00001 
00013 #ifndef PF_H
00014 #define PF_H
00015 
00016 #include <itpp/itbase.h>
00017 #include "../stat/libEF.h"
00018 #include "../math/libDC.h"
00019 
00020 using namespace itpp;
00021 
00022 
00023 extern double PF_SSAT;
00024 
00031 class PF : public BM {
00032 protected:
00034         int n;
00036         eEmp est;
00038         vec &_w;
00040         Array<vec> &_samples;
00042         mpdf ∥
00044         mpdf &obs;
00045 public:
00047         PF ( const RV &rv0, mpdf &par0,  mpdf &obs0, int n0 ) :BM ( rv0 ),
00048                         n ( n0 ),est ( rv0,n ),_w ( est._w() ),_samples ( est._samples() ),
00049                         par ( par0 ), obs ( obs0 ) {};
00050 
00052         void set_est ( const epdf &epdf0 );
00053         void bayes ( const vec &dt );
00054 };
00055 
00062 template<class BM_T>
00063 
00064 class MPF : public PF {
00065         BM_T* Bms[10000];
00066 
00068 
00069 class mpfepdf : public epdf  {
00070         protected:
00071                 eEmp &E;
00072                 vec &_w;
00073                 Array<const epdf*> Coms;
00074         public:
00075                 mpfepdf ( eEmp &E0, const RV &rvc ) :
00076                                 epdf ( RV( ) ), E ( E0 ),  _w ( E._w() ),
00077                                 Coms ( _w.length() ) {
00078                         rv.add ( E._rv() );
00079                         rv.add ( rvc );
00080                 };
00081 
00082                 void set_elements ( int &i, double wi, const epdf* ep )
00083                 {_w ( i ) =wi; Coms ( i ) =ep;};
00084 
00085                 vec mean() const {
00086                         
00087                         vec pom=zeros ( ( Coms ( 0 )->_rv() ).count() );
00088 
00089                         for ( int i=0; i<_w.length(); i++ ) {pom += Coms ( i )->mean() * _w ( i );}
00090 
00091                         return concat ( E.mean(),pom );
00092                 }
00093 
00094                 vec sample() const {it_error ( "Not implemented" );return 0;}
00095 
00096                 double evallog ( const vec &val ) const {it_error ( "not implemented" ); return 0.0;}
00097         };
00098 
00100         mpfepdf jest;
00101 
00102 public:
00104         MPF ( const RV &rvlin, const RV &rvpf, mpdf &par0, mpdf &obs0, int n, const BM_T &BMcond0 ) : PF ( rvpf ,par0,obs0,n ),jest ( est,rvlin ) {
00105                 
00106                 
00107                 rv.add ( rvlin );
00108                 
00109 
00110                 if ( n>10000 ) {it_error ( "increase 10000 here!" );}
00111 
00112                 for ( int i=0;i<n;i++ ) {
00113                         Bms[i] = new BM_T ( BMcond0 ); 
00114                         const epdf& pom=Bms[i]->_epdf();
00115                         jest.set_elements ( i,1.0/n,&pom );
00116                 }
00117         };
00118 
00119         ~MPF() {
00120         }
00121 
00122         void bayes ( const vec &dt );
00123         const epdf& _epdf() const {return jest;}
00124         const epdf* _e() const {return &jest;} 
00126         void set_est ( const epdf& epdf0 ) {
00127                 PF::set_est ( epdf0 );  
00128                 
00129 
00130                 for ( int i=0;i<n;i++ ) {Bms[i]->condition ( _samples ( i ) );}
00131         }
00132 
00133 
00134         double SSAT;
00135 };
00136 
00137 template<class BM_T>
00138 void MPF<BM_T>::bayes ( const vec &dt ) {
00139         int i;
00140         vec lls ( n );
00141         vec llsP ( n );
00142         ivec ind;
00143         double mlls=-std::numeric_limits<double>::infinity();
00144 
00145         
00146         double sumLWL=0.0;
00147         double sumL2WL=0.0;
00148         double WL = 0.0;
00149 
00150         #pragma omp parallel for
00151         for ( i=0;i<n;i++ ) {   
00152                 
00153                 _samples ( i ) = par.samplecond ( _samples ( i ), llsP ( i ) );
00154                 Bms[i]->condition ( _samples ( i ) );
00155                 Bms[i]->bayes ( dt );
00156                 lls ( i ) = Bms[i]->_ll(); 
00157                 if ( lls ( i ) >mlls ) mlls=lls ( i ); 
00158         }
00159 
00160         if ( false) {
00161                 #pragma omp parallel for reduction(+:sumLWL,sumL2WL) private(WL)
00162                 for ( i=0;i<n;i++ ) {
00163                         WL = _w ( i ) *exp ( llsP ( i ) ); 
00164                         sumLWL += exp ( lls ( i ) ) *WL;
00165                         sumL2WL += exp ( 2*lls ( i ) ) *WL;
00166                 }
00167                 SSAT  = sumL2WL/ ( sumLWL*sumLWL );
00168         }
00169 
00170         double sum_w=0.0;
00171         
00172         #pragma omp parallel for
00173         for ( i=0;i<n;i++ ) {
00174                 _w ( i ) *= exp ( lls ( i ) - mlls ); 
00175                 sum_w+=_w(i);
00176         }
00177 
00178         if ( sum_w  >0.0 ) {
00179                 _w /=sum_w; 
00180         } else {
00181                 cout<<"sum(w)==0"<<endl;
00182         }
00183 
00184 
00185         double eff = 1.0/ ( _w*_w );
00186         if ( eff < ( 0.3*n ) ) {
00187                 ind = est.resample();
00188                 
00189 
00190                 #pragma omp parallel for
00191                 for ( i=0;i<n;i++ ) {
00192                         if ( ind ( i ) !=i ) {
00193                                 
00194                                 
00195 
00196                                 
00197                                 
00198                                 delete Bms[i];
00199                                 Bms[i] = new BM_T ( *Bms[ind ( i ) ] ); 
00200                                 const epdf& pom=Bms[i]->_epdf();
00201                                 jest.set_elements ( i,1.0/n,&pom );
00202                         }
00203                 };
00204                 cout << '.';
00205         }
00206 }
00207 
00208 #endif // KF_H
00209 
00210