root/library/bdm/stat/emix.cpp @ 464

Revision 464, 6.2 kB (checked in by smidl, 15 years ago)

merger adapted to changes + fixes

  • Property svn:eol-style set to native
Line 
1#include "emix.h"
2
3namespace bdm{
4
5void emix::set_parameters ( const vec &w0, const Array<epdf*> &Coms0, bool copy ) {
6        w = w0/sum ( w0 );
7        dim = Coms0(0)->dimension();
8        bool isnamed = Coms0(0)->isnamed();
9        int i;
10        RV tmp_rv;
11        if (isnamed) tmp_rv=Coms0(0)->_rv();
12       
13        for ( i=0;i<w.length();i++ ) {
14                it_assert_debug ( dim== ( Coms0 ( i )->dimension() ),"Component sizes do not match!" ); 
15                it_assert_debug ( !isnamed || tmp_rv.equal( Coms0 ( i )->_rv() ),"Component RVs do not match!" );
16        }
17        if ( copy ) {
18                Coms.set_length(Coms0.length());
19                for ( i=0;i<w.length();i++ ) {it_error("Not imp...");
20                        *Coms ( i ) =*Coms0 ( i );}
21                destroyComs=true;
22        }
23        else {
24                Coms = Coms0;
25                destroyComs=false;
26        }
27        if (isnamed) epdf::set_rv(tmp_rv); //coms aer already OK, no need for set_rv
28}
29
30vec emix::sample() const {
31        //Sample which component
32        vec cumDist = cumsum ( w );
33        double u0;
34        #pragma omp critical
35        u0 = UniRNG.sample();
36
37        int i=0;
38        while ( ( cumDist ( i ) <u0 ) && ( i< ( w.length()-1 ) ) ) {i++;}
39
40        return Coms ( i )->sample();
41}
42
43emix* emix::marginal(const RV &rv) const{
44        it_assert_debug(isnamed(), "rvs are not assigned");
45                       
46        Array<epdf*> Cn(Coms.length());
47        for(int i=0;i<Coms.length();i++){Cn(i)=Coms(i)->marginal(rv);}
48        emix* tmp = new emix();
49        tmp->set_parameters(w,Cn,false);
50        tmp->ownComs();
51        return tmp;
52}
53
54mratio* emix::condition(const RV &rv) const{
55        it_assert_debug(isnamed(), "rvs are not assigned");
56        return new mratio(this,rv);
57};
58
59void egiwmix::set_parameters ( const vec &w0, const Array<egiw*> &Coms0, bool copy ) {
60        w = w0/sum ( w0 );
61        dim = Coms0(0)->dimension();
62        int i;
63        for ( i=0;i<w.length();i++ ) {
64                it_assert_debug ( dim== ( Coms0 ( i )->dimension() ),"Component sizes do not match!" );
65        }
66        if ( copy ) {
67                Coms.set_length(Coms0.length());
68                for ( i=0;i<w.length();i++ ) {it_error("Not imp...");
69                        *Coms ( i ) =*Coms0 ( i );}
70                destroyComs=true;
71        }
72        else {
73                Coms = Coms0;
74                destroyComs=false;
75        }
76}
77
78vec egiwmix::sample() const {
79        //Sample which component
80        vec cumDist = cumsum ( w );
81        double u0;
82        #pragma omp critical
83        u0 = UniRNG.sample();
84
85        int i=0;
86        while ( ( cumDist ( i ) <u0 ) && ( i< ( w.length()-1 ) ) ) {i++;}
87
88        return Coms ( i )->sample();
89}
90
91vec egiwmix::mean() const {
92        int i; vec mu = zeros ( dim );
93        for ( i = 0;i < w.length();i++ ) {mu += w ( i ) * Coms ( i )->mean(); }
94        return mu;
95}
96
97vec egiwmix::variance() const {
98        // non-central moment
99        vec mom2 = zeros ( dim );
100        for ( int i = 0;i < w.length();i++ ) {
101                // pow is overloaded, we have to use another approach
102                mom2 += w ( i ) * (Coms(i)->variance() + elem_mult ( Coms(i)->mean(), Coms(i)->mean() )); 
103        }
104        // central moment
105        // pow is overloaded, we have to use another approach
106        return mom2 - elem_mult( mean(), mean() );
107}
108
109emix* egiwmix::marginal(const RV &rv) const{
110        it_assert_debug(isnamed(), "rvs are not assigned");
111                       
112        Array<epdf*> Cn(Coms.length());
113        for(int i=0;i<Coms.length();i++){Cn(i)=Coms(i)->marginal(rv);}
114        emix* tmp = new emix();
115        tmp->set_parameters(w,Cn,false);
116        tmp->ownComs();
117        return tmp;
118}
119
120egiw*   egiwmix::approx() {
121        // NB: dimx == 1 !!!
122        // The following code might look a bit spaghetti-like,
123        // consult Dedecius, K. et al.: Partial forgetting in AR models.
124
