root/library/bdm/estim/arx.cpp @ 625

Revision 625, 5.9 kB (checked in by smidl, 15 years ago)

ARX re-designed

  • Property svn:eol-style set to native
Line 
1#include "arx.h"
2namespace bdm {
3
4void ARX::bayes ( const vec &dt, const double w ) {
5        double lnc;
6
7               
8        if ( frg < 1.0 ) {
9                est.pow ( frg );
10                if ( evalll ) {
11                        last_lognc = est.lognc();
12                }
13        }
14        if (have_constant) {
15                _dt.set_subvector(0,dt);
16                V.opupdt ( _dt, w );
17        } else {
18                V.opupdt ( dt, w );
19        }
20        nu += w;
21
22        // log(sqrt(2*pi)) = 0.91893853320467
23        if ( evalll ) {
24                lnc = est.lognc();
25                ll = lnc - last_lognc - 0.91893853320467;
26                last_lognc = lnc;
27        }
28}
29
30double ARX::logpred ( const vec &dt ) const {
31        egiw pred ( est );
32        ldmat &V = pred._V();
33        double &nu = pred._nu();
34
35        double lll;
36
37        if ( frg < 1.0 ) {
38                pred.pow ( frg );
39                lll = pred.lognc();
40        } else//should be save: last_lognc is changed only by bayes;
41                if ( evalll ) {
42                        lll = last_lognc;
43                } else {
44                        lll = pred.lognc();
45                }
46
47        V.opupdt ( dt, 1.0 );
48        nu += 1.0;
49        // log(sqrt(2*pi)) = 0.91893853320467
50        return pred.lognc() - lll - 0.91893853320467;
51}
52
53ARX* ARX::_copy_ ( ) const {
54        ARX* Tmp = new ARX ( *this );
55        return Tmp;
56}
57
58void ARX::set_statistics ( const BMEF* B0 ) {
59        const ARX* A0 = dynamic_cast<const ARX*> ( B0 );
60
61        bdm_assert_debug ( V.rows() == A0->V.rows(), "ARX::set_statistics Statistics  differ" );
62        set_statistics ( A0->dimx, A0->V, A0->nu );
63}
64
65enorm<ldmat>* ARX::epredictor ( const vec &rgr ) const {
66        int dim = dimx;//est.dimension();
67        mat mu ( dim, V.rows() - dim );
68        mat R ( dim, dim );
69
70        enorm<ldmat>* tmp;
71        tmp = new enorm<ldmat> ( );
72        //TODO: too hackish
73        if ( drv._dsize() > 0 ) {
74        }
75
76        est.mean_mat ( mu, R ); //mu =
77        //correction for student-t  -- TODO check if correct!!
78        //R*=nu/(nu-2);
79        mat p_mu = mu.T() * rgr;        //the result is one column
80        tmp->set_parameters ( p_mu.get_col ( 0 ), ldmat ( R ) );
81        return tmp;
82}
83
84mlnorm<ldmat>* ARX::predictor ( ) const {
85        int dim = est.dimension();
86       
87        mat mu ( dim, V.rows() - dim );
88        mat R ( dim, dim );
89        mlnorm<ldmat>* tmp;
90        tmp = new mlnorm<ldmat> ( );
91
92        est.mean_mat ( mu, R ); //mu =
93        mu = mu.T();
94        //correction for student-t  -- TODO check if correct!!
95
96        if ( have_constant) { // constant term
97                //Assume the constant term is the last one:
98                tmp->set_parameters ( mu.get_cols ( 0, mu.cols() - 2 ), mu.get_col ( mu.cols() - 1 ), ldmat ( R ) );
99        } else {
100                tmp->set_parameters ( mu, zeros ( dim ), ldmat ( R ) );
101        }
102        return tmp;
103}
104
105mlstudent* ARX::predictor_student ( ) const {
106        int dim = est.dimension();
107
108        mat mu ( dim, V.rows() - dim );
109        mat R ( dim, dim );
110        mlstudent* tmp;
111        tmp = new mlstudent ( );
112
113        est.mean_mat ( mu, R ); //
114        mu = mu.T();
115
116        int xdim = dimx;
117        int end = V._L().rows() - 1;
118        ldmat Lam ( V._L() ( xdim, end, xdim, end ), V._D() ( xdim, end ) );  //exp val of R
119
120
121        if ( have_constant) { // no constant term
122                //Assume the constant term is the last one:
123                if ( mu.cols() > 1 ) {
124                        tmp->set_parameters ( mu.get_cols ( 0, mu.cols() - 2 ), mu.get_col ( mu.cols() - 1 ), ldmat ( R ), Lam );
125                } else {
126                        tmp->set_parameters ( mat ( dim, 0 ), mu.get_col ( mu.cols() - 1 ), ldmat ( R ), Lam );
127                }
128        } else {
129                // no constant term
130                tmp->set_parameters ( mu, zeros ( xdim ), ldmat ( R ), Lam );
