source: trunk/GSASIIimage.py @ 849

Last change on this file since 849 was 849, checked in by vondreele, 9 years ago

more work on rigid bodies - now put into crystal structures,
atom edit restrictions for atoms in rigid bodies

  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Date Author Revision URL Id
File size: 28.8 KB
Line 
1# -*- coding: utf-8 -*-
2#GSASII image calculations: ellipse fitting & image integration       
3########### SVN repository information ###################
4# $Date: 2013-02-08 19:58:51 +0000 (Fri, 08 Feb 2013) $
5# $Author: vondreele $
6# $Revision: 849 $
7# $URL: trunk/GSASIIimage.py $
8# $Id: GSASIIimage.py 849 2013-02-08 19:58:51Z vondreele $
9########### SVN repository information ###################
10import math
11import wx
12import time
13import numpy as np
14import numpy.linalg as nl
15from scipy.optimize import leastsq
16import copy
17import GSASIIpath
18GSASIIpath.SetVersionNumber("$Revision: 849 $")
19import GSASIIplot as G2plt
20import GSASIIlattice as G2lat
21import GSASIIpwd as G2pwd
22import fellipse as fel
23
24# trig functions in degrees
25sind = lambda x: math.sin(x*math.pi/180.)
26asind = lambda x: 180.*math.asin(x)/math.pi
27tand = lambda x: math.tan(x*math.pi/180.)
28atand = lambda x: 180.*math.atan(x)/math.pi
29atan2d = lambda y,x: 180.*math.atan2(y,x)/math.pi
30cosd = lambda x: math.cos(x*math.pi/180.)
31acosd = lambda x: 180.*math.acos(x)/math.pi
32rdsq2d = lambda x,p: round(1.0/math.sqrt(x),p)
33#numpy versions
34npsind = lambda x: np.sin(x*np.pi/180.)
35npasind = lambda x: 180.*np.arcsin(x)/np.pi
36npcosd = lambda x: np.cos(x*np.pi/180.)
37nptand = lambda x: np.tan(x*np.pi/180.)
38npatand = lambda x: 180.*np.arctan(x)/np.pi
39npatan2d = lambda y,x: 180.*np.arctan2(y,x)/np.pi
40   
41def pointInPolygon(pXY,xy):
42    #pXY - assumed closed 1st & last points are duplicates
43    Inside = False
44    N = len(pXY)
45    p1x,p1y = pXY[0]
46    for i in range(N+1):
47        p2x,p2y = pXY[i%N]
48        if (max(p1y,p2y) >= xy[1] > min(p1y,p2y)) and (xy[0] <= max(p1x,p2x)):
49            if p1y != p2y:
50                xinters = (xy[1]-p1y)*(p2x-p1x)/(p2y-p1y)+p1x
51            if p1x == p2x or xy[0] <= xinters:
52                Inside = not Inside
53        p1x,p1y = p2x,p2y
54    return Inside
55       
56def makeMat(Angle,Axis):
57    #Make rotation matrix from Angle in degrees,Axis =0 for rotation about x, =1 for about y, etc.
58    cs = cosd(Angle)
59    ss = sind(Angle)
60    M = np.array(([1.,0.,0.],[0.,cs,-ss],[0.,ss,cs]),dtype=np.float32)
61    return np.roll(np.roll(M,Axis,axis=0),Axis,axis=1)
62                   
63def FitRing(ring,delta):
64    parms = []
65    if delta:
66        err,parms = FitEllipse(ring)
67        errc,parmsc = FitCircle(ring)
68        errc = errc[0]/(len(ring)*parmsc[2][0]**2)
69        if not parms or errc < .1:
70            parms = parmsc
71    else:
72        err,parms = FitCircle(ring)
73    return parms
74       
75def FitCircle(ring):
76   
77    def makeParmsCircle(B):
78        cent = [-B[0]/2,-B[1]/2]
79        phi = 0.
80        sr1 = sr2 = math.sqrt(cent[0]**2+cent[1]**2-B[2])
81        return cent,phi,[sr1,sr2]
82       
83    ring = np.array(ring)
84    x = np.asarray(ring.T[0])
85    y = np.asarray(ring.T[1])
86   
87    M = np.array((x,y,np.ones_like(x)))
88    B = np.array(-(x**2+y**2))
89    result = nl.lstsq(M.T,B)
90    return result[1],makeParmsCircle(result[0])
91       
92def FitEllipse(ring):
93           
94    def makeParmsEllipse(B):
95        det = 4.*(1.-B[0]**2)-B[1]**2
96        if det < 0.:
97            print 'hyperbola!'
98            return 0
99        elif det == 0.:
100            print 'parabola!'
