IPP Software Navigation Tools IPP Links Communication Pan-STARRS Links

Ignore:
Timestamp:
Sep 17, 2004, 3:50:45 PM (22 years ago)
Author:
gusciora
Message:

Functions for psMinimizeLMChi2().

File:
1 edited

Legend:

Unmodified
Added
Removed
  • trunk/psLib/src/dataManip/psMinimize.c

    r1819 r1831  
    99 *  @author George Gusciora, MHPCC
    1010 *
    11  *  @version $Revision: 1.39 $ $Name: not supported by cvs2svn $
    12  *  @date $Date: 2004-09-16 19:30:24 $
     11 *  @version $Revision: 1.40 $ $Name: not supported by cvs2svn $
     12 *  @date $Date: 2004-09-18 01:50:45 $
    1313 *
    1414 *  Copyright 2004 Maui High Performance Computing Center, University of Hawaii
     
    844844    return (initialGuess);
    845845}
     846
    846847/******************************************************************************
    847848This routine will take an procedure which calculates an arbitrary function
    848849and it's derivative and minimize it.
    849850 
    850 GUS
    851  
    852851XXX: Do this:
    853852 After checking that all entries in the paramMask are 1 or 0, when
     
    855854 
    856855     A[i][i] = (1 + lambda*paramask[i]) * alpha[i][i];
    857  
    858  
    859856 *****************************************************************************/
    860857bool psMinimizeLM(psMinimization *min,
     
    982979
    983980        oldValue = min->value;
    984         newValue = func(newDeriv, NRparams, coords);
     981        newValue = func(deriv, NRparams, coords);
    985982        psTrace(".psLib.dataManip.psMinimizeLM", 4,
    986983                "old/new values are (%f, %f)\n", oldValue, newValue);
     
