root/bdm/stat/libEF.cpp @ 198

Revision 198, 5.7 kB (checked in by smidl, 16 years ago)

opravy + zavedeni studenta + zakomentovani debug v mergeru

Line 
1#include <itpp/itbase.h>
2#include <itpp/base/bessel.h>
3#include "libEF.h"
4#include <math.h>
5
6using namespace itpp;
7
8Uniform_RNG UniRNG;
9Normal_RNG NorRNG;
10Gamma_RNG GamRNG;
11
12using std::cout;
13
14void BMEF::bayes ( const vec &dt ) {this->bayes ( dt,1.0 );};
15
16vec egiw::sample() const {
17        it_warning ( "Function not implemented" );
18        return vec_1 ( 0.0 );
19}
20
21double egiw::evalpdflog_nn ( const vec &val ) const {
22        int vend = val.length()-1;
23
24        if ( xdim==1 ) { //same as the following, just quicker.
25                double r = val ( vend ); //last entry!
26                vec Psi ( nPsi+xdim );
27                Psi ( 0 ) = -1.0;
28                Psi.set_subvector ( 1,val ( 0,vend-1 ) ); // fill the rest
29
30                double Vq=V.qform ( Psi );
31                return -0.5* ( nu*log ( r ) + Vq /r );
32        }
33        else {
34                mat Th= reshape ( val ( 0,nPsi*xdim-1 ),nPsi,xdim );
35                fsqmat R ( reshape ( val ( nPsi*xdim,vend ),xdim,xdim ) );
36                mat Tmp=concat_vertical ( -eye ( xdim ),Th );
37                fsqmat iR ( xdim );
38                R.inv ( iR );
39
40                return -0.5* ( nu*R.logdet() + trace ( iR.to_mat() *Tmp.T() *V.to_mat() *Tmp ) );
41        }
42}
43
44double egiw::lognc() const {
45        const vec& D = V._D();
46
47        double m = nu - nPsi -xdim-1;
48#define log2  0.693147180559945286226763983
49#define logpi 1.144729885849400163877476189
50#define log2pi 1.83787706640935
51#define Inf std::numeric_limits<double>::infinity()
52
53        double nkG = 0.5* xdim* ( -nPsi *log2pi + sum ( log ( D ( xdim,D.length()-1 ) ) ) );
54        // temporary for lgamma in Wishart
55        double lg=0;
56        for ( int i =0; i<xdim;i++ ) {lg+=lgamma ( 0.5* ( m-i ) );}
57
58        double nkW = 0.5* ( m*sum ( log ( D ( 0,xdim-1 ) ) ) ) \
59                     - 0.5*xdim* ( m*log2 + 0.5* ( xdim-1 ) *log2pi )  - lg;
60
61        it_assert_debug(((-nkG-nkW)>-Inf) && ((-nkG-nkW)<Inf), "ARX improper");
62        return -nkG-nkW;
63}
64
65vec egiw::mean() const {
66
67        if ( xdim==1 ) {
68                const mat &L= V._L();
69                const vec &D= V._D();
70                int end = L.rows()-1;
71
72                vec m ( rv.count() );
73                mat iLsub = ltuinv ( L ( xdim,end,xdim,end ) );
74
75                vec L0 = L.get_col ( 0 );
76
77                m.set_subvector ( 0,iLsub*L0 ( 1,end ) );
78                m ( end ) = D ( 0 ) / ( nu -nPsi -2*xdim -2 );
79                return m;
80        } else {
81                mat M;
82                mat R;
83                mean_mat(M,R);
84                return cvectorize (concat_vertical(M,R));
85        }
86
87}
88void egiw::mean_mat(mat &M, mat&R) const {
89        const mat &L= V._L();
90        const vec &D= V._D();
91        int end = L.rows()-1;
92               
93        ldmat ldR ( L ( 0,xdim-1,0,xdim-1 ), D ( 0,xdim-1 ) / ( nu -nPsi -2*xdim -2 ) ); //exp val of R
94        mat iLsub=ltuinv ( L ( xdim,end,xdim,end ) );
95       
96        // set mean value
97        mat Lpsi = L ( xdim,end,0,xdim-1 );
98        M= iLsub*Lpsi;
99        R= ldR.to_mat()  ;
100}
101
102vec egamma::sample() const {
103        vec smp ( rv.count() );
104        int i;
105
106        for ( i=0; i<rv.count(); i++ ) {
107                GamRNG.setup ( alpha ( i ),beta ( i ) );
108#pragma omp critical
109                smp ( i ) = GamRNG();
110        }
111
112        return smp;
113}
114
115// mat egamma::sample ( int N ) const {
116//      mat Smp ( rv.count(),N );
117//      int i,j;
118//
119//      for ( i=0; i<rv.count(); i++ ) {
120//              GamRNG.setup ( alpha ( i ),beta ( i ) );
121//
122//              for ( j=0; j<N; j++ ) {
123//                      Smp ( i,j ) = GamRNG();
124//              }
125//      }
126//
127//      return Smp;
128// }
129
130double egamma::evalpdflog ( const vec &val ) const {
131        double res = 0.0; //the rest will be added
132        int i;
133
134        for ( i=0; i<rv.count(); i++ ) {
