source: trunk/python/asapfitter.py @ 794

Last change on this file since 794 was 794, checked in by mar637, 18 years ago

update from Release12

  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
File size: 16.1 KB
Line 
1import _asap
2from asap import rcParams
3from asap import print_log
4
5class fitter:
6    """
7    The fitting class for ASAP.
8    """
9
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
19        self.fitfuncs = None
20        self.fitted = False
21        self.data = None
22        self.components = 0
23        self._fittedrow = 0
24        self._p = None
25        self._selection = None
26
27    def set_data(self, xdat, ydat, mask=None):
28        """
29        Set the absissa and ordinate for the fit. Also set the mask
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:
34            xdat:    the abcissa values
35            ydat:    the ordinate values
36            mask:    an optional mask
37
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:
57            msg = "Please give a correct scan"
58            if rcParams['verbose']:
59                print msg
60                return
61            else:
62                raise TypeError(msg)
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        """
82        #default poly order 0
83        n=0
84        if kwargs.has_key('poly'):
85            self.fitfunc = 'poly'
86            n = kwargs.get('poly')
87            self.components = [n]
88        elif kwargs.has_key('gauss'):
89            n = kwargs.get('gauss')
90            self.fitfunc = 'gauss'
91            self.fitfuncs = [ 'gauss' for i in range(n) ]
92            self.components = [ 3 for i in range(n) ]
93        else:
94            msg = "Invalid function type."
95            if rcParams['verbose']:
96                print msg
97                return
98            else:
99                raise TypeError(msg)
100
101        self.fitter.setexpression(self.fitfunc,n)
102        return
103
104    def fit(self, row=0):
105        """
106        Execute the actual fitting process. All the state has to be set.
107        Parameters:
108            row:    specify the row in the scantable
109        Example:
110            s = scantable('myscan.asap')
111            s.set_cursor(thepol=1)        # select second pol
112            f = fitter()
113            f.set_scan(s)
114            f.set_function(poly=0)
115            f.fit(row=0)                  # fit first row
116        """
117        if ((self.x is None or self.y is None) and self.data is None) \
118               or self.fitfunc is None:
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
126        else:
127            if self.data is not None:
128                self.x = self.data._getabcissa(row)
129                self.y = self.data._getspectrum(row)
130                from asap import asaplog
131                asaplog.push("Fitting:")
132                self.selection = self.data.get_cursor()
133        self.fitter.setdata(self.x, self.y, self.mask)
134        if self.fitfunc == 'gauss':
135            ps = self.fitter.getparameters()
136            if len(ps) == 0:
137                self.fitter.estimate()
138        try:
139            self.fitter.fit()
140        except RuntimeError, msg:
141            if rcParams['verbose']:
142                print msg
143            else:
144                raise
145        self._fittedrow = row
146        self.fitted = True
147        print_log()
148        return
149
150    def store_fit(self):
151        """
152        Store the fit parameters in the scantable.
153        """
154        if self.fitted and self.data is not None:
155            pars = list(self.fitter.getparameters())
156            fixed = list(self.fitter.getfixedparameters())
157            self.data._addfit(self._fittedrow, pars, fixed,
158                              self.fitfuncs, self.components)
159
160    def set_parameters(self, params, fixed=None, component=None):
161        """
162        Set the parameters to be fitted.
163        Parameters:
164              params:    a vector of parameters
165              fixed:     a vector of which parameters are to be held fixed
166                         (default is none)
167              component: in case of multiple gaussians, the index of the
168                         component
169             """
170        if self.fitfunc is None:
171            msg = "Please specify a fitting function first."
172            if rcParams['verbose']:
173                print msg
174                return
175            else:
176                raise RuntimeError(msg)
177        if self.fitfunc == "gauss" and component is not None:
178            if not self.fitted:
179                from numarray import zeros
180                pars = list(zeros(len(self.components)*3))
181                fxd = list(zeros(len(pars)))
182            else:
183                pars = list(self.fitter.getparameters())
184                fxd = list(self.fitter.getfixedparameters())
185            i = 3*component
186            pars[i:i+3] = params
187            fxd[i:i+3] = fixed
188            params = pars
189            fixed = fxd
190        self.fitter.setparameters(params)
191        if fixed is not None:
192            self.fitter.setfixedparameters(fixed)
193        print_log()
194        return
195
196    def set_gauss_parameters(self, peak, centre, fhwm,
197                             peakfixed=False, centerfixed=False,
198                             fhwmfixed=False,
199                             component=0):
200        """
201        Set the Parameters of a 'Gaussian' component, set with set_function.
202        Parameters:
203            peak, centre, fhwm:  The gaussian parameters
204            peakfixed,
205            centerfixed,
206            fhwmfixed:           Optional parameters to indicate if
207                                 the paramters should be held fixed during
208                                 the fitting process. The default is to keep
209                                 all parameters flexible.