    10291026    psTrace(".psLib.dataManip.psMinimizeLM", 4,
    10301027            "---- psMinimizeLM() end (false) ----\n");
     1028    return(false);
     1029}
     1030
     1031/******************************************************************************
     1032This routine will take an procedure which calculates an arbitrary function
     1033and it's derivative and minimize the chi-squared match between that function
     1034at the specified coords and the specified value at those coords.
     1035 
     1036XXX: Do this:
     1037 After checking that all entries in the paramMask are 1 or 0, when
     1038 forming the A matrix from alpha, try this:
     1039 
     1040     A[i][i] = (1 + lambda*paramask[i]) * alpha[i][i];
     1041 *****************************************************************************/
     1042bool psMinimizeLMChi2(psMinimization *min,
     1043                      psVector *params,
     1044                      const psVector *paramMask,
     1045                      psImage *covar,
     1046                      const psArray *coords,
     1047                      const psVector *value,
     1048                      psMinimizeLMChi2Func func)
     1049{
     1050    psTrace(".psLib.dataManip.psMinimizeLMChi2", 4,
     1051            "---- psMinimizeLMChi2() begin ----\n");
     1052    int numData = value->n;
     1053    int numParams = params->n;
     1054    int i;
     1055    int j;
     1056    int k;
     1057    int l;
     1058    int n;
     1059    int p;
     1060    psVector *beta = psVectorAlloc(numParams, PS_TYPE_F64);
     1061    psVector *perm = psVectorAlloc(numParams, PS_TYPE_F64);
     1062
     1063    psVector *paramDeltasF64 = psVectorAlloc(numParams, PS_TYPE_F64);
     1064    psVector *origParams = psVectorAlloc(numParams, PS_TYPE_F32);
     1065    psVector *newParams = psVectorAlloc(numParams, PS_TYPE_F32);
     1066
     1067    psImage *alpha = psImageAlloc(numParams, numParams, PS_TYPE_F32);
     1068    psImage *A = psImageAlloc(numParams, numParams, PS_TYPE_F64);
     1069    psImage *aOut = psImageAlloc(numParams, numParams, PS_TYPE_F64);
     1070
     1071    psVector **deriv = (psVector **) psAlloc(numData * sizeof(psVector *));
     1072    for (i=0;i<numData;i++) {
     1073        deriv[i] = psVectorAlloc(numParams, PS_TYPE_F32);
     1074    }
     1075
     1076    psVector *currValueVec = psVectorAlloc(value->n, PS_TYPE_F32);
     1077    psVector *newValueVec = psVectorAlloc(value->n, PS_TYPE_F32);
     1078
     1079    float currChi2 = 0.0;
     1080    float newChi2 = 0.0;
     1081    float lamda = 0.00005;
     1082
     1083    psTrace(".psLib.dataManip.psMinimizeLMChi2", 6,
     1084            "min->maxIter is %d\n", min->maxIter);
     1085    psTrace(".psLib.dataManip.psMinimizeLMChi2", 6,
     1086            "min->tol is %f\n", min->tol);
     1087
     1088    for (p=0;p<numParams;p++) {
     1089        origParams->data.F32[p] = params->data.F32[p];
     1090    }
     1091
     1092    min->lastDelta = HUGE;
     1093    min->lastDelta = 12345.0;
     1094    min->iter = 0;
     1095
     1096    while ((min->lastDelta > min->tol) && (min->iter < min->maxIter)) {
     1097        psTrace(".psLib.dataManip.psMinimizeLMChi2", 4,
     1098                "------------------------------------------------------\n");
     1099        psTrace(".psLib.dataManip.psMinimizeLMChi2", 4,
     1100                "Iteration %d.  Delta is %f\n", min->iter, min->lastDelta);
     1101
     1102        //
     1103        // Calculate the current values and chi-squared of the function.
     1104        //
     1105        currChi2 = 0.0;
     1106        for (n=0;n<numData;n++) {
     1107            currValueVec->data.F32[n] = func(deriv[n],
     1108                                             params,
     1109                                             (psVector *) coords->data[n]);
     1110            currChi2+= (currValueVec->data.F32[n] * currValueVec->data.F32[n]);
     1111        }
     1112
     1113        for (p=0;p<numParams;p++) {
     1114            psTrace(".psLib.dataManip.psMinimizeLMChi2", 6,
     1115                    "params->data.F32[%d] is %f.\n", p, params->data.F32[p]);
     1116        }
     1117        psTrace(".psLib.dataManip.psMinimizeLMChi2", 6,
     1118                "Current chi-squared is (%f)\n", currChi2);
     1119
     1120        //
     1121        // Mask elements of the derivative for each data point.
     1122        //
     1123        for (p=0;p<numParams;p++) {
     1124            if ((paramMask != NULL) && (paramMask->data.U8[p] != 0)) {
     1125                for (n=0;n<numData;n++) {
     1126                    (deriv[n])->data.F32[p] = 0.0;
     1127                }
     1128            }
     1129        }
     1130
     1131        //
     1132        // Calculate the BETA vector.
     1133        //
     1134        for (p=0;p<numParams;p++) {
     1135            beta->data.F64[p] = 0.0;
     1136            for (n=0;n<numData;n++) {
     1137                (beta->data.F64[p])+=
     1138                    (value->data.F32[n] - currValueVec->data.F32[n]) *
     1139                    (deriv[n])->data.F32[p];
