source: trunk/GSASIIimage.py @ 892

Last change on this file since 892 was 892, checked in by vondreele, 10 years ago

develop new correction for detector penetration effects.
(1-cos2Q) dependent correction with a refinable coeff. Pretty good 1st correction. Not yet right if detector tilted.
  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Date Author Revision URL Id
File size: 29.8 KB
Line 
1# -*- coding: utf-8 -*-
2#GSASII image calculations: ellipse fitting & image integration       
3########### SVN repository information ###################
4# $Date: 2013-04-26 20:45:31 +0000 (Fri, 26 Apr 2013) $
5# $Author: vondreele $
6# $Revision: 892 $
7# $URL: trunk/GSASIIimage.py $
8# $Id: GSASIIimage.py 892 2013-04-26 20:45:31Z 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: 892 $")
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,varyList,parmDict):
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,varyList,parmDict):
152        x = xyd[0]
153        y = xyd[1]
154        dsp = xyd[2]
155        wave = parmDict['wave']
156        if 'dep' in varyList:
157            dist,x0,y0,tilt,phi,dep = B[:6]
158        else:
159            dist,x0,y0,tilt,phi = B[:5]
160            dep = parmDict['dep']
161        if 'wave' in varyList:
162            wave = B[-1]
163        tth = 2.0*npasind(wave/(2.*dsp))
164        dxy = dep*(1.-npcosd(tth))
165        ttth = nptand(tth)
166        radius = (dist+dxy)*ttth
167        stth = npsind(tth)
168        cosb = npcosd(tilt)
169        R1 = (dist+dxy)*stth*npcosd(tth)*cosb/(cosb**2-stth**2)
170        R0 = np.sqrt(R1*radius*cosb)
171        zdis = R1*ttth*nptand(tilt)
172        X = x-x0+zdis*npsind(phi)
173        Y = y-y0-zdis*npcosd(phi)
174        XR = X*npcosd(phi)-Y*npsind(phi)
175        YR = X*npsind(phi)+Y*npcosd(phi)
176        return (XR/R0)**2+(YR/R1)**2-1
177       
178    names = ['dist','det-X','det-Y','tilt','phi','dep','wave']
179    fmt = ['%12.2f','%12.2f','%12.2f','%12.2f','%12.2f','%12.3f','%12.5f']
180    p0 = [parmDict[key] for key in varyList]
181    result = leastsq(ellipseCalcD,p0,args=(rings.T,varyList,parmDict),full_output=True)
182    parmDict.update(zip(varyList,result[0]))
183    vals = list(result[0])
184    chi = np.sqrt(np.sum(ellipseCalcD(result[0],rings.T,varyList,parmDict)**2))
185    sig = list(chi*np.sqrt(np.diag(result[1])))
186    sigList = np.zeros(7)
187    for i,name in enumerate(names):
188        if name in varyList:
189            sigList[i] = sig[varyList.index(name)]
190    ValSig = zip(names,fmt,vals,sig)
191    CalibPrint(ValSig)
192#    try:
193#        print 'Trial refinement of wavelength - not used for calibration'
194#        p0 = result[0]
195#        print p0
196#        print parms
197#        p0 = np.append(p0,parms[0])
198#        resultW = leastsq(ellipseCalcW,p0,args=(rings.T,parms[1:]),full_output=True)
199#        resultW[0][3] = np.mod(result[0][3],360.0)          #remove random full circles
200#        sig = np.sqrt(np.sum(ellipseCalcW(resultW[0],rings.T)**2))
201#        ValSig = zip(names,fmt,resultW[0],sig*np.sqrt(np.diag(resultW[1])))
202#        CalibPrint(ValSig)
203#        return result[0],resultW[0][-1]       
204#    except ValueError:
205#        print 'Bad refinement - no result'
206#        return result[0],wave
207                   
208def ImageLocalMax(image,w,Xpix,Ypix):
209    w2 = w*2
210    sizey,sizex = image.shape
211    xpix = int(Xpix)            #get reference corner of pixel chosen
212    ypix = int(Ypix)
213    if (w < xpix < sizex-w) and (w < ypix < sizey-w) and image[ypix,xpix]:
214        Z = image[ypix-w:ypix+w,xpix-w:xpix+w]
215        Zmax = np.argmax(Z)
216        Zmin = np.argmin(Z)
217        xpix += Zmax%w2-w
218        ypix += Zmax/w2-w
219        return xpix,ypix,np.ravel(Z)[Zmax],max(0.0001,np.ravel(Z)[Zmin])   #avoid neg/zero minimum
220    else:
221        return 0,0,0,0     
222   
223def makeRing(dsp,ellipse,pix,reject,scalex,scaley,image):
224    cent,phi,radii = ellipse
225    cphi = cosd(phi)
226    sphi = sind(phi)
227    ring = []
228    amin = 0
229    amax = 360
230    for a in range(0,360,1):
231        x = radii[0]*cosd(a)
232        y = radii[1]*sind(a)
233        X = (cphi*x-sphi*y+cent[0])*scalex      #convert mm to pixels
234        Y = (sphi*x+cphi*y+cent[1])*scaley
235        X,Y,I,J = ImageLocalMax(image,pix,X,Y)
236        if I and J and I/J > reject:
237            X += .5                             #set to center of pixel
238            Y += .5
239            X /= scalex                         #convert to mm
240            Y /= scaley
241            amin = min(amin,a)
242            amax = max(amax,a)
243            if [X,Y,dsp] not in ring:
244                ring.append([X,Y,dsp])
245    delt = amax-amin
246    if len(ring) < 10:             #want more than 20 deg
247        return [],delt > 90
248    return ring,delt > 90
249   
250def makeIdealRing(ellipse,azm=None):
251    cent,phi,radii = ellipse
252    cphi = cosd(phi)
253    sphi = sind(phi)
254    if azm:
255        aR = azm[0]-90,azm[1]-90,azm[1]-azm[0]
256        if azm[1]-azm[0] > 180:
257            aR[2] /= 2
258    else:
259        aR = 0,362,181
260       
261    a = np.linspace(aR[0],aR[1],aR[2])
262    x = radii[0]*npcosd(a-phi)
263    y = radii[1]*npsind(a-phi)
264    X = (cphi*x-sphi*y+cent[0])
265    Y = (sphi*x+cphi*y+cent[1])
266    return zip(X,Y)
267               
268def calcDist(radii,tth):
269    stth = sind(tth)
270    ctth = cosd(tth)
271    ttth = tand(tth)
272    return math.sqrt(radii[0]**4/(ttth**2*((radii[0]*ctth)**2+(radii[1]*stth)**2)))
273   
274def calcZdisCosB(radius,tth,radii):
275    cosB = sinb = radii[0]**2/(radius*radii[1])
276    if cosB > 1.:
277        return 0.,1.
278    else:
279        cosb = math.sqrt(1.-sinb**2)
280        ttth = tand(tth)
281        zdis = radii[1]*ttth*cosb/sinb
282        return zdis,cosB
283   
284def GetEllipse(dsp,data):
285    dist = data['distance']
286    cent = data['center']
287    tilt = data['tilt']
288    phi = data['rotation']
289    dep = data['DetDepth']
290    radii = [0,0]
291    tth = 2.0*asind(data['wavelength']/(2.*dsp))
292    ttth = tand(tth)
293    stth = sind(tth)
294    ctth = cosd(tth)
295    cosb = cosd(tilt)
296    dxy = dep*(1.-npcosd(tth))
297    radius = ttth*(dist+dxy)
298    radii[1] = (dist+dxy)*stth*ctth*cosb/(cosb**2-stth**2)
299    if radii[1] > 0:
300        radii[0] = math.sqrt(radii[1]*radius*cosb)
301        zdis = radii[1]*ttth*tand(tilt)
302        elcent = [cent[0]-zdis*sind(phi),cent[1]+zdis*cosd(phi)]
303        return elcent,phi,radii
304    else:
305        print 'bad ellipse - radii:',radii
306        return False
307       
308def GetDetectorXY(dsp,azm,data):
309    from scipy.optimize import fsolve
310    def func(xy,*args):
311       azm,phi,R0,R1,A,B = args
312       cp = cosd(phi)
313       sp = sind(phi)
314       x,y = xy
315       out = []
316       out.append(y-x*tand(azm))
317       out.append(R0**2*((x+A)*sp-(y+B)*cp)**2+R1**2*((x+A)*cp+(y+B)*sp)**2-(R0*R1)**2)
318       return out
319    elcent,phi,radii = GetEllipse(dsp,data)
320    cent = data['center']
321    tilt = data['tilt']
322    phi = data['rotation']
323    wave = data['wavelength']
324    dist = data['distance']
325    dep = data['DetDepth']
326    tth = 2.0*asind(wave/(2.*dsp))
327    dxy = dep*(1.-npcosd(tth))
328    ttth = tand(tth)
329    radius = (dist+dxy)*ttth
330    stth = sind(tth)
331    cosb = cosd(tilt)
332    R1 = (dist+dxy)*stth*cosd(tth)*cosb/(cosb**2-stth**2)
333    R0 = math.sqrt(R1*radius*cosb)
334    zdis = R1*ttth*tand(tilt)
335    A = zdis*sind(phi)
336    B = -zdis*cosd(phi)
337    xy0 = [radius*cosd(azm),radius*sind(azm)]
338    xy = fsolve(func,xy0,args=(azm,phi,R0,R1,A,B))+cent
339    return xy
340   
341def GetDetXYfromThAzm(Th,Azm,data):
342    dsp = data['wavelength']/(2.0*npsind(Th))
343   
344    return GetDetectorXY(dsp,azm,data)
345                   
346def GetTthAzmDsp(x,y,data):
347    wave = data['wavelength']
348    dist = data['distance']
349    cent = data['center']
350    tilt = data['tilt']
351    phi = data['rotation']
352    dep = data['DetDepth']
353    LRazim = data['LRazimuth']
354    azmthoff = data['azmthOff']
355    dx = np.array(x-cent[0],dtype=np.float32)
356    dy = np.array(y-cent[1],dtype=np.float32)
357    X = np.array(([dx,dy,np.zeros_like(dx)]),dtype=np.float32).T
358    X = np.dot(X,makeMat(phi,2))
359    Z = np.dot(X,makeMat(tilt,0)).T[2]
360    tth = npatand(np.sqrt(dx**2+dy**2-Z**2)/(dist-Z))
361    dxy = dep*(1.-npcosd(tth))
362    tth = npatand(np.sqrt(dx**2+dy**2-Z**2)/(dist-Z+dxy))
363    dsp = wave/(2.*npsind(tth/2.))
364    azm = (npatan2d(dx,-dy)+azmthoff+720.)%360.
365    return tth,azm,dsp
366   
367def GetTth(x,y,data):
368    return GetTthAzmDsp(x,y,data)[0]
369   
370def GetTthAzm(x,y,data):
371    return GetTthAzmDsp(