root/library/bdm/estim/arx.cpp @ 741

Revision 741, 6.8 kB (checked in by smidl, 14 years ago)

Stress tests are passing now. Missing validate calls are filled...

  • 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
6        bdm_assert_debug ( yt.length() >= dimy, "ARX::bayes yt is smaller then dimc" );
7        bdm_assert_debug ( cond.length() >= dimc, "ARX::bayes cond is smaller then dimc" );
8        double lnc;
9        //cache
10        ldmat &V = est._V();
11        double &nu = est._nu();
12
13        dyad.set_subvector ( 0, yt );
14        if (cond.length()>0)
15                dyad.set_subvector ( dimy, cond );
16        // possible "1" is there from the beginning
17
18        if ( frg < 1.0 ) {
19                est.pow ( frg ); // multiply V and nu
20
21
22                //stabilize
23                ldmat V0 = alter_est._V(); //$ copy
24                double &nu0 = alter_est._nu();
25
26                V0 *= ( 1 - frg );
27                V += V0; //stabilization
28                nu += ( 1 - frg ) * nu0;
29
30                // recompute loglikelihood of new "prior"
31                if ( evalll ) {
32                        last_lognc = est.lognc();
33                }
34        }
35        V.opupdt ( dyad, w );
36        nu += w;
37
38        // log(sqrt(2*pi)) = 0.91893853320467
39        if ( evalll ) {
40                lnc = est.lognc();
41                ll = lnc - last_lognc - 0.91893853320467;
42                last_lognc = lnc;
43        }
44}
45
46double ARX::logpred ( const vec &yt ) const {
47        egiw pred ( est );
48        ldmat &V = pred._V();
49        double &nu = pred._nu();
50
51        double lll;
52        vec dyad_p = dyad;
53        dyad_p.set_subvector ( 0, yt );
54
55        if ( frg < 1.0 ) {
56                pred.pow ( frg );
57                lll = pred.lognc();
58        } else//should be save: last_lognc is changed only by bayes;
59                if ( evalll ) {
60                        lll = last_lognc;
61                } else {
62                        lll = pred.lognc();
63                }
64
65        V.opupdt ( dyad_p, 1.0 );
66        nu += 1.0;
67        // log(sqrt(2*pi)) = 0.91893853320467
68        return pred.lognc() - lll - 0.91893853320467;
69}
70
71void ARX::flatten ( const BMEF* B ) {
72        const ARX* A = dynamic_cast<const ARX*> ( B );
73        // nu should be equal to B.nu
74        est.pow ( A->posterior()._nu() / posterior()._nu() );
75        if ( evalll ) {
76                last_lognc = est.lognc();
77        }
78}
79
80ARX* ARX::_copy_ ( ) const {
81        ARX* Tmp = new ARX ( *this );
82        return Tmp;
83}
84
85void ARX::set_statistics ( const BMEF* B0 ) {
86        const ARX* A0 = dynamic_cast<const ARX*> ( B0 );
87
88        bdm_assert_debug ( dimension() == A0->dimension(), "Statistics of different dimensions" );
89        set_statistics ( A0->dimensiony(), A0->posterior()._V(), A0->posterior()._nu() );
90}
91
92enorm<ldmat>* ARX::epredictor ( const vec &rgr ) const {
93        mat mu ( dimy, posterior()._V().rows() - dimy );
94        mat R ( dimy, dimy );
95
96        enorm<ldmat>* tmp;
97        tmp = new enorm<ldmat> ( );
98        //TODO: too hackish
99        if ( yrv._dsize() > 0 ) {
100        }
101
102        est.mean_mat ( mu, R ); //mu =
103        //correction for student-t  -- TODO check if correct!!
104        //R*=nu/(nu-2);
105        mat p_mu = mu.T() * rgr;        //the result is one column
106        tmp->set_parameters ( p_mu.get_col ( 0 ), ldmat ( R ) );
107        return tmp;
108}
109
110enorm<ldmat>* ARX::epredictor() const {
111        bdm_assert_debug ( dimy == posterior()._V().rows() - 1, "Regressor is not only 1" );
112        return epredictor ( vec_1 ( 1.0 ) );
113}
114
115mlstudent* ARX::predictor_student ( ) const {
116        const ldmat &V = posterior()._V();
117
118        mat mu ( dimy, V.rows() - dimy );
119        mat R ( dimy, dimy );
120        mlstudent* tmp;
121        tmp = new mlstudent ( );
122
123        est.mean_mat ( mu, R ); //
124        mu = mu.T();
125
126        int end = V._L().rows() - 1;
127        ldmat Lam ( V._L() ( dimy, end, dimy, end ), V._D() ( dimy, end ) );  //exp val of R
128
129
130        if ( have_constant ) { // no constant term
131                //Assume the constant term is the last one:
132                if ( mu.cols() > 1 ) {
133                        tmp->set_parameters ( mu.get_cols ( 0, mu.cols() - 2 ), mu.get_col ( mu.cols() - 1 ), ldmat ( R ), Lam );
134                } else {
135                        tmp->set_parameters ( mat ( dimy, dimc ), mu.get_col ( mu.cols() - 1 ), ldmat ( R ), Lam );
136                }
137        } else {
138                // no constant term
139                tmp->set_parameters ( mu, zeros ( dimy ), ldmat ( R ), Lam );
140        }
141        return tmp;
142}
143
144
145
146/*! \brief Return the best structure
