        #if self.curr_thread != None :
385        #    try:
386        #        self.curr_thread.isquit()
387        #    except:
388        #        raise FitAbort,"stop leastsqr optimizer"   
389        return self.res
390   
391class FitEngine:
392    def __init__(self):
393        """
394            Base class for scipy and park fit engine
395        """
396        #List of parameter names to fit
397        self.paramList=[]
398        #Dictionnary of fitArrange element (fit problems)
399        self.fitArrangeDict={}
400       
401    def _concatenateData(self, listdata=[]):
402        """ 
403            _concatenateData method concatenates each fields of all data contains ins listdata.
404            @param listdata: list of data
405            @return Data: Data is wrapper class for sans plottable. it is created with all parameters
406             of data concatenanted
407            @raise: if listdata is empty  will return None
408            @raise: if data in listdata don't contain dy field ,will create an error
409            during fitting
410        """
411        #TODO: we have to refactor the way we handle data.
412        # We should move away from plottables and move towards the Data1D objects
413        # defined in DataLoader. Data1D allows data manipulations, which should be
414        # used to concatenate.
415        # In the meantime we should switch off the concatenation.
416        #if len(listdata)>1:
417        #    raise RuntimeError, "FitEngine._concatenateData: Multiple data files is not currently supported"
418        #return listdata[0]
419       
420        if listdata==[]:
421            raise ValueError, " data list missing"
422        else:
423            xtemp=[]
424            ytemp=[]
425            dytemp=[]
426            self.mini=None
427            self.maxi=None
428               
429            for item in listdata:
430                data=item.data
431                mini,maxi=data.getFitRange()
432                if self.mini==None and self.maxi==None:
433                    self.mini=mini
434                    self.maxi=maxi
435                else:
436                    if mini < self.mini:
437                        self.mini=mini
438                    if self.maxi < maxi:
439                        self.maxi=maxi
440                       
441                   
442                for i in range(len(data.x)):
443                    xtemp.append(data.x[i])
444                    ytemp.append(data.y[i])
445                    if data.dy is not None and len(data.dy)==len(data.y):   
446                        dytemp.append(data.dy[i])
447                    else:
448                        raise RuntimeError, "Fit._concatenateData: y-errors missing"
449            data= Data(x=xtemp,y=ytemp,dy=dytemp)
450            data.setFitRange(self.mini, self.maxi)
451            return data
452       
453       
454    def set_model(self,model,Uid,pars=[], constraints=[]):
455        """
456            set a model on a given uid in the fit engine.
457            @param model: sans.models type
458            @param Uid :is the key of the fitArrange dictionnary where model is saved as a value
459            @param pars: the list of parameters to fit
460            @param constraints: list of
461                tuple (name of parameter, value of parameters)
462                the value of parameter must be a string to constraint 2 different
463                parameters.
464                Example:
465                we want to fit 2 model M1 and M2 both have parameters A and B.
466                constraints can be:
467                 constraints = [(M1.A, M2.B+2), (M1.B= M2.A *5),...,]
468            @note : pars must contains only name of existing model's paramaters
469        """
470        if model == None:
471            raise ValueError, "AbstractFitEngine: Need to set model to fit"
472       
473        new_model= model
474        if not issubclass(model.__class__, Model):
475            new_model= Model(model)
476       
477        if len(constraints)>0:
478            for constraint in constraints:
479                name, value = constraint
480                try:
481                    new_model.parameterset[ str(name)].set( str(value) )
482                except:
483                    msg= "Fit Engine: Error occurs when setting the constraint"
484                    msg += " %s for parameter %s "%(value, name)
485                    raise ValueError, msg
486               
487        if len(pars) >0:
488            temp=[]
489            for item in pars:
490                if item in new_model.model.getParamList():
491                    temp.append(item)
492                    self.paramList.append(item)
493                else:
494                   
495                    msg = "wrong parameter %s used"%str(item)
496                    msg += "to set model %s. Choose"%str(new_model.model.name)
497                    msg += "parameter name within %s"%str(new_model.model.getParamList())
498                    raise ValueError,msg
499             
500            #A fitArrange is already created but contains dList only at Uid
501            if self.fitArrangeDict.has_key(Uid):
502                self.fitArrangeDict[Uid].set_model(new_model)
503                self.fitArrangeDict[Uid].pars= pars
504            else:
505            #no fitArrange object has been create with this Uid
506                fitproblem = FitArrange()
507                fitproblem.set_model(new_model)
508                fitproblem.pars= pars
509                self.fitArrangeDict[Uid] = fitproblem
510               
511        else:
512            raise ValueError, "park_integration:missing parameters"
513   
514    def set_data(self,data,Uid,smearer=None,qmin=None,qmax=None):
515        """ Receives plottable, creates a list of data to fit,set data
516            in a FitArrange object and adds that object in a dictionary
517            with key Uid.