     1140            }
     1141            // XXX: multiple by -1 here?
     1142            (beta->data.F64[p])*= -1.0;
     1143            psTrace(".psLib.dataManip.psMinimizeLMChi2", 6,
     1144                    "beta->data.F64[%d] is %f.\n", p, beta->data.F64[p]);
     1145        }
     1146
     1147        //
     1148        // Calculate the ALPHA matrix.
     1149        //
     1150        for (k=0;k<numParams;k++) {
     1151            for (l=0;l<numParams;l++) {
     1152                alpha->data.F32[k][l] = 0.0;
     1153                for (n=0;n<numData;n++) {
     1154                    alpha->data.F32[k][l]+= (deriv[n])->data.F32[k] *
     1155                                            (deriv[n])->data.F32[l];
     1156                }
     1157            }
     1158        }
     1159
     1160        //
     1161        // Calculate the matrix A.
     1162        //
     1163        for (j=0;j<numParams;j++) {
     1164            for (k=0;k<numParams;k++) {
     1165                if (j == k) {
     1166                    A->data.F64[j][k] =
     1167                        (double) ((1.0 + lamda) * alpha->data.F32[j][k]);
     1168                } else {
     1169                    A->data.F64[j][k] = (double) alpha->data.F32[j][k];
     1170                }
     1171            }
     1172        }
     1173        for (j=0;j<numParams;j++) {
     1174            psTrace(".psLib.dataManip.psMinimizeLMChi2", 6, "Matrix A[][]:\n");
     1175            for (k=0;k<numParams;k++) {
     1176                psTrace(".psLib.dataManip.psMinimizeLMChi2", 6, "%f ", A->data.F64[j][k]);
     1177            }
     1178            psTrace(".psLib.dataManip.psMinimizeLMChi2", 6, "Matrix A[][]:\n");
     1179        }
     1180
     1181        //
     1182        // Solve A * alpha = Beta
     1183        //
     1184        aOut = psMatrixLUD(aOut, perm, A);
     1185        paramDeltasF64 = psMatrixLUSolve(paramDeltasF64, aOut, beta, perm);
     1186
     1187        //
     1188        // Mask any masked parameters.
     1189        //
     1190        for (i=0;i<numParams;i++) {
     1191            psTrace(".psLib.dataManip.psMinimizeLMChi2", 6,
     1192                    "paramDeltasF64->data.F64[%d] is %f.\n", i, paramDeltasF64->data.F64[i]);
     1193            if ((paramMask != NULL) && (paramMask->data.U8[i] != 0)) {
     1194                newParams->data.F32[i] = origParams->data.F32[i];
     1195            } else {
     1196                newParams->data.F32[i] = params->data.F32[i] -
     1197                                         (float) paramDeltasF64->data.F64[i];
     1198            }
     1199        }
     1200
     1201        psTrace(".psLib.dataManip.psMinimizeLMChi2", 6,
     1202                "Calling func() with new parameters:\n");
     1203        for (i=0;i<numParams;i++) {
     1204            psTrace(".psLib.dataManip.psMinimizeLMChi2", 6,
     1205                    "newParams->data.F32[%d] is %f.\n", i, newParams->data.F32[i]);
     1206        }
     1207
     1208
     1209        //
     1210        // Calculate new function values.
     1211        //
     1212        newChi2 = 0.0;
     1213        for (n=0;n<numData;n++) {
     1214            newValueVec->data.F32[n] = func(deriv[n], newParams,
     1215                                            (psVector *) coords->data[n]);
     1216            newChi2+= (newValueVec->data.F32[n] * newValueVec->data.F32[n]);
     1217        }
     1218        psTrace(".psLib.dataManip.psMinimizeLMChi2", 4,
     1219                "old/new chi-squareds are (%f, %f)\n", currChi2, newChi2);
     1220
     1221        //
     1222        // If the new chi-squared is lower, then keep it.
     1223        //
     1224        if (currChi2 > newChi2) {
     1225            min->lastDelta = currChi2 - newChi2;
     1226            min->value = newChi2;
     1227
     1228            // We already masked params.
     1229            for (i=0;i<numParams;i++) {
     1230                params->data.F32[i] = (float) newParams->data.F32[i];
     1231            }
     1232            lamda*= 0.1;
     1233        } else {
     1234            lamda*= 10.0;
     1235        }
     1236        psTrace(".psLib.dataManip.psMinimizeLMChi2", 4,
     1237                "lamda is %f\n", lamda);
     1238        min->iter++;
     1239    }
     1240    psFree(beta);
     1241    psFree(perm);
     1242    psFree(paramDeltasF64);
     1243    psFree(origParams);
     1244    psFree(newParams);
     1245    psFree(alpha);
     1246    psFree(A);
     1247    psFree(aOut);
     1248    for (i=0;i<numData;i++) {
     1249        psFree(deriv[i]);
     1250    }
     1251    psFree(deriv);
     1252    psFree(currValueVec);
     1253    psFree(newValueVec);
     1254
     1255    if ((min->iter < min->maxIter) ||
     1256            (min->lastDelta <= min->tol)) {
     1257        return(true);
     1258    }
     1259
     1260    psTrace(".psLib.dataManip.psMinimizeLMChi2", 4,
     1261            "---- psMinimizeLMChi2() end (false) ----\n");
    10311262    return(false);
    10321263}
Note: See TracChangeset for help on using the changeset viewer.