101            return 0
102        cent = [(B[1]*B[3]-2.*(1.-B[0])*B[2])/det, \
103            (B[1]*B[2]-2.*(1.+B[0])*B[3])/det]
104        phi = 0.5*atand(0.5*B[1]/B[0])
105       
106        a = (1.+B[0])/cosd(2*phi)
107        b = 2.-a
108        f = (1.+B[0])*cent[0]**2+(1.-B[0])*cent[1]**2+B[1]*cent[0]*cent[1]-B[4]
109        if f/a < 0 or f/b < 0:
110            return 0
111        sr1 = math.sqrt(f/a)
112        sr2 = math.sqrt(f/b)
113        if sr1 > sr2:
114            sr1,sr2 = sr2,sr1
115            phi -= 90.
116            if phi < -90.:
117                phi += 180.
118        return cent,phi,[sr1,sr2]
119               
120    ring = np.array(ring)
121    x = np.asarray(ring.T[0])
122    y = np.asarray(ring.T[1])
123    M = np.array((x**2-y**2,x*y,x,y,np.ones_like(x)))
124    B = np.array(-(x**2+y**2))
125    bb,err = fel.fellipse(len(x),x,y,1.E-7)
126#    print nl.lstsq(M.T,B)[0]
127#    print bb
128    return err,makeParmsEllipse(bb)
129   
130def FitDetector(rings,p0,wave):
131       
132    def CalibPrint(ValSig):
133        print 'Image Parameters:'
134        ptlbls = 'names :'
135        ptstr =  'values:'
136        sigstr = 'esds  :'
137        for name,fmt,value,sig in ValSig:
138            ptlbls += "%s" % (name.rjust(12))
139            if name == 'rotate':
140                ptstr += fmt % (value-90.)      #kluge to get rotation from vertical - see GSASIIimgGUI
141            else:
142                ptstr += fmt % (value)
143            if sig:
144                sigstr += fmt % (sig)
145            else:
146                sigstr += 12*' '
147        print ptlbls
148        print ptstr
149        print sigstr       
150       
151    def ellipseCalcD(B,xyd,wave):
152        x = xyd[0]
153        y = xyd[1]
154        dsp = xyd[2]
155        dist,x0,y0,phi,tilt = B
156        tth = 2.0*npasind(wave/(2.*dsp))
157        ttth = nptand(tth)
158        radius = dist*ttth
159        stth = npsind(tth)
160        cosb = npcosd(tilt)
161        R1 = dist*stth*npcosd(tth)*cosb/(cosb**2-stth**2)
162        R0 = np.sqrt(R1*radius*cosb)
163        zdis = R1*ttth*nptand(tilt)
164        X = x-x0+zdis*npsind(phi)
165        Y = y-y0-zdis*npcosd(phi)
166        XR = X*npcosd(phi)-Y*npsind(phi)
167        YR = X*npsind(phi)+Y*npcosd(phi)
168        return (XR/R0)**2+(YR/R1)**2-1
169       
170    def ellipseCalcW(C,xyd):
171        dist,x0,y0,phi,tilt,wave = C
172        B = dist,x0,y0,phi,tilt
173        return ellipseCalcD(B,xyd,wave)
174               
175    names = ['distance','det-X0','det-Y0','rotate','tilt','wavelength']
176    fmt = ['%12.2f','%12.2f','%12.2f','%12.2f','%12.2f','%12.5f']   
177    result = leastsq(ellipseCalcD,p0,args=(rings.T,wave),full_output=True)
178    result[0][3] = np.mod(result[0][3],360.0)               #remove random full circles
179    vals = list(result[0])
180    vals.append(wave)
181    chi = np.sqrt(np.sum(ellipseCalcD(result[0],rings.T,wave)**2))
182    sig = list(chi*np.sqrt(np.diag(result[1])))
183    sig.append(0.)