135                res += ( alpha ( i ) - 1 ) *std::log ( val ( i ) ) - beta ( i ) *val ( i );
136        }
137
138        return res-lognc();
139}
140
141double egamma::lognc() const {
142        double res = 0.0; //will be added
143        int i;
144
145        for ( i=0; i<rv.count(); i++ ) {
146                res += lgamma ( alpha ( i ) ) - alpha ( i ) *std::log ( beta ( i ) ) ;
147        }
148
149        return res;
150}
151
152//MGamma
153mgamma::mgamma ( const RV &rv,const RV &rvc ) : mEF ( rv,rvc ), epdf ( rv ) {vec* tmp; epdf._param ( tmp,_beta );};
154
155void mgamma::set_parameters ( double k0 ) {
156        k=k0;
157        ep = &epdf;
158        epdf.set_parameters ( k*ones ( rv.count() ),*_beta );
159};
160
161ivec eEmp::resample ( RESAMPLING_METHOD method ) {
162        ivec ind=zeros_i ( n );
163        ivec N_babies = zeros_i ( n );
164        vec cumDist = cumsum ( w );
165        vec u ( n );
166        int i,j,parent;
167        double u0;
168
169        switch ( method ) {
170                case MULTINOMIAL:
171                        u ( n - 1 ) = pow ( UniRNG.sample(), 1.0 / n );
172
173                        for ( i = n - 2;i >= 0;i-- ) {
174                                u ( i ) = u ( i + 1 ) * pow ( UniRNG.sample(), 1.0 / ( i + 1 ) );
175                        }
176
177                        break;
178
179                case STRATIFIED:
180
181                        for ( i = 0;i < n;i++ ) {
182                                u ( i ) = ( i + UniRNG.sample() ) / n;
183                        }
184
185                        break;
186
187                case SYSTEMATIC:
188                        u0 = UniRNG.sample();
189
190                        for ( i = 0;i < n;i++ ) {
191                                u ( i ) = ( i + u0 ) / n;
192                        }
193
194                        break;
195
196                default:
197                        it_error ( "PF::resample(): Unknown resampling method" );
198        }
199
200        // U is now full
201        j = 0;
202
203        for ( i = 0;i < n;i++ ) {
204                while ( u ( i ) > cumDist ( j ) ) j++;
205
206                N_babies ( j ) ++;
207        }
208        // We have assigned new babies for each Particle
209        // Now, we fill the resulting index such that:
210        // * particles with at least one baby should not move *
211        // This assures that reassignment can be done inplace;
212
213        // find the first parent;
214        parent=0; while ( N_babies ( parent ) ==0 ) parent++;
215
216        // Build index
217        for ( i = 0;i < n;i++ ) {
218                if ( N_babies ( i ) > 0 ) {
219                        ind ( i ) = i;
220                        N_babies ( i ) --; //this index was now replicated;
221                }
222                else {
223                        // test if the parent has been fully replicated
224                        // if yes, find the next one
225                        while ( ( N_babies ( parent ) ==0 ) || ( N_babies ( parent ) ==1 && parent>i ) ) parent++;
226
227                        // Replicate parent
228                        ind ( i ) = parent;
229
230                        N_babies ( parent ) --; //this index was now replicated;
231                }
232
233        }
234
235        // copy the internals according to ind
236        for ( i=0;i<n;i++ ) {
237                if ( ind ( i ) !=i ) {
238                        samples ( i ) =samples ( ind ( i ) );
239                }
240                w ( i ) = 1.0/n;
241        }
242
243        return ind;
244}
245
246void eEmp::set_parameters ( const vec &w0, const epdf* epdf0 ) {
247        //it_assert_debug(rv==epdf0->rv(),"Wrong epdf0");
248        w=w0;
249        w/=sum ( w0 );//renormalize
250        n=w.length();
251        samples.set_size ( n );
252
253        for ( int i=0;i<n;i++ ) {samples ( i ) =epdf0->sample();}
254}
255
256void eEmp::set_samples (  const epdf* epdf0 ) {
257        //it_assert_debug(rv==epdf0->rv(),"Wrong epdf0");
258        w=1;
259        w/=sum ( w );//renormalize
260
261        for ( int i=0;i<n;i++ ) {samples ( i ) =epdf0->sample();}
262}
Note: See TracBrowser for help on using the browser.