root/library/bdm/estim/arx.cpp @ 1009

Revision 1009, 7.5 kB (checked in by smidl, 14 years ago)

changes in bayes_batch

  • Property svn:eol-style set to native
Line 
1#include "arx.h"
2namespace bdm {
3
4void ARX::bayes_weighted ( const vec &yt, const vec &cond, const double w ) {
5        bdm_assert_debug ( yt.length() == dimy, "BM::bayes yt is of size "+num2str(yt.length())+" expected dimension is "+num2str(dimy) );
6        bdm_assert_debug ( cond.length() == rgrlen , "BM::bayes cond is of size "+num2str(cond.length())+" expected dimension is "+num2str(rgrlen) );
7       
8        BMEF::bayes_weighted(yt,cond,w); //potential discount scheduling
9       
10        double lnc;
11        //cache
12        ldmat &V = est._V();
13        double &nu = est._nu();
14
15        dyad.set_subvector ( 0, yt );
16        if (cond.length()>0)
17                dyad.set_subvector ( dimy, cond );
18        // possible "1" is there from the beginning
19
20        if ( frg < 1.0 ) {
21                est.pow ( frg ); // multiply V and nu
22
23
24                //stabilize
25                ldmat V0 = alter_est._V(); //$ copy
26                double &nu0 = alter_est._nu();
27
28                V0 *= ( 1 - frg );
29                V += V0; //stabilization
30                nu += ( 1 - frg ) * nu0;
31
32                // recompute loglikelihood of new "prior"
33                if ( evalll ) {
34                        last_lognc = est.lognc();
35                }
36        }
37        V.opupdt ( dyad, w );
38        nu += w;
39
40        // log(sqrt(2*pi)) = 0.91893853320467
41        if ( evalll ) {
42                lnc = est.lognc();
43                ll = lnc - last_lognc - 0.91893853320467;
44                last_lognc = lnc;
45        }
46}
47
48double ARX::logpred ( const vec &yt, const vec &cond ) const {
49        egiw pred ( est );
50        ldmat &V = pred._V();
51        double &nu = pred._nu();
52
53        double lll;
54        vec dyad_p = dyad;
55        dyad_p.set_subvector ( 0, yt );
56        dyad_p.set_subvector(dimy,cond);
57       
58        if ( frg < 1.0 ) {
59                pred.pow ( frg );
60                lll = pred.lognc();
61        } else//should be save: last_lognc is changed only by bayes;
62                if ( evalll ) {
63                        lll = last_lognc;
64                } else {
65                        lll = pred.lognc();
66                }
67
68        V.opupdt ( dyad_p, 1.0 );
69        nu += 1.0;
70        // log(sqrt(2*pi)) = 0.91893853320467
71        return pred.lognc() - lll - 0.91893853320467;
72}
73
74void ARX::flatten ( const BMEF* B ) {
75        const ARX* A = dynamic_cast<const ARX*> ( B );
76        // nu should be equal to B.nu
77        est.pow ( A->posterior()._nu() / posterior()._nu() );
78        if ( evalll ) {
79                last_lognc = est.lognc();
80        }
81}
82
83ARX* ARX::_copy ( ) const {
84        ARX* Tmp = new ARX ( *this );
85        return Tmp;
86}
87
88void ARX::set_statistics ( const BMEF* B0 ) {
89        const ARX* A0 = dynamic_cast<const ARX*> ( B0 );
90
91        bdm_assert_debug ( dimension() == A0->dimension(), "Statistics of different dimensions" );
92        set_statistics ( A0->dimensiony(), A0->posterior()._V(), A0->posterior()._nu() );
93}
94
95enorm<ldmat>* ARX::epredictor ( const vec &cond ) const {
96        bdm_assert_debug ( cond.length() == rgrlen , "ARX::epredictor cond is of size "+num2str(cond.length())+" expected dimension is "+num2str(rgrlen) );
97       
98        mat mu ( dimy, posterior()._V().rows() - dimy );
99        mat R ( dimy, dimy );
100
101        vec ext_rgr;
102        if (have_constant){
103                ext_rgr = concat(cond,vec_1(1.0));
104        } else {
105                ext_rgr = cond;
106        }
107       
108        enorm<ldmat>* tmp;
109        tmp = new enorm<ldmat> ( );
110        //TODO: too hackish
111        if ( yrv._dsize() > 0 ) {
112        }
113
114        est.mean_mat ( mu, R ); //mu =
115        //correction for student-t  -- TODO check if correct!!
116        //R*=nu/(nu-2);
117        if (mu.cols()>0) {// nonempty egiw
118                mat p_mu = mu.T() * ext_rgr;    //the result is one column
119                tmp->set_parameters ( p_mu.get_col ( 0 ), ldmat ( R ) );
120        } else {
121                tmp->set_parameters ( zeros( R.rows() ), ldmat ( R ) );
122        }
123        if (dimy==yrv._dsize())
124                tmp->set_rv(yrv);
125        return tmp;
126}
127
128mlstudent* ARX::predictor_student ( ) const {
129        const ldmat &V = posterior()._V();
130
131        mat mu ( dimy, V.rows() - dimy );
132        mat R ( dimy, dimy );
133        mlstudent* tmp;
134        tmp = new mlstudent ( );
135
136        est.mean_mat ( mu, R ); //
137        mu = mu.T();
138
139        int end = V._L().rows() - 1;
140        ldmat Lam ( V._L() ( dimy, end, dimy, end ), V._D() ( dimy, end ) );  //exp val of R
141
142
143        if ( have_constant ) { // no constant term
144                //Assume the constant term is the last one:
145                if ( mu.cols() > 1 ) {
146                        tmp->set_parameters ( mu.get_cols ( 0, mu.cols() - 2 ), mu.get_col ( mu.cols() - 1 ), ldmat ( R ), Lam );
147                } else {
148                        tmp->set_parameters ( mat ( dimy, dimc ), mu.get_col ( mu.cols() - 1 ), ldmat ( R ), Lam );
149                }