184    ValSig = zip(names,fmt,vals,sig)
185    CalibPrint(ValSig)
186    try:
187        print 'Trial refinement of wavelength - not used for calibration'
188        p0 = result[0]
189        p0 = np.append(p0,wave)
190        resultW = leastsq(ellipseCalcW,p0,args=(rings.T,),full_output=True)
191        resultW[0][3] = np.mod(result[0][3],360.0)          #remove random full circles
192        sig = np.sqrt(np.sum(ellipseCalcW(resultW[0],rings.T)**2))
193        ValSig = zip(names,fmt,resultW[0],sig*np.sqrt(np.diag(resultW[1])))
194        CalibPrint(ValSig)
195        return result[0],resultW[0][-1]       
196    except ValueError:
197        print 'Bad refinement - no result'
198        return result[0],wave
199                   
200def ImageLocalMax(image,w,Xpix,Ypix):
201    w2 = w*2
202    sizey,sizex = image.shape
203    xpix = int(Xpix)            #get reference corner of pixel chosen
204    ypix = int(Ypix)
205    if (w < xpix < sizex-w) and (w < ypix < sizey-w) and image[ypix,xpix]:
206        Z = image[ypix-w:ypix+w,xpix-w:xpix+w]
207        Zmax = np.argmax(Z)
208        Zmin = np.argmin(Z)
209        xpix += Zmax%w2-w
210        ypix += Zmax/w2-w
211        return xpix,ypix,np.ravel(Z)[Zmax],max(0.0001,np.ravel(Z)[Zmin])   #avoid neg/zero minimum
212    else:
213        return 0,0,0,0     
214   
215def makeRing(dsp,ellipse,pix,reject,scalex,scaley,image):
216    cent,phi,radii = ellipse
217    cphi = cosd(phi)
218    sphi = sind(phi)
219    ring = []
220    amin = 0
221    amax = 360
222    for a in range(0,360,1):
223        x = radii[0]*cosd(a)
224        y = radii[1]*sind(a)
225        X = (cphi*x-sphi*y+cent[0])*scalex      #convert mm to pixels
226        Y = (sphi*x+cphi*y+cent[1])*scaley
227        X,Y,I,J = ImageLocalMax(image,pix,X,Y)
228        if I and J and I/J > reject:
229            X += .5                             #set to center of pixel
230            Y += .5
231            X /= scalex                         #convert to mm
232            Y /= scaley
233            amin = min(amin,a)
234            amax = max(amax,a)
235            if [X,Y,dsp] not in ring:
236                ring.append([X,Y,dsp])
237    delt = amax-amin
238    if len(ring) < 20:             #want more than 20 deg
239        return [],delt > 90
240    return ring,delt > 90
241   
242def makeIdealRing(ellipse,azm=None):
243    cent,phi,radii = ellipse
244    cphi = cosd(phi)
245    sphi = sind(phi)
246    if azm:
247        aR = azm[0]-90,azm[1]-90,azm[1]-azm[0]
248        if azm[1]-azm[0] > 180:
249            aR[2] /= 2
250    else:
251        aR = 0,362,181
252       
253    a = np.linspace(aR[0],aR[1],aR[2])
254    x = radii[0]*npcosd(a-phi)
255    y = radii[1]*npsind(a-phi)
256    X = (cphi*x-sphi*y+cent[0])
257    Y = (sphi*x+cphi*y+cent[1])
258    return zip(X,Y)
259               
260def calcDist(radii,tth):
261    stth = sind(tth)
262    ctth = cosd(tth)
263    ttth = tand(tth)
264    return math.sqrt(radii[0]**4/(ttth**2*((radii[0]*ctth)**2+(radii[1]*stth)**2)))
265   
266def calcZdisCosB(radius,tth,radii):
267    cosB = sinb = radii[0]**2/(radius*radii[1])
268    if cosB > 1.:
269        return 0.,1.
270    else:
271        cosb = math.sqrt(1.-sinb**2)
272        ttth = tand(tth)
273        zdis = radii[1]*ttth*cosb/sinb
274        return zdis,cosB
275   
276def GetEllipse(dsp,data):
277    dist = data['distance']
278    cent = data['center']
279    tilt = data['tilt']
280    phi = data['rotation']
281    radii = [0,0]
282    tth = 2.0*asind(data['wavelength']/(2.*dsp))
283    ttth = tand(tth)
284    stth = sind(tth)
285    ctth = cosd(tth)
286    cosb = cosd(tilt)
287    radius = dist*ttth
288    radii[1] = dist*stth*ctth*cosb/(cosb**2-stth**2)
289    if radii[1] > 0:
290        radii[0] = math.sqrt(radii[1]*radius*cosb)
291        zdis = radii[1]*ttth*tand(tilt)
292        elcent = [cent[0]-zdis*sind(phi),cent[1]+zdis*cosd(phi)]
293        return elcent,phi,radii
294    else:
295        print 'bad ellipse - radii:',radii
296        return False
297       
298def GetDetectorXY(dsp,azm,data):
299    from scipy.optimize import fsolve
300    def func(xy,*args):
301       azm,phi,R0,R1,A,B = args
302       cp = cosd(phi)
303       sp = sind(phi)
304       x,y = xy
305       out = []
306       out.append(y-x*tand(azm))
307       out.append(R0**2*((x+A)*sp-(y+B)*cp)**2+R1**2*((x+A)*cp+(y+B)*sp)**2-(R0*R1)**2)
308       return out
309    elcent,phi,radii = GetEllipse(dsp,data)
310    cent = data['center']
311    tilt = data['tilt']
312    phi = data['rotation']
313    wave = data['wavelength']
314    dist = data['distance']
315    tth = 2.0*asind(wave/(2.*dsp))
316    ttth = tand(tth)
317    radius = dist*ttth
318    stth = sind(tth)
319    cosb = cosd(tilt)
320    R1 = dist*stth*cosd(tth)*cosb/(cosb**2-stth**2)
321    R0 = math.sqrt(R1*radius*cosb)
322    zdis = R1*ttth*tand(tilt)
323    A = zdis*sind(phi)
324    B = -zdis*cosd(phi)
325    xy0 = [radius*cosd(azm),radius*sind(azm)]
326    xy = fsolve(func,xy0,args=(azm,phi,R0,R1,A,B))+cent
327    return xy
328   
329def GetDetXYfromThAzm(Th,Azm,data):
330    dsp = data['wavelength']/(2.0*npsind(Th))
331   
332    return GetDetectorXY(dsp,azm,data)
333                   
334def GetTthAzmDsp(x,y,data):
335    wave = data['wavelength']
336    dist = data['distance']
337    cent = data['center']
338    tilt = data['tilt']
339    phi = data['rotation']
340    LRazim = data['LRazimuth']
341    azmthoff = data['azmthOff']
342    dx = np.array(x-cent[0],dtype=np.float32)
343    dy = np.array(y-cent[1],dtype=np.float32)
344    X = np.array(([dx,dy,np.zeros_like(dx)]),dtype=np.float32).T
345    X = np.dot(X,makeMat(phi,2))
346    Z = np.dot(X,makeMat(tilt,0)).T[2]
347    tth = npatand(np.sqrt(dx**2+dy**2-Z**2)/(dist-Z))
348    dsp = wave/(2.*npsind(tth/2.))