147@param Eg a copy of GiW density that is being examined
148@param Eg0 a copy of prior GiW density before estimation
149@param Egll likelihood of the current Eg
150@param indeces current indeces
151\return best likelihood in the structure below the given one
152*/
153double egiw_bestbelow ( egiw Eg, egiw Eg0, double Egll, ivec &indeces ) { //parameter Eg is a copy!
154        ldmat Vo = Eg._V(); //copy
155        ldmat Vo0 = Eg._V(); //copy
156        ldmat& Vp = Eg._V(); // pointer into Eg
157        ldmat& Vp0 = Eg._V(); // pointer into Eg
158        int end = Vp.rows() - 1;
159        int i;
160        mat Li;
161        mat Li0;
162        double maxll = Egll;
163        double tmpll = Egll;
164        double belll = Egll;
165
166        ivec tmpindeces;
167        ivec maxindeces = indeces;
168
169
170        cout << "bb:(" << indeces << ") ll=" << Egll << endl;
171
172        //try to remove only one rv
173        for ( i = 0; i < end; i++ ) {
174                //copy original
175                Li = Vo._L();
176                Li0 = Vo0._L();
177                //remove stuff
178                Li.del_col ( i + 1 );
179                Li0.del_col ( i + 1 );
180                Vp.ldform ( Li, Vo._D() );
181                Vp0.ldform ( Li0, Vo0._D() );
182                tmpll = Eg.lognc() - Eg0.lognc(); // likelihood is difference of norm. coefs.
183
184                cout << "i=(" << i << ") ll=" << tmpll << endl;
185
186                //
187                if ( tmpll > Egll ) { //increase of the likelihood
188                        tmpindeces = indeces;
189                        tmpindeces.del ( i );
190                        //search for a better match in this substructure
191                        belll = egiw_bestbelow ( Eg, Eg0, tmpll, tmpindeces );
192                        if ( belll > maxll ) { //better match found
193                                maxll = belll;
194                                maxindeces = tmpindeces;
195                        }
196                }
197        }
198        indeces = maxindeces;
199        return maxll;
200}
201
202ivec ARX::structure_est ( egiw est0 ) {
203        ivec ind = linspace ( 1, est.dimension() - 1 );
204        egiw_bestbelow ( est, est0, est.lognc() - est0.lognc(), ind );
205        return ind;
206}
207
208
209
210ivec ARX::structure_est_LT ( egiw est0 ) {
211        //some stuff with beliefs etc.
212//      ivec ind = bdm::straux1(V,nu, est0._V(), est0._nu());
213        return ivec();//ind;
214}
215
216void ARX::from_setting ( const Setting &set ) {
217        shared_ptr<RV> yrv_ = UI::build<RV> ( set, "rv", UI::compulsory );
218        shared_ptr<RV> rrv = UI::build<RV> ( set, "rgr", UI::compulsory );
219        dimy = yrv_->_dsize();
220        // rgrlen - including constant!!!
221        dimc = rrv->_dsize();
222
223        yrv = *yrv_;
224        rvc = *rrv;
225
226        string opt;
227        if ( UI::get ( opt, set,  "options", UI::optional ) ) {
228                BM::set_options ( opt );
229        }
230        int constant;
231        if ( !UI::get ( constant, set, "constant", UI::optional ) ) {
232                have_constant = true;
233        } else {
234                have_constant = constant > 0;
235        }
236        int rgrlen = dimc + int ( have_constant == true );
237
238        //init
239        shared_ptr<egiw> pri = UI::build<egiw> ( set, "prior", UI::optional );
240        if ( pri ) {
241                bdm_assert ( pri->_dimx() == dimy, "prior is not compatible" );
242                bdm_assert ( pri->_V().rows() == dimy + rgrlen, "prior is not compatible" );
243                est.set_parameters ( pri->_dimx(), pri->_V(), pri->_nu() );
244        } else {
245                est.set_parameters ( dimy, zeros ( dimy + rgrlen ) );
246                set_prior_default ( est );
247        }
248
249        shared_ptr<egiw> alt = UI::build<egiw> ( set, "alternative", UI::optional );
250        if ( alt ) {
251                bdm_assert ( alt->_dimx() == dimy, "alternative is not compatible" );
252                bdm_assert ( alt->_V().rows() == dimy + rgrlen, "alternative is not compatible" );
253                alter_est.set_parameters ( alt->_dimx(), alt->_V(), alt->_nu() );
254        } else {
255                alter_est = est;
256        }
257
258        double frg;
259        if ( !UI::get ( frg, set, "frg" ) )
260                frg = 1.0;
261
262        set_parameters ( frg );
263
264        //name results (for logging)
265        shared_ptr<RV> rv_par = UI::build<RV> ( set, "rv_param", UI::optional );
266        if ( !rv_par ) {
267                est.set_rv ( RV ( "{theta r }", vec_2 ( dimy*rgrlen, dimy*dimy ) ) );
268        } else {
269                est.set_rv ( *rv_par );
270        }
271        validate();
272}
273}
Note: See TracBrowser for help on using the browser.