root/library/tests/mixtures_test.cpp @ 529

Revision 529, 3.5 kB (checked in by vbarta, 15 years ago)

defined *_ptr wrappers of shared pointers

  • Property svn:eol-style set to native
Line 
1#include "estim/mixtures.h"
2#include "estim/arx.h"
3#include "stat/exp_family.h"
4using namespace bdm;
5
6//These lines are needed for use of cout and endl
7using std::cout;
8using std::endl;
9
10void disp_mix2D ( const MixEF &Mi ) {
11        const eprod &ep = ( ( const eprod& ) ( Mi.posterior() ) );
12        int i;
13        mat Var ( 2, 2 ), M ( 1, 2 );
14        for ( i = 0; i < ep._rv().length() - 1; i++ ) { // -1 => last one is the weight
15                ( ( egiw* ) ep ( i ) )->mean_mat ( M, Var );
16                cout << "Mean: " << M << endl << "Variance: " << endl << Var << endl;
17        }
18        cout << "Weights: " << ep ( i )->mean() << endl;
19}
20
21mat grid2D ( const MixEF &M, const vec &xb, const vec &yb, int Ngr = 100 ) {
22        mat PPdf ( Ngr + 1, Ngr + 1 );
23        vec rgr ( 3 );
24
25        rgr ( 2 ) = 1;
26        int i = 0, j = 0;
27        double xstep = ( xb ( 1 ) - xb ( 0 ) ) / Ngr;
28        double ystep = ( yb ( 1 ) - yb ( 0 ) ) / Ngr;
29
30        for ( double x = xb ( 0 ); x <= xb ( 1 ); x += xstep, i++ ) {
31                rgr ( 0 ) = x;
32                j = 0;
33                for ( double y = yb ( 0 ); y <= yb ( 1 ); y += ystep, j++ ) {
34                        rgr ( 1 ) = y;
35                        PPdf ( i, j ) = exp ( M.logpred ( rgr ) );
36                }
37        }
38        return PPdf;
39}
40
41int main() {
42        RV x ( "{x }", "2" );
43
44
45        cout << "Test for estimation of a 2D Gaussian mixture" << endl;
46        ///////////////////////////////////
47        // Setup model
48
49        vec m1 ( "-2 -2" );
50        vec m2 ( "2 2" );
51
52        fsqmat V1 ( mat ( "1 0.5; 0.5 1" ) );
53        fsqmat V2 ( mat ( "2 -0.1; -0.1 2" ) );
54
55        enorm_fsqmat_ptr C1;
56        C1->set_rv ( x );
57        C1->set_parameters ( m1, V1 );
58        enorm_fsqmat_ptr C2;
59        C2->set_rv ( x );
60        C2->set_parameters ( m2, V2 );
61
62        epdf_array Sim ( 2 );
63        Sim ( 0 ) = C1;
64        Sim ( 1 ) = C2;
65        emix Simul;
66        Simul.set_rv ( x );
67        Simul.set_parameters ( "0.5 0.6", Sim );
68
69        // Sample parameters
70        int ndat = 100;
71        mat Smp = Simul.sample_m ( ndat );
72
73        cout << "Simulated means: " << m1 << " and " << m2 << endl;
74        cout << "Simulated covariances: " << endl << V1 << " and " << endl << V2 << endl;
75
76        //////////////////////////////
77        // Prepare estimator manually
78
79        // Initial values of components
80        mat V0 = 1e-4 * eye ( 3 );
81        V0 ( 0, 0 ) *= 100;
82        V0 ( 1, 1 ) *= 100;
83        mat Vp = "0 0 1; 0 0 1; 1 1 0";
84        Vp *= 5 * 1e-5;
85
86        ARX M1;
87        M1.set_statistics ( 2, V0 - Vp, 8 );
88        ARX M2;
89        M2.set_statistics ( 2, V0 + Vp, 8 );
90
91        // Build mixture model
92        Array<BMEF*> A ( 2 );
93        A ( 0 ) = &M1;
94        A ( 1 ) = &M2;
95        MixEF Post ( A, "0.5 0.5" );
96        cout << "Initial mixture:" << endl;
97        disp_mix2D ( Post );
98
99        // Add ones for constant coefficients
100        mat Data = concat_vertical ( Smp, ones ( 1, Smp.cols() ) );
101        Post.bayes ( Data );
102
103        cout << "Posterior mixture:" << endl;
104        disp_mix2D ( Post );
105
106        //TEST random initialization
107        RNG_randomize();
108        ARX Aflat;
109        Aflat.set_statistics ( 2, V0, 7 );
110        MixEF RND;
111        RND.init ( &Aflat, Data, 10 ); // already initialized!
112        cout << endl << "== Randomly initialized mixture ==" << endl;
113        cout << endl << "== INIT ==" << endl;
114        disp_mix2D ( RND );
115        mat PPdf_I = grid2D ( RND, vec_2 ( -5.0, 5.0 ), vec_2 ( -5.0, 5.0 ) );;
116
117        RND.bayes ( Data );
118        cout << endl << "== BAYES ==" << endl;
119        disp_mix2D ( RND );
120
121
122        it_file of ( "mixef_test.it", true );
123        of << Name ( "Smp" ) << Smp;
124        of << Name ( "PPdf" ) << grid2D ( Post, vec_2 ( -5.0, 5.0 ), vec_2 ( -5.0, 5.0 ) );
125        of << Name ( "PPdf_I" ) << PPdf_I;
126        of << Name ( "PPdf_RND" ) << grid2D ( RND, vec_2 ( -5.0, 5.0 ), vec_2 ( -5.0, 5.0 ) );
127
128        cout << endl << "Variables written to file mixef_test.it:" << endl;
129        cout << "Smp  : data sampled from the simulator " << endl;
130        cout << "PPdf : posterior density on a grid <-5,5><-5,5>" << endl;
131        cout << "PPdf_RND : posterior density of randomly initilaized mixture on a grid <-5,5><-5,5>" << endl;
132}
Note: See TracBrowser for help on using the browser.