349    azm = (npatan2d(dx,-dy)+azmthoff+720.)%360.
350    return tth,azm,dsp
351   
352def GetTth(x,y,data):
353    return GetTthAzmDsp(x,y,data)[0]
354   
355def GetTthAzm(x,y,data):
356    return GetTthAzmDsp(x,y,data)[0:2]
357   
358def GetDsp(x,y,data):
359    return GetTthAzmDsp(x,y,data)[2]
360       
361def GetAzm(x,y,data):
362    return GetTthAzmDsp(x,y,data)[1]
363       
364def ImageCompress(image,scale):
365    if scale == 1:
366        return image
367    else:
368        return image[::scale,::scale]
369       
370def checkEllipse(Zsum,distSum,xSum,ySum,dist,x,y):
371    avg = np.array([distSum/Zsum,xSum/Zsum,ySum/Zsum])
372    curr = np.array([dist,x,y])
373    return abs(avg-curr)/avg < .02
374
375def EdgeFinder(image,data):          #this makes list of all x,y where I>edgeMin suitable for an ellipse search?
376    import numpy.ma as ma
377    Nx,Ny = data['size']
378    pixelSize = data['pixelSize']
379    edgemin = data['edgemin']
380    scalex = pixelSize[0]/1000.
381    scaley = pixelSize[1]/1000.   
382    tay,tax = np.mgrid[0:Nx,0:Ny]
383    tax = np.asfarray(tax*scalex,dtype=np.float32)
384    tay = np.asfarray(tay*scaley,dtype=np.float32)
385    tam = ma.getmask(ma.masked_less(image.flatten(),edgemin))
386    tax = ma.compressed(ma.array(tax.flatten(),mask=tam))
387    tay = ma.compressed(ma.array(tay.flatten(),mask=tam))
388    return zip(tax,tay)
389   
390def ImageRecalibrate(self,data):
391    import ImageCalibrants as calFile
392    print 'Image recalibration:'
393    time0 = time.time()
394    pixelSize = data['pixelSize']
395    scalex = 1000./pixelSize[0]
396    scaley = 1000./pixelSize[1]
397    pixLimit = data['pixLimit']
398    cutoff = data['cutoff']
399    data['rings'] = []
400    data['ellipses'] = []
401    if not data['calibrant']:
402        print 'no calibration material selected'
403        return True
404   
405    skip = data['calibskip']
406    dmin = data['calibdmin']
407    Bravais,Cells = calFile.Calibrants[data['calibrant']][:2]
408    HKL = []
409    for bravais,cell in zip(Bravais,Cells):
410        A = G2lat.cell2A(cell)
411        hkl = G2lat.GenHBravais(dmin,bravais,A)[skip:]
412        HKL += hkl
413    HKL = G2lat.sortHKLd(HKL,True,False)
414    wave = data['wavelength']
415    cent = data['center']   
416    dist = data['distance']
417    tilt = data['tilt']
418    phi = data['rotation']
419    for H in HKL: 
420        dsp = H[3]
421        ellipse = GetEllipse(dsp,data)
422        Ring,delt = makeRing(dsp,ellipse,pixLimit,cutoff,scalex,scaley,self.ImageZ)
423        if Ring:
424#            numZ = len(Ring)
425            data['rings'].append(np.array(Ring))
426            data['ellipses'].append(copy.deepcopy(ellipse+('r',)))
427        else:
428            continue
429    rings = np.concatenate((data['rings']),axis=0)
430    p0 = [dist,cent[0],cent[1],phi,tilt]
431    result,newWave = FitDetector(rings,p0,wave)
432    data['distance'] = result[0]
433    data['center'] = result[1:3]
434    data['rotation'] = np.mod(result[3],360.0)
435    data['tilt'] = result[4]
436    N = len(data['ellipses'])
437    data['ellipses'] = []           #clear away individual ellipse fits
438    for H in HKL[:N]:
439        ellipse = GetEllipse(H[3],data)
440        data['ellipses'].append(copy.deepcopy(ellipse+('b',)))
441   
442    print 'calibration time = ',time.time()-time0
443    G2plt.PlotImage(self,newImage=True)       
444    return True
445   
446           
447def ImageCalibrate(self,data):
448    import copy
449    import ImageCalibrants as calFile
450    print 'Image calibration:'
451    time0 = time.time()
452    ring = data['ring']
453    pixelSize = data['pixelSize']