125        double sumVecCommon;                            // common part for many terms in eq.
126        int len = w.length();                           // no. of mix components       
127        int dimLS = Coms(1)->_V()._D().length() - 1;    // dim of LS
128        vec vecNu(len);                                 // vector of dfms of components
129        vec vecD(len);                                  // vector of LS reminders of comps.
130        vec vecCommon(len);                             // vector of common parts
131        mat matVecsTheta;                               // matrix which rows are theta vects.
132
133        // fill in the vectors vecNu, vecD and matVecsTheta
134        for ( int i=0; i<len; i++ ) {
135                vecNu.shift_left( Coms(i)->_nu() );
136                vecD.shift_left( Coms(i)->_V()._D()(0) );
137                matVecsTheta.append_row( Coms(i)->est_theta()  );
138        }
139
140        // calculate the common parts and their sum
141        vecCommon = elem_mult ( w, elem_div(vecNu, vecD) );
142        sumVecCommon = sum(vecCommon);
143
144        // LS estimator of theta
145        vec aprEstTheta(dimLS);  aprEstTheta.zeros();
146        for ( int i=0; i<len; i++ ) {
147                aprEstTheta +=  matVecsTheta.get_row( i ) * vecCommon ( i );
148        }
149        aprEstTheta /= sumVecCommon;
150       
151       
152        // LS estimator of dfm
153        double aprNu;
154        double A = log( sumVecCommon );         // Term 'A' in equation
155
156        for ( int i=0; i<len; i++ ) {
157                A += w(i) * ( log( vecD(i) ) - psi( 0.5 * vecNu(i) ) );
158        }
159
160        aprNu = ( 1 + sqrt(1 + 2 * (A - LOG2)/3 ) ) / ( 2 * (A - LOG2) );
161
162
163        // LS reminder (term D(0,0) in C-syntax)
164        double aprD = aprNu / sumVecCommon;
165
166        // Aproximation of cov
167        // the following code is very numerically sensitive, thus
168        // we have to eliminate decompositions etc. as much as possible
169        mat aprC = zeros(dimLS, dimLS);
170        for ( int i=0; i<len; i++ ) {
171                aprC += Coms(i)->est_theta_cov().to_mat() * w(i); 
172                vec tmp = ( matVecsTheta.get_row(i) - aprEstTheta );
173                aprC += vecCommon(i) * outer_product( tmp, tmp);
174        }
175
176        // Construct GiW pdf :: BEGIN
177        ldmat aprCinv ( inv(aprC) );
178        vec D = concat( aprD, aprCinv._D() );
179        mat L = eye(dimLS+1);
180        L.set_submatrix(1,0, aprCinv._L() * aprEstTheta);
181        L.set_submatrix(1,1, aprCinv._L());
182        ldmat aprLD (L, D);
183
184        egiw* aprgiw = new egiw(1, aprLD, aprNu);
185        return aprgiw;
186};
187
188}
189// mprod::mprod ( Array<mpdf*> mFacs, bool overlap) : mpdf ( RV(), RV() ), n ( mFacs.length() ), epdfs ( n ), mpdfs ( mFacs ), rvinds ( n ), rvcinrv ( n ), irvcs_rvc ( n ) {
190//              int i;
191//              bool rvaddok;
192//              // Create rv
193//              for ( i = 0;i < n;i++ ) {
194//                      rvaddok=rv.add ( mpdfs ( i )->_rv() ); //add rv to common rvs.
195//                      // If rvaddok==false, mpdfs overlap => assert error.
196//                      it_assert_debug(rvaddok||overlap,"mprod::mprod() input mpdfs overlap in rv!");
197//                      epdfs ( i ) = & ( mpdfs ( i )->posterior() ); // add pointer to epdf
198//              };
199//              // Create rvc
200//              for ( i = 0;i < n;i++ ) {
201//                      rvc.add ( mpdfs ( i )->_rvc().subt ( rv ) ); //add rv to common rvs.
202//              };
203//
204// //           independent = true;
205//              //test rvc of mpdfs and fill rvinds
206//              for ( i = 0;i < n;i++ ) {
207//                      // find ith rv in common rv
208//                      rvsinrv ( i ) = mpdfs ( i )->_rv().dataind ( rv );
209//                      // find ith rvc in common rv
210//                      rvcinrv ( i ) = mpdfs ( i )->_rvc().dataind ( rv );
211//                      // find ith rvc in common rv
212//                      irvcs_rvc ( i ) = mpdfs ( i )->_rvc().dataind ( rvc );
213//                      //
214// /*                   if ( rvcinrv ( i ).length() >0 ) {independent = false;}
215//                      if ( irvcs_rvc ( i ).length() >0 ) {independent = false;}*/
216//              }
217//      };
Note: See TracBrowser for help on using the browser.