131        }
132        return tmp;
133}
134
135
136
137/*! \brief Return the best structure
138@param Eg a copy of GiW density that is being examined
139@param Eg0 a copy of prior GiW density before estimation
140@param Egll likelihood of the current Eg
141@param indeces current indeces
142\return best likelihood in the structure below the given one
143*/
144double egiw_bestbelow ( egiw Eg, egiw Eg0, double Egll, ivec &indeces ) { //parameter Eg is a copy!
145        ldmat Vo = Eg._V(); //copy
146        ldmat Vo0 = Eg._V(); //copy
147        ldmat& Vp = Eg._V(); // pointer into Eg
148        ldmat& Vp0 = Eg._V(); // pointer into Eg
149        int end = Vp.rows() - 1;
150        int i;
151        mat Li;
152        mat Li0;
153        double maxll = Egll;
154        double tmpll = Egll;
155        double belll = Egll;
156
157        ivec tmpindeces;
158        ivec maxindeces = indeces;
159
160
161        cout << "bb:(" << indeces << ") ll=" << Egll << endl;
162
163        //try to remove only one rv
164        for ( i = 0; i < end; i++ ) {
165                //copy original
166                Li = Vo._L();
167                Li0 = Vo0._L();
168                //remove stuff
169                Li.del_col ( i + 1 );
170                Li0.del_col ( i + 1 );
171                Vp.ldform ( Li, Vo._D() );
172                Vp0.ldform ( Li0, Vo0._D() );
173                tmpll = Eg.lognc() - Eg0.lognc(); // likelihood is difference of norm. coefs.
174
175                cout << "i=(" << i << ") ll=" << tmpll << endl;
176
177                //
178                if ( tmpll > Egll ) { //increase of the likelihood
179                        tmpindeces = indeces;
180                        tmpindeces.del ( i );
181                        //search for a better match in this substructure
182                        belll = egiw_bestbelow ( Eg, Eg0, tmpll, tmpindeces );
183                        if ( belll > maxll ) { //better match found
184                                maxll = belll;
185                                maxindeces = tmpindeces;
186                        }
187                }
188        }
189        indeces = maxindeces;
190        return maxll;
191}
192
193ivec ARX::structure_est ( egiw est0 ) {
194        ivec ind = linspace ( 1, est.dimension() - 1 );
195        egiw_bestbelow ( est, est0, est.lognc() - est0.lognc(), ind );
196        return ind;
197}
198
199
200
201ivec ARX::structure_est_LT ( egiw est0 ) {
202        //some stuff with beliefs etc.
203//      ivec ind = bdm::straux1(V,nu, est0._V(), est0._nu());
204        return ivec();//ind;
205}
206
207void ARX::from_setting ( const Setting &set ) {
208        shared_ptr<RV> yrv = UI::build<RV> ( set, "rv", UI::compulsory );
209        shared_ptr<RV> rrv = UI::build<RV> ( set, "rgr", UI::compulsory );
210        int ylen = yrv->_dsize();
211        // rgrlen - including constant!!!
212        int rgrlen = rrv->_dsize();
213       
214        set_rv ( *yrv, *rrv );
215       
216        string opt;
217        if ( UI::get(opt, set,  "options", UI::optional) ) {
218                BM::set_options(opt);
219        }
220        if (!UI::get(have_constant, set, "constant", UI::optional)){
221                have_constant=true;
222        }
223        if (have_constant) {rgrlen++;_dt=ones(rgrlen+ylen);}
224
225        //init
226        mat V0;
227        vec dV0;
228        if (!UI::get(V0, set, "V0",UI::optional)){
229                if ( !UI::get ( dV0, set, "dV0" ) )
230                        dV0 = concat ( 1e-3 * ones ( ylen ), 1e-5 * ones ( rgrlen ) );
231                V0 = diag ( dV0 );
232        }
233        double nu0;
234        if ( !UI::get ( nu0, set, "nu0" ) )
235                nu0 = rgrlen + ylen + 2;
236
237        double frg;
238        if ( !UI::get ( frg, set, "frg" ) )
239                frg = 1.0;
240
241        set_parameters ( frg );
242        set_statistics ( ylen, V0, nu0 );
243       
244        //name results (for logging)
245        shared_ptr<RV> rv_par=UI::build<RV>(set, "rv_param",UI::optional );
246        if (!rv_par){
247                est.set_rv ( RV ( "{theta r }", vec_2 ( ylen*rgrlen, ylen*ylen ) ) );
248        } else {
249                est.set_rv ( *rv_par );
250        }
251        validate();
252}
253
254}
Note: See TracBrowser for help on using the browser.