454    scalex = 1000./pixelSize[0]
455    scaley = 1000./pixelSize[1]
456    pixLimit = data['pixLimit']
457    cutoff = data['cutoff']
458    if len(ring) < 5:
459        print 'not enough inner ring points for ellipse'
460        return False
461       
462    #fit start points on inner ring
463    data['ellipses'] = []
464    outE = FitRing(ring,True)
465    if outE:
466        print 'start ellipse:',outE
467        ellipse = outE
468    else:
469        return False
470       
471    #setup 360 points on that ring for "good" fit
472    Ring,delt = makeRing(1.0,ellipse,pixLimit,cutoff,scalex,scaley,self.ImageZ)
473    if Ring:
474        ellipse = FitRing(Ring,delt)
475        Ring,delt = makeRing(1.0,ellipse,pixLimit,cutoff,scalex,scaley,self.ImageZ)    #do again
476        ellipse = FitRing(Ring,delt)
477    else:
478        print '1st ring not sufficiently complete to proceed'
479        return False
480    print 'inner ring:',ellipse     #cent,phi,radii
481    data['center'] = copy.copy(ellipse[0])           #not right!! (but useful for now)
482    data['ellipses'].append(ellipse[:]+('r',))
483    G2plt.PlotImage(self,newImage=True)
484   
485    #setup for calibration
486    data['rings'] = []
487    data['ellipses'] = []
488    if not data['calibrant']:
489        print 'no calibration material selected'
490        return True
491   
492    skip = data['calibskip']
493    dmin = data['calibdmin']
494    Bravais,Cells = calFile.Calibrants[data['calibrant']][:2]
495    HKL = []
496    for bravais,cell in zip(Bravais,Cells):
497        A = G2lat.cell2A(cell)
498        hkl = G2lat.GenHBravais(dmin,bravais,A)[skip:]
499        HKL += hkl
500    HKL = G2lat.sortHKLd(HKL,True,False)
501    wave = data['wavelength']
502    cent = data['center']
503    elcent,phi,radii = ellipse
504    dsp = HKL[0][3]
505    tth = 2.0*asind(wave/(2.*dsp))
506    ttth = tand(tth)
507    data['distance'] = dist = calcDist(radii,tth)
508    radius = dist*tand(tth)
509    zdis,cosB = calcZdisCosB(radius,tth,radii)
510    cent1 = []
511    cent2 = []
512    xSum = 0
513    ySum = 0
514    zxSum = 0
515    zySum = 0
516    phiSum = 0
517    tiltSum = 0
518    distSum = 0
519    Zsum = 0
520    for i,H in enumerate(HKL):
521        dsp = H[3]
522        tth = 2.0*asind(0.5*wave/dsp)
523        stth = sind(tth)
524        ctth = cosd(tth)
525        ttth = tand(tth)
526        radius = dist*ttth
527        elcent,phi,radii = ellipse
528        if i:
529            radii[1] = dist*stth*ctth*cosB/(cosB**2-stth**2)
530            radii[0] = math.sqrt(radii[1]*radius*cosB)
531            zdis,cosB = calcZdisCosB(radius,tth,radii)
532            zsinp = zdis*sind(phi)
533            zcosp = zdis*cosd(phi)
534            cent = data['center']
535            elcent = [cent[0]-zsinp,cent[1]+zcosp]
536            ellipse = (elcent,phi,radii)
537        ratio = radii[1]/radii[0]
538        Ring,delt = makeRing(dsp,ellipse,pixLimit,cutoff,scalex,scaley,self.ImageZ)
539        if Ring:
540            numZ = len(Ring)
541            data['rings'].append(np.array(Ring))
542            newellipse = FitRing(Ring,delt)
543            elcent,phi,radii = newellipse               
544            if abs(phi) > 45. and phi < 0.:
545                phi += 180.
546            dist = calcDist(radii,tth)
547            distR = 1.-dist/data['distance']
548            if abs(distR) > 0.1:
549#                print dsp,dist,data['distance'],distR,len(Ring),delt
550                break
551            if distR > 0.001:
552                print 'Wavelength too large?'
553            elif distR < -0.001:
554                print 'Wavelength too small?'