150        } else {
151                // no constant term
152                tmp->set_parameters ( mu, zeros ( dimy ), ldmat ( R ), Lam );
153        }
154        return tmp;
155}
156
157
158
159/*! \brief Return the best structure
160@param Eg a copy of GiW density that is being examined
161@param Eg0 a copy of prior GiW density before estimation
162@param Egll likelihood of the current Eg
163@param indices current indices
164\return best likelihood in the structure below the given one
165*/
166double egiw_bestbelow ( egiw Eg, egiw Eg0, double Egll, ivec &indices ) { //parameter Eg is a copy!
167        ldmat Vo = Eg._V(); //copy
168        ldmat Vo0 = Eg._V(); //copy
169        ldmat& Vp = Eg._V(); // pointer into Eg
170        ldmat& Vp0 = Eg._V(); // pointer into Eg
171        int end = Vp.rows() - 1;
172        int i;
173        mat Li;
174        mat Li0;
175        double maxll = Egll;
176        double tmpll = Egll;
177        double belll = Egll;
178
179        ivec tmpindices;
180        ivec maxindices = indices;
181
182
183        cout << "bb:(" << indices << ") ll=" << Egll << endl;
184
185        //try to remove only one rv
186        for ( i = 0; i < end; i++ ) {
187                //copy original
188                Li = Vo._L();
189                Li0 = Vo0._L();
190                //remove stuff
191                Li.del_col ( i + 1 );
192                Li0.del_col ( i + 1 );
193                Vp.ldform ( Li, Vo._D() );
194                Vp0.ldform ( Li0, Vo0._D() );
195                tmpll = Eg.lognc() - Eg0.lognc(); // likelihood is difference of norm. coefs.
196
197                cout << "i=(" << i << ") ll=" << tmpll << endl;
198
199                //
200                if ( tmpll > Egll ) { //increase of the likelihood
201                        tmpindices = indices;
202                        tmpindices.del ( i );
203                        //search for a better match in this substructure
204                        belll = egiw_bestbelow ( Eg, Eg0, tmpll, tmpindices );
205                        if ( belll > maxll ) { //better match found
206                                maxll = belll;
207                                maxindices = tmpindices;
208                        }
209                }
210        }
211        indices = maxindices;
212        return maxll;
213}
214
215ivec ARX::structure_est ( const egiw &est0 ) {
216        ivec ind = linspace ( 1, est.dimension() - 1 );
217        egiw_bestbelow ( est, est0, est.lognc() - est0.lognc(), ind );
218        return ind;
219}
220
221
222
223ivec ARX::structure_est_LT ( const egiw &est0 ) {
224        //some stuff with beliefs etc.
225        ivec belief = vec_1 ( 2 );        // default belief
226        int nbest = 1;           // nbest: how many regressors are returned
227        int nrep = 5;         // nrep: number of random repetions of structure estimation
228        double lambda   = 0.9;
229        int k = 2;
230       
231        Array<str_aux> o2;
232       
233        ivec ind = bdm::straux1(est._V(),est._nu(), est0._V(), est0._nu(), belief, nbest, nrep, lambda, k, o2);
234       
235        return ind;
236}
237
238void ARX::from_setting ( const Setting &set ) {
239        BMEF::from_setting(set);
240       
241        UI::get (rgr, set, "rgr", UI::compulsory );
242       
243        dimy = yrv._dsize();
244        bdm_assert(dimy>0,"ARX::yrv should not be empty");
245        rgrlen = rgr._dsize();
246
247        int constant;
248        if ( !UI::get ( constant, set, "constant", UI::optional ) ) {
249                have_constant = true;
250        } else {
251                have_constant = constant > 0;
252        }
253        dimc = rgrlen;
254        rvc = rgr;
255
256        //init
257        shared_ptr<egiw> pri = UI::build<egiw> ( set, "prior", UI::optional );
258        if (pri){
259                set_prior(pri.get());
260        } else {
261                shared_ptr<egiw> post = UI::build<egiw> ( set, "posterior", UI::optional );
262                set_prior(post.get());
263        }
264               
265       
266        shared_ptr<egiw> alt = UI::build<egiw> ( set, "alternative", UI::optional );
267        if ( alt ) {
268                bdm_assert ( alt->_dimx() == dimy, "alternative is not compatible" );
269                bdm_assert ( alt->_V().rows() == dimy + rgrlen + int(have_constant==true), "alternative is not compatible" );
270                alter_est.set_parameters ( alt->_dimx(), alt->_V(), alt->_nu() );
271                alter_est.validate();
272        } 
273        // frg handled by BMEF
274
275}
276
277void ARX::set_prior(const epdf *pri){
278        const egiw * eg=dynamic_cast<const egiw*>(pri);
279        if ( eg ) {
280                bdm_assert ( eg->_dimx() == dimy, "prior is not compatible" );
281                bdm_assert ( eg->_V().rows() == dimy + rgrlen + int(have_constant==true), "prior is not compatible" );
282                est.set_parameters ( eg->_dimx(), eg->_V(), eg->_nu() );
283                est.validate();
284        } else {
285                est.set_parameters ( dimy, zeros ( dimy + rgrlen +int(have_constant==true)) );
286                set_prior_default ( est );
287        }
288        //check alternative
289        if (alter_est.dimension()!=dimension()){
290                alter_est = est;
291        }
292}
293}
Note: See TracBrowser for help on using the browser.