source: trunk/python/asapfitter.py @ 876

Last change on this file since 876 was 876, checked in by mar637, 18 years ago

move to asap2 container

  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
File size: 15.5 KB
RevLine 
[113]1import _asap
[259]2from asap import rcParams
[723]3from asap import print_log
[113]4
5class fitter:
6    """
7    The fitting class for ASAP.
8    """
[723]9
[113]10    def __init__(self):
11        """
12        Create a fitter object. No state is set.
13        """
14        self.fitter = _asap.fitter()
15        self.x = None
16        self.y = None
17        self.mask = None
18        self.fitfunc = None
[515]19        self.fitfuncs = None
[113]20        self.fitted = False
21        self.data = None
[515]22        self.components = 0
23        self._fittedrow = 0
[113]24        self._p = None
[515]25        self._selection = None
[113]26
27    def set_data(self, xdat, ydat, mask=None):
28        """
[158]29        Set the absissa and ordinate for the fit. Also set the mask
[113]30        indicationg valid points.
31        This can be used for data vectors retrieved from a scantable.
32        For scantable fitting use 'fitter.set_scan(scan, mask)'.
33        Parameters:
[158]34            xdat:    the abcissa values
[113]35            ydat:    the ordinate values
36            mask:    an optional mask
[723]37
[113]38        """
39        self.fitted = False
40        self.x = xdat
41        self.y = ydat
42        if mask == None:
43            from numarray import ones
44            self.mask = ones(len(xdat))
45        else:
46            self.mask = mask
47        return
48
49    def set_scan(self, thescan=None, mask=None):
50        """
51        Set the 'data' (a scantable) of the fitter.
52        Parameters:
53            thescan:     a scantable
54            mask:        a msk retireved from the scantable
55        """
56        if not thescan:
[723]57            msg = "Please give a correct scan"
58            if rcParams['verbose']:
59                print msg
60                return
61            else:
62                raise TypeError(msg)
[113]63        self.fitted = False
64        self.data = thescan
65        if mask is None:
66            from numarray import ones
67            self.mask = ones(self.data.nchan())
68        else:
69            self.mask = mask
70        return
71
72    def set_function(self, **kwargs):
73        """
74        Set the function to be fit.
75        Parameters:
76            poly:    use a polynomial of the order given
77            gauss:   fit the number of gaussian specified
78        Example:
79            fitter.set_function(gauss=2) # will fit two gaussians
80            fitter.set_function(poly=3)  # will fit a 3rd order polynomial
81        """
[723]82        #default poly order 0
[515]83        n=0
[113]84        if kwargs.has_key('poly'):
85            self.fitfunc = 'poly'
86            n = kwargs.get('poly')
[515]87            self.components = [n]
[113]88        elif kwargs.has_key('gauss'):
89            n = kwargs.get('gauss')
90            self.fitfunc = 'gauss'
[515]91            self.fitfuncs = [ 'gauss' for i in range(n) ]
92            self.components = [ 3 for i in range(n) ]
93        else:
[723]94            msg = "Invalid function type."
95            if rcParams['verbose']:
96                print msg
97                return
98            else:
99                raise TypeError(msg)
100
[113]101        self.fitter.setexpression(self.fitfunc,n)
102        return
[723]103
[515]104    def fit(self, row=0):
[113]105        """