555            else:
556                ellipse = newellipse
557            zdis,cosB = calcZdisCosB(radius,tth,radii)
558            Tilt = acosd(cosB)          # 0 <= tilt <= 90
559            zsinp = zdis*sind(ellipse[1])
560            zcosp = zdis*cosd(ellipse[1])
561            cent1.append(np.array([elcent[0]+zsinp,elcent[1]-zcosp]))
562            cent2.append(np.array([elcent[0]-zsinp,elcent[1]+zcosp]))
563            if i:
564                d1 = cent1[-1]-cent1[-2]        #get shift of 2 possible center solutions
565                d2 = cent2[-1]-cent2[-2]
566                if np.dot(d2,d2) > np.dot(d1,d1):  #right solution is the larger shift
567                    data['center'] = cent1[-1]
568                else:
569                    data['center'] = cent2[-1]
570                Zsum += numZ
571                phiSum += numZ*phi
572                distSum += numZ*dist
573                xSum += numZ*data['center'][0]
574                ySum += numZ*data['center'][1]
575                tiltSum += numZ*abs(Tilt)
576                if not np.all(checkEllipse(Zsum,distSum,xSum,ySum,dist,data['center'][0],data['center'][1])):
577                    print 'Bad fit for ring # %i. Try reducing Pixel search range'%(i) 
578            cent = data['center']
579#            print ('for ring # %2i @ d-space %.4f: dist %.3f rotate %6.2f tilt %6.2f Xcent %.3f Ycent %.3f Npts %d'
580#                %(i,dsp,dist,phi-90.,Tilt,cent[0],cent[1],numZ))
581            data['ellipses'].append(copy.deepcopy(ellipse+('r',)))
582        else:
583            break
584    G2plt.PlotImage(self,newImage=True)
585    fullSize = len(self.ImageZ)/scalex
586    if 2*radii[1] < .9*fullSize:
587        print 'Are all usable rings (>25% visible) used? Try reducing Min ring I/Ib'
588    if not Zsum:
589        print 'Only one ring fitted. Check your wavelength.'
590        return False
591    cent = data['center'] = [xSum/Zsum,ySum/Zsum]
592    wave = data['wavelength']
593    dist = data['distance'] = distSum/Zsum
594   
595    #possible error if no. of rings < 3! Might need trap here
596    d1 = cent1[-1]-cent1[1]             #compare last ring to 2nd ring
597    d2 = cent2[-1]-cent2[1]
598    Zsign = 1
599    len1 = math.sqrt(np.dot(d1,d1))
600    len2 = math.sqrt(np.dot(d2,d2))
601    t1 = d1/len1
602    t2 = d2/len2
603    if len2 > len1:
604        if -135. < atan2d(t2[1],t2[0]) < 45.:
605            Zsign = -1
606    else:
607        if -135. < atan2d(t1[1],t1[0]) < 45.:
608            Zsign = -1
609   
610    tilt = data['tilt'] = Zsign*tiltSum/Zsum
611    phi = data['rotation'] = phiSum/Zsum
612    rings = np.concatenate((data['rings']),axis=0)
613    p0 = [dist,cent[0],cent[1],phi,tilt]
614    result,newWave = FitDetector(rings,p0,wave)
615    data['distance'] = result[0]
616    data['center'] = result[1:3]
617    data['rotation'] = np.mod(result[3],360.0)
618    data['tilt'] = result[4]
619    N = len(data['ellipses'])
620    data['ellipses'] = []           #clear away individual ellipse fits
621    for H in HKL[:N]:
622        ellipse = GetEllipse(H[3],data)
623        data['ellipses'].append(copy.deepcopy(ellipse+('b',)))
624    print 'calibration time = ',time.time()-time0
625    G2plt.PlotImage(self,newImage=True)       
626    return True
627   
628def Make2ThetaAzimuthMap(data,masks,iLim,jLim):
629    import numpy.ma as ma
630    import polymask as pm
631    #transforms 2D image from x,y space to 2-theta,azimuth space based on detector orientation
632    pixelSize = data['pixelSize']
633    scalex = pixelSize[0]/1000.
634    scaley = pixelSize[1]/1000.
635   
636    tay,tax = np.mgrid[iLim[0]+0.5:iLim[1]+.5,jLim[0]+.5:jLim[1]+.5]         #bin centers not corners
637    tax = np.asfarray(tax*scalex,dtype=np.float32)
638    tay = np.asfarray(tay*scaley,dtype=np.float32)
639    nI = iLim[1]-iLim[0]
640    nJ = jLim[1]-jLim[0]
641    #make position masks here
642    spots = masks['Points']
643    polygons = masks['Polygons']
644    tam = ma.make_mask_none((nI,nJ))
645    for polygon in polygons:
646        if polygon:
647            tamp = ma.make_mask_none((nI*nJ))
648            tamp = ma.make_mask(pm.polymask(nI*nJ,tax.flatten(),
649                tay.flatten(),len(polygon),polygon,tamp))
650            tam = ma.mask_or(tam.flatten(),tamp)
651    if tam.shape: tam = np.reshape(tam,(nI,nJ))
652    for X,Y,diam in spots:
653        tamp = ma.getmask(ma.masked_less((tax-X)**2+(tay-Y)**2,(diam/2.)**2))
654        tam = ma.mask_or(tam,tamp)
655    TA = np.array(GetTthAzm(tax,tay,data))
656    TA[1] = np.where(TA[1]<0,TA[1]+360,TA[1])
657    return np.array(TA),tam           #2-theta & azimuth arrays & position mask
658
659def Fill2ThetaAzimuthMap(masks,TA,tam,image):
660    import numpy.ma as ma
661    Zlim = masks['Thresholds'][1]
662    rings = masks['Rings']
663    arcs = masks['Arcs']
664    TA = np.dstack((ma.getdata(TA[1]),ma.getdata(TA[0])))    #azimuth, 2-theta
665    tax,tay = np.dsplit(TA,2)    #azimuth, 2-theta
666    for tth,thick in rings:
667        tam = ma.mask_or(tam.flatten(),ma.getmask(ma.masked_inside(tay.flatten(),max(0.01,tth-thick/2.),tth+thick/2.)))