210            component:           The number of the component (Default is the
211                                 component 0)
212        """
213        if self.fitfunc != "gauss":
214            msg = "Function only operates on Gaussian components."
215            if rcParams['verbose']:
216                print msg
217                return
218            else:
219                raise ValueError(msg)
220        if 0 <= component < len(self.components):
221            self.set_parameters([peak, centre, fhwm],
222                                [peakfixed, centerfixed, fhwmfixed],
223                                component)
224        else:
225            msg = "Please select a valid  component."
226            if rcParams['verbose']:
227                print msg
228                return
229            else:
230                raise ValueError(msg)
231
232    def get_parameters(self, component=None):
233        """
234        Return the fit paramters.
235        Parameters:
236             component:    get the parameters for the specified component
237                           only, default is all components
238        """
239        if not self.fitted:
240            msg = "Not yet fitted."
241            if rcParams['verbose']:
242                print msg
243                return
244            else:
245                raise RuntimeError(msg)
246        pars = list(self.fitter.getparameters())
247        fixed = list(self.fitter.getfixedparameters())
248        if component is not None:
249            if self.fitfunc == "gauss":
250                i = 3*component
251                cpars = pars[i:i+3]
252                cfixed = fixed[i:i+3]
253            else:
254                cpars = pars
255                cfixed = fixed
256        else:
257            cpars = pars
258            cfixed = fixed
259        fpars = self._format_pars(cpars, cfixed)
260        if rcParams['verbose']:
261            print fpars
262        return cpars, cfixed, fpars
263
264    def _format_pars(self, pars, fixed):
265        out = ''
266        if self.fitfunc == 'poly':
267            c = 0
268            for i in range(len(pars)):
269                fix = ""
270                if fixed[i]: fix = "(fixed)"
271                out += '  p%d%s= %3.3f,' % (c,fix,pars[i])
272                c+=1
273            out = out[:-1]  # remove trailing ','
274        elif self.fitfunc == 'gauss':
275            i = 0
276            c = 0
277            aunit = ''
278            ounit = ''
279            if self.data:
280                aunit = self.data.get_unit()
281                ounit = self.data.get_fluxunit()
282            while i < len(pars):
283                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)
284                c+=1
285                i+=3
286        return out
287
288    def get_estimate(self):
289        """
290        Return the parameter estimates (for non-linear functions).
291        """
292        pars = self.fitter.getestimate()
293        if rcParams['verbose']:
294            print self._format_pars(pars)
295        return pars
296
297    def get_residual(self):
298        """
299        Return the residual of the fit.
300        """
301        if not self.fitted:
302            msg = "Not yet fitted."
303            if rcParams['verbose']:
304                print msg
305                return
306            else:
307                raise RuntimeError(msg)
308        return self.fitter.getresidual()
309
310    def get_chi2(self):
311        """
312        Return chi^2.
313        """
314        if not self.fitted:
315            msg = "Not yet fitted."
316            if rcParams['verbose']:
317                print msg
318                return
319            else:
320                raise RuntimeError(msg)
321        ch2 = self.fitter.getchi2()
322        if rcParams['verbose']:
323            print 'Chi^2 = %3.3f' % (ch2)
324        return ch2
325
326    def get_fit(self):
327        """
328        Return the fitted ordinate values.
329        """
330        if not self.fitted:
331            msg = "Not yet fitted."
332            if rcParams['verbose']:
333                print msg
334                return
335            else:
336                raise RuntimeError(msg)
337        return self.fitter.getfit()
338
339    def commit(self):
340        """
341        Return a new scan where the fits have been commited (subtracted)
342        """
343        if not self.fitted:
344            print "Not yet fitted."
345            msg = "Not yet fitted."
346            if rcParams['verbose']:
347                print msg
348                return
349            else:
350                raise RuntimeError(msg)
351        if self.data is not scantable:
352            msg = "Not a scantable"
353            if rcParams['verbose']:
354                print msg
355                return
356            else:
357                raise TypeError(msg)
358        scan = self.data.copy()
359        scan._setspectrum(self.fitter.getresidual())
360        print_log()
361
362    def plot(self, residual=False, components=None, plotparms=False, filename=None):
363        """
364        Plot the last fit.
365        Parameters:
366            residual:    an optional parameter indicating if the residual
367                         should be plotted (default 'False')
368            components:  a list of components to plot, e.g [0,1],
369                         -1 plots the total fit. Default is to only
370                         plot the total fit.