106        Execute the actual fitting process. All the state has to be set.
107        Parameters:
[526]108            row:    specify the row in the scantable
[113]109        Example:
[515]110            s = scantable('myscan.asap')
111            s.set_cursor(thepol=1)        # select second pol
[113]112            f = fitter()
113            f.set_scan(s)
114            f.set_function(poly=0)
[723]115            f.fit(row=0)                  # fit first row
[113]116        """
117        if ((self.x is None or self.y is None) and self.data is None) \
118               or self.fitfunc is None:
[723]119            msg = "Fitter not yet initialised. Please set data & fit function"
120            if rcParams['verbose']:
121                print msg
122                return
123            else:
124                raise RuntimeError(msg)
125
[113]126        else:
127            if self.data is not None:
[515]128                self.x = self.data._getabcissa(row)
129                self.y = self.data._getspectrum(row)
[723]130                from asap import asaplog
131                asaplog.push("Fitting:")
[876]132                out = "Scan[%d] Beam[%d] IF[%d] Pol[%d] Cycle[%d]" (self.data.getscan(i),self.data.getbeam(i),self.data.getif(i),self.data.getpol(i), self.data.getcycle(i))
133                asaplog.push(out)
[515]134        self.fitter.setdata(self.x, self.y, self.mask)
[113]135        if self.fitfunc == 'gauss':
136            ps = self.fitter.getparameters()
137            if len(ps) == 0:
138                self.fitter.estimate()
[626]139        try:
140            self.fitter.fit()
141        except RuntimeError, msg:
[723]142            if rcParams['verbose']:
143                print msg
144            else:
145                raise
[515]146        self._fittedrow = row
[113]147        self.fitted = True
[723]148        print_log()
[113]149        return
150
[515]151    def store_fit(self):
[526]152        """
153        Store the fit parameters in the scantable.
154        """
[515]155        if self.fitted and self.data is not None:
156            pars = list(self.fitter.getparameters())
157            fixed = list(self.fitter.getfixedparameters())
158            self.data._addfit(self._fittedrow, pars, fixed,
159                              self.fitfuncs, self.components)
160
161    def set_parameters(self, params, fixed=None, component=None):
[526]162        """
163        Set the parameters to be fitted.
164        Parameters:
165              params:    a vector of parameters
166              fixed:     a vector of which parameters are to be held fixed
167                         (default is none)
168              component: in case of multiple gaussians, the index of the
169                         component
170             """
[515]171        if self.fitfunc is None:
[723]172            msg = "Please specify a fitting function first."
173            if rcParams['verbose']:
174                print msg
175                return
176            else:
177                raise RuntimeError(msg)
[515]178        if self.fitfunc == "gauss" and component is not None:
179            if not self.fitted:
180                from numarray import zeros
181                pars = list(zeros(len(self.components)*3))
182                fxd = list(zeros(len(pars)))
183            else:
[723]184                pars = list(self.fitter.getparameters())
[515]185                fxd = list(self.fitter.getfixedparameters())
186            i = 3*component
187            pars[i:i+3] = params
188            fxd[i:i+3] = fixed
189            params = pars
[723]190            fixed = fxd
[113]191        self.fitter.setparameters(params)
192        if fixed is not None:
193            self.fitter.setfixedparameters(fixed)
[723]194        print_log()
[113]195        return
[515]196
197    def set_gauss_parameters(self, peak, centre, fhwm,
198                             peakfixed=False, centerfixed=False,
199                             fhwmfixed=False,
200                             component=0):
[113]201        """
[515]202        Set the Parameters of a 'Gaussian' component, set with set_function.
203        Parameters:
204            peak, centre, fhwm:  The gaussian parameters
205            peakfixed,
206            centerfixed,
207            fhwmfixed:           Optional parameters to indicate if
208                                 the paramters should be held fixed during
209                                 the fitting process. The default is to keep
210                                 all parameters flexible.
[526]211            component:           The number of the component (Default is the
212                                 component 0)
[515]213        """
214        if self.fitfunc != "gauss":
[723]215            msg = "Function only operates on Gaussian components."
216            if rcParams['verbose']:
217                print msg
218                return
219            else:
220                raise ValueError(msg)
[515]221        if 0 <= component < len(self.components):
222            self.set_parameters([peak, centre, fhwm],
223                                [peakfixed, centerfixed, fhwmfixed],
224                                component)
225        else:
[723]226            msg = "Please select a valid  component."
227            if rcParams['verbose']:
228                print msg
229                return
230            else:
231                raise ValueError(msg)
232
[515]233    def get_parameters(self, component=None):
234        """
[113]235        Return the fit paramters.
[526]236        Parameters:
237             component:    get the parameters for the specified component
238                           only, default is all components
[113]239        """
240        if not self.fitted:
[723]241            msg = "Not yet fitted."