668    for tth,azm,thick in arcs:
669        tamt = ma.getmask(ma.masked_inside(tay.flatten(),max(0.01,tth-thick/2.),tth+thick/2.))
670        tama = ma.getmask(ma.masked_inside(tax.flatten(),azm[0],azm[1]))
671        tam = ma.mask_or(tam.flatten(),tamt*tama)
672    taz = ma.masked_outside(image.flatten(),int(Zlim[0]),Zlim[1])
673    tam = ma.mask_or(tam.flatten(),ma.getmask(taz))
674    tax = ma.compressed(ma.array(tax.flatten(),mask=tam))
675    tay = ma.compressed(ma.array(tay.flatten(),mask=tam))
676    taz = ma.compressed(ma.array(taz.flatten(),mask=tam))
677    del(tam)
678    return tax,tay,taz
679   
680def ImageIntegrate(image,data,masks):
681    import histogram2d as h2d
682    print 'Begin image integration'
683    LUtth = data['IOtth']
684    LRazm = np.array(data['LRazimuth'],dtype=np.float64)
685    numAzms = data['outAzimuths']
686    numChans = data['outChannels']
687    Dtth = (LUtth[1]-LUtth[0])/numChans
688    Dazm = (LRazm[1]-LRazm[0])/numAzms
689    if data['centerAzm']:
690        LRazm += Dazm/2.
691    NST = np.zeros(shape=(numAzms,numChans),order='F',dtype=np.float32)
692    H0 = np.zeros(shape=(numAzms,numChans),order='F',dtype=np.float32)
693    imageN = len(image)
694    Nx,Ny = data['size']
695    nXBlks = (Nx-1)/1024+1
696    nYBlks = (Ny-1)/1024+1
697    Nup = nXBlks*nYBlks*3+3
698    dlg = wx.ProgressDialog("Elapsed time","2D image integration",Nup,
699        style = wx.PD_ELAPSED_TIME|wx.PD_AUTO_HIDE)
700    try:
701        t0 = time.time()
702        Nup = 0
703        dlg.Update(Nup)
704        for iBlk in range(nYBlks):
705            iBeg = iBlk*1024
706            iFin = min(iBeg+1024,Ny)
707            for jBlk in range(nXBlks):
708                jBeg = jBlk*1024
709                jFin = min(jBeg+1024,Nx)               
710                print 'Process map block:',iBlk,jBlk,' limits:',iBeg,iFin,jBeg,jFin
711                TA,tam = Make2ThetaAzimuthMap(data,masks,(iBeg,iFin),(jBeg,jFin))           #2-theta & azimuth arrays & create position mask
712               
713                Nup += 1
714                dlg.Update(Nup)
715                Block = image[iBeg:iFin,jBeg:jFin]
716                tax,tay,taz = Fill2ThetaAzimuthMap(masks,TA,tam,Block)    #and apply masks
717                del TA,tam
718                Nup += 1
719                dlg.Update(Nup)
720                tax = np.where(tax > LRazm[1],tax-360.,tax)                 #put azm inside limits if possible
721                tax = np.where(tax < LRazm[0],tax+360.,tax)
722                NST,H0 = h2d.histogram2d(len(tax),tax,tay,taz,numAzms,numChans,LRazm,LUtth,Dazm,Dtth,NST,H0)
723                print 'block done'
724                del tax,tay,taz
725                Nup += 1
726                dlg.Update(Nup)
727        NST = np.array(NST)
728        H0 = np.divide(H0,NST)
729        H0 = np.nan_to_num(H0)
730        del NST
731        if Dtth:
732            H2 = np.array([tth for tth in np.linspace(LUtth[0],LUtth[1],numChans+1)])
733        else:
734            H2 = np.array(LUtth)
735        if Dazm:       
736            H1 = np.array([azm for azm in np.linspace(LRazm[0],LRazm[1],numAzms+1)])
737        else:
738            H1 = LRazm
739        H0[0] /= npcosd(H2[:-1])**2
740        if data['Oblique'][1]:
741            H0[0] /= G2pwd.Oblique(data['Oblique'][0],H2[:-1])
742        Nup += 1
743        dlg.Update(Nup)
744        t1 = time.time()
745    finally:
746        dlg.Destroy()
747    print 'Integration complete'
748    print "Elapsed time:","%8.3f"%(t1-t0), "s"
749    return H0,H1,H2
750   
751def FitStrSta(Image,StrSta,Controls,Masks):
752   