518            @param data: data added
519            @param Uid: unique key corresponding to a fitArrange object with data
520        """
521        if data.__class__.__name__=='Data2D':
522            fitdata=FitData2D(sans_data2d=data, data=data.data, err_data= data.err_data)
523        else:
524            fitdata=FitData1D(x=data.x, y=data.y , dx= data.dx,dy=data.dy,smearer=smearer)
525       
526        fitdata.setFitRange(qmin=qmin,qmax=qmax)
527        #A fitArrange is already created but contains model only at Uid
528        if self.fitArrangeDict.has_key(Uid):
529            self.fitArrangeDict[Uid].add_data(fitdata)
530        else:
531        #no fitArrange object has been create with this Uid
532            fitproblem= FitArrange()
533            fitproblem.add_data(fitdata)
534            self.fitArrangeDict[Uid]=fitproblem   
535   
536    def get_model(self,Uid):
537        """
538            @param Uid: Uid is key in the dictionary containing the model to return
539            @return  a model at this uid or None if no FitArrange element was created
540            with this Uid
541        """
542        if self.fitArrangeDict.has_key(Uid):
543            return self.fitArrangeDict[Uid].get_model()
544        else:
545            return None
546   
547    def remove_Fit_Problem(self,Uid):
548        """remove   fitarrange in Uid"""
549        if self.fitArrangeDict.has_key(Uid):
550            del self.fitArrangeDict[Uid]
551           
552    def select_problem_for_fit(self,Uid,value):
553        """
554            select a couple of model and data at the Uid position in dictionary
555            and set in self.selected value to value
556            @param value: the value to allow fitting. can only have the value one or zero
557        """
558        if self.fitArrangeDict.has_key(Uid):
559             self.fitArrangeDict[Uid].set_to_fit( value)
560             
561             
562    def get_problem_to_fit(self,Uid):
563        """
564            return the self.selected value of the fit problem of Uid
565           @param Uid: the Uid of the problem
566        """
567        if self.fitArrangeDict.has_key(Uid):
568             self.fitArrangeDict[Uid].get_to_fit()
569   
570class FitArrange:
571    def __init__(self):
572        """
573            Class FitArrange contains a set of data for a given model
574            to perform the Fit.FitArrange must contain exactly one model
575            and at least one data for the fit to be performed.
576            model: the model selected by the user
577            Ldata: a list of data what the user wants to fit
578           
579        """
580        self.model = None
581        self.dList =[]
582        self.pars=[]
583        #self.selected  is zero when this fit problem is not schedule to fit
584        #self.selected is 1 when schedule to fit
585        self.selected = 0
586       
587    def set_model(self,model):
588        """
589            set_model save a copy of the model
590            @param model: the model being set
591        """
592        self.model = model
593       
594    def add_data(self,data):
595        """
596            add_data fill a self.dList with data to fit
597            @param data: Data to add in the list 
598        """
599        if not data in self.dList:
600            self.dList.append(data)
601           
602    def get_model(self):
603        """ @return: saved model """
604        return self.model   
605     
606    def get_data(self):
607        """ @return:  list of data dList"""
608        #return self.dList
609        return self.dList[0] 
610     
611    def remove_data(self,data):
612        """
613            Remove one element from the list
614            @param data: Data to remove from dList
615        """
616        if data in self.dList:
617            self.dList.remove(data)
618    def set_to_fit (self, value=0):
619        """
620           set self.selected to 0 or 1  for other values raise an exception
621           @param value: integer between 0 or 1
622        """
623        self.selected= value
624       
625    def get_to_fit(self):
626        """
627            @return self.selected value
628        """
629        return self.selected
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.