242            if rcParams['verbose']:
243                print msg
244                return
245            else:
246                raise RuntimeError(msg)
[113]247        pars = list(self.fitter.getparameters())
248        fixed = list(self.fitter.getfixedparameters())
[723]249        if component is not None:
[515]250            if self.fitfunc == "gauss":
251                i = 3*component
252                cpars = pars[i:i+3]
253                cfixed = fixed[i:i+3]
254            else:
255                cpars = pars
[723]256                cfixed = fixed
[515]257        else:
258            cpars = pars
259            cfixed = fixed
260        fpars = self._format_pars(cpars, cfixed)
[723]261        if rcParams['verbose']:
[515]262            print fpars
263        return cpars, cfixed, fpars
[723]264
[515]265    def _format_pars(self, pars, fixed):
[113]266        out = ''
267        if self.fitfunc == 'poly':
268            c = 0
[515]269            for i in range(len(pars)):
270                fix = ""
271                if fixed[i]: fix = "(fixed)"
272                out += '  p%d%s= %3.3f,' % (c,fix,pars[i])
[113]273                c+=1
[515]274            out = out[:-1]  # remove trailing ','
[113]275        elif self.fitfunc == 'gauss':
276            i = 0
277            c = 0
[515]278            aunit = ''
279            ounit = ''
[113]280            if self.data:
[515]281                aunit = self.data.get_unit()
282                ounit = self.data.get_fluxunit()
[113]283            while i < len(pars):
[515]284                out += '  %d: peak = %3.3f %s , centre = %3.3f %s, FWHM = %3.3f %s \n' % (c,pars[i],ounit,pars[i+1],aunit,pars[i+2],aunit)
[113]285                c+=1
286                i+=3
287        return out
[723]288
[113]289    def get_estimate(self):
290        """
[515]291        Return the parameter estimates (for non-linear functions).
[113]292        """
293        pars = self.fitter.getestimate()
[723]294        if rcParams['verbose']:
[113]295            print self._format_pars(pars)
296        return pars
297
298    def get_residual(self):
299        """
300        Return the residual of the fit.
301        """
302        if not self.fitted:
[723]303            msg = "Not yet fitted."
304            if rcParams['verbose']:
305                print msg
306                return
307            else:
308                raise RuntimeError(msg)
[113]309        return self.fitter.getresidual()
310
311    def get_chi2(self):
312        """
313        Return chi^2.
314        """
315        if not self.fitted:
[723]316            msg = "Not yet fitted."
317            if rcParams['verbose']:
318                print msg
319                return
320            else:
321                raise RuntimeError(msg)
[113]322        ch2 = self.fitter.getchi2()
[723]323        if rcParams['verbose']:
[113]324            print 'Chi^2 = %3.3f' % (ch2)
[723]325        return ch2
[113]326
327    def get_fit(self):
328        """
329        Return the fitted ordinate values.
330        """
331        if not self.fitted:
[723]332            msg = "Not yet fitted."
333            if rcParams['verbose']:
334                print msg
335                return
336            else:
337                raise RuntimeError(msg)
[113]338        return self.fitter.getfit()
339
340    def commit(self):
341        """
[526]342        Return a new scan where the fits have been commited (subtracted)
[113]343        """
344        if not self.fitted:
345            print "Not yet fitted."
[723]346            msg = "Not yet fitted."
347            if rcParams['verbose']:
348                print msg
349                return
350            else:
351                raise RuntimeError(msg)
[113]352        if self.data is not scantable:
[723]353            msg = "Not a scantable"
354            if rcParams['verbose']:
355                print msg
356                return
357            else:
358                raise TypeError(msg)
[113]359        scan = self.data.copy()
[259]360        scan._setspectrum(self.fitter.getresidual())
[723]361        print_log()
[113]362
[723]363    def plot(self, residual=False, components=None, plotparms=False, filename=None):
[113]364        """
365        Plot the last fit.
366        Parameters:
367            residual:    an optional parameter indicating if the residual
368                         should be plotted (default 'False')
[526]369            components:  a list of components to plot, e.g [0,1],
370                         -1 plots the total fit. Default is to only
371                         plot the total fit.
372            plotparms:   Inidicates if the parameter values should be present
373                         on the plot
[113]374        """
375        if not self.fitted:
376            return
[723]377        if not self._p or self._p.is_dead:
378            if rcParams['plotter.gui']:
379                from asap.asaplotgui import asaplotgui as asaplot
380            else:
381                from asap.asaplot import asaplot
382            self._p = asaplot()
383        self._p.hold()
[113]384        self._p.clear()
[515]385        self._p.set_panels()
[652]386        self._p.palette(0)
[113]387        tlab = 'Spectrum'
[723]388        xlab = 'Abcissa'
[515]389        m = ()
[113]390        if self.data:
[515]391            tlab = self.data._getsourcename(self._fittedrow)
392            xlab = self.data._getabcissalabel(self._fittedrow)
393            m = self.data._getmask(self._fittedrow)
[626]394            ylab = self.data._get_ordinate_label()
[515]395
[668]396        colours = ["#777777","#bbbbbb","red","orange","purple","green","magenta", "cyan"]
[652]397        self._p.palette(0,colours)
[515]398        self._p.set_line(label='Spectrum')
[113]399        self._p.plot(self.x, self.y, m)
400        if residual:
[652]401            self._p.palette(1)
[515]402            self._p.set_line(label='Residual')
[113]403            self._p.plot(self.x, self.get_residual(), m)
[652]404        self._p.palette(2)
[515]405        if components is not None:
406            cs = components
407            if isinstance(components,int): cs = [components]
[526]408            if plotparms:
409                self._p.text(0.15,0.15,str(self.get_parameters()[2]),size=8)
[515]410            n = len(self.components)
[652]411            self._p.palette(3)
[515]412            for c in cs:
413                if 0 <= c < n:
414                    lab = self.fitfuncs[c]+str(c)
415                    self._p.set_line(label=lab)
416                    self._p.plot(self.x, self.fitter.evaluate(c), m)
417                elif c == -1:
[652]418                    self._p.palette(2)
[515]419                    self._p.set_line(label="Total Fit")
[723]420                    self._p.plot(self.x, self.get_fit(), m)
[515]421        else:
[652]422            self._p.palette(2)
[515]423            self._p.set_line(label='Fit')
424            self._p.plot(self.x, self.get_fit(), m)
[723]425        xlim=[min(self.x),max(self.x)]
426        self._p.axes.set_xlim(xlim)
[113]427        self._p.set_axes('xlabel',xlab)
428        self._p.set_axes('ylabel',ylab)
429        self._p.set_axes('title',tlab)
430        self._p.release()
[723]431        if (not rcParams['plotter.gui']):
432            self._p.save(filename)
433        print_log()
[113]434
[876]435    def auto_fit(self, insitu=None):
[113]436        """
[515]437        Return a scan where the function is applied to all rows for
438        all Beams/IFs/Pols.
[723]439
[113]440        """
441        from asap import scantable
[515]442        if not isinstance(self.data, scantable) :
[723]443            msg = "Data is not a scantable"
444            if rcParams['verbose']:
445                print msg
446                return
447            else:
448                raise TypeError(msg)
[259]449        if insitu is None: insitu = rcParams['insitu']
450        if not insitu:
451            scan = self.data.copy()
452        else:
453            scan = self.data
[159]454        rows = range(scan.nrow())
[723]455        from asap import asaplog
[876]456        asaplog.push("Fitting:")
457        for r in rows:
458            out = "Scan[%d] Beam[%d] IF[%d] Pol[%d] Cycle[%d]" %        (self.data.getscan(r),self.data.getbeam(r),self.data.getif(r),self.data.getpol(r), self.data.getcycle(r))
[794]459            asaplog.push(out)
[876]460            self.x = scan._getabcissa(r)
461            self.y = scan._getspectrum(r)
462            self.data = None
463            self.fit()
464            x = self.get_parameters()
465            scan._setspectrum(self.fitter.getresidual(),iRow)
466        print_log()
467        return scan
[794]468
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.