753#    print 'Masks:',Masks
754    StaControls = copy.deepcopy(Controls)
755    phi = StrSta['Sample phi']
756    wave = Controls['wavelength']
757    StaControls['distance'] += StrSta['Sample z']*cosd(phi)
758    pixSize = StaControls['pixelSize']
759    scalex = 1000./pixSize[0]
760    scaley = 1000./pixSize[1]
761    rings = []
762
763    for ring in StrSta['d-zero']:       #get observed x,y,d points for the d-zeros
764        ellipse = GetEllipse(ring['Dset'],StaControls)
765        Ring,delt = makeRing(ring['Dset'],ellipse,ring['pixLimit'],ring['cutoff'],scalex,scaley,Image)
766        Ring = np.array(Ring).T
767        ring['ImxyObs'] = np.array(Ring[:2])      #need to apply masks to this to eliminate bad points
768        Ring[:2] = GetTthAzm(Ring[0],Ring[1],StaControls)       #convert x,y to tth,azm
769        Ring[0] /= 2.                                           #convert to theta
770        if len(rings):
771            rings = np.concatenate((rings,Ring),axis=1)
772        else:
773            rings = np.array(Ring)
774    E = StrSta['strain']
775    p0 = [E[0][0],E[1][1],E[2][2],E[0][1],E[0][2],E[1][2]]
776    E = FitStrain(rings,p0,wave,phi)
777    StrSta['strain'] = E
778
779def calcFij(omg,phi,azm,th):
780    ''' Uses parameters as defined by Bob He & Kingsley Smith, Adv. in X-Ray Anal. 41, 501 (1997)
781    omg: his omega = sample omega rotation; 0 when incident beam || sample surface, 90
782            when perp. to sample surface
783    phi: his phi = sample phi rotation; usually = 0, axis rotates with omg.
784    azm: his chi = azimuth around incident beam
785    th:  his theta = theta
786    '''
787    a = npsind(th)*npcosd(omg)+npsind(azm)*npcosd(th)*npsind(omg)
788    b = -npcosd(azm)*npcosd(th)
789    c = npsind(th)*npsind(omg)-npsind(azm)*npcosd(th)*npcosd(omg)
790    d = a*npcosd(phi)-b*npsind(phi)
791    e = a*npsind(phi)+b*npcosd(phi)
792    Fij = np.array([
793        [d**2,d*e,c*d],
794        [d*e,e**2,c*e],
795        [c*d,c*e,c**2]])
796    return -Fij*nptand(th)
797
798def FitStrain(rings,p0,wave,phi):
799
800    def StrainPrint(ValSig):
801        print 'Strain tensor:'
802        ptlbls = 'names :'
803        ptstr =  'values:'
804        sigstr = 'esds  :'
805        for name,fmt,value,sig in ValSig:
806            ptlbls += "%s" % (name.rjust(12))
807            ptstr += fmt % (value)
808            if sig:
809                sigstr += fmt % (sig)
810            else:
811                sigstr += 12*' '
812        print ptlbls
813        print ptstr
814        print sigstr
815       
816    def strainCalc(p,xyd,wave,phi):
817#        E = np.array([[p[0],p[3],p[4]],[p[3],p[1],p[5]],[p[4],p[5],p[2]]])
818        E = np.array([[p[0],0,0],[0,p[1],0],[0,0,0]])
819        th,azm,dsp = xyd
820        th0 = npasind(wave/(2.*dsp))
821        dth = 180.*np.sum(E*calcFij(phi,0.,azm,th).T)/(np.pi*1.e6) #in degrees & microstrain units
822        th0 += dth
823        return (th-th0)**2
824       
825    names = ['e11','e22','e33','e12','e13','e23']
826    fmt = ['%12.2f','%12.2f','%12.2f','%12.2f','%12.2f','%12.5f']
827    p1 = [p0[0],p0[1]]   
828    result = leastsq(strainCalc,p1,args=(rings,wave,phi),full_output=True)
829    vals = list(result[0])
830    chi = np.sqrt(np.sum(strainCalc(result[0],rings,wave,phi)**2))
831    sig = list(chi*np.sqrt(np.diag(result[1])))
832    ValSig = zip(names,fmt,vals,sig)
833    StrainPrint(ValSig)
834#    return np.array([[vals[0],vals[3],vals[4]],[vals[3],vals[1],vals[5]],[vals[4],vals[5],vals[2]]])
835    return np.array([[vals[0],0,0],[0,vals[1],0],[0,0,0]])
836   
837       
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.