371            plotparms:   Inidicates if the parameter values should be present
372                         on the plot
373        """
374        if not self.fitted:
375            return
376        if not self._p or self._p.is_dead:
377            if rcParams['plotter.gui']:
378                from asap.asaplotgui import asaplotgui as asaplot
379            else:
380                from asap.asaplot import asaplot
381            self._p = asaplot()
382        self._p.hold()
383        self._p.clear()
384        self._p.set_panels()
385        self._p.palette(0)
386        tlab = 'Spectrum'
387        xlab = 'Abcissa'
388        m = ()
389        if self.data:
390            tlab = self.data._getsourcename(self._fittedrow)
391            xlab = self.data._getabcissalabel(self._fittedrow)
392            m = self.data._getmask(self._fittedrow)
393            ylab = self.data._get_ordinate_label()
394
395        colours = ["#777777","#bbbbbb","red","orange","purple","green","magenta", "cyan"]
396        self._p.palette(0,colours)
397        self._p.set_line(label='Spectrum')
398        self._p.plot(self.x, self.y, m)
399        if residual:
400            self._p.palette(1)
401            self._p.set_line(label='Residual')
402            self._p.plot(self.x, self.get_residual(), m)
403        self._p.palette(2)
404        if components is not None:
405            cs = components
406            if isinstance(components,int): cs = [components]
407            if plotparms:
408                self._p.text(0.15,0.15,str(self.get_parameters()[2]),size=8)
409            n = len(self.components)
410            self._p.palette(3)
411            for c in cs:
412                if 0 <= c < n:
413                    lab = self.fitfuncs[c]+str(c)
414                    self._p.set_line(label=lab)
415                    self._p.plot(self.x, self.fitter.evaluate(c), m)
416                elif c == -1:
417                    self._p.palette(2)
418                    self._p.set_line(label="Total Fit")
419                    self._p.plot(self.x, self.get_fit(), m)
420        else:
421            self._p.palette(2)
422            self._p.set_line(label='Fit')
423            self._p.plot(self.x, self.get_fit(), m)
424        xlim=[min(self.x),max(self.x)]
425        self._p.axes.set_xlim(xlim)
426        self._p.set_axes('xlabel',xlab)
427        self._p.set_axes('ylabel',ylab)
428        self._p.set_axes('title',tlab)
429        self._p.release()
430        if (not rcParams['plotter.gui']):
431            self._p.save(filename)
432        print_log()
433
434    def auto_fit(self, insitu=None, allaxes=True):
435        """
436        Return a scan where the function is applied to all rows for
437        all Beams/IFs/Pols.
438
439        """
440        from asap import scantable
441        if not isinstance(self.data, scantable) :
442            msg = "Data is not a scantable"
443            if rcParams['verbose']:
444                print msg
445                return
446            else:
447                raise TypeError(msg)
448        if insitu is None: insitu = rcParams['insitu']
449        if not insitu:
450            scan = self.data.copy()
451        else:
452            scan = self.data
453        sel = scan.get_cursor()
454        rows = range(scan.nrow())
455        from asap import asaplog
456        if allaxes:
457            for i in range(scan.nbeam()):
458                scan.setbeam(i)
459                for j in range(scan.nif()):
460                    scan.setif(j)
461                    for k in range(scan.npol()):
462                        scan.setpol(k)
463                        asaplog.push("Fitting:")
464                        out = 'Beam[%d], IF[%d], Pol[%d]' % (i,j,k)
465                        asaplog.push(out)
466                        for iRow in rows:
467                            self.x = scan._getabcissa(iRow)
468                            self.y = scan._getspectrum(iRow)
469                            self.data = None
470                            self.fit()
471                            x = self.get_parameters()
472                            scan._setspectrum(self.fitter.getresidual(),iRow)
473        else:
474            asaplog.push("Fitting:")
475            out = 'Beam[%d], IF[%d], Pol[%d]' % sel
476            asaplog.push(out)
477            for iRow in rows:
478                self.x = scan._getabcissa(iRow)
479                self.y = scan._getspectrum(iRow)
480                self.data = None
481                self.fit()
482                x = self.get_parameters()
483                scan._setspectrum(self.fitter.getresidual(),iRow)
484
485        scan.set_cursor(sel[0],sel[1],sel[2])
486        print_log()
487        if not insitu:
488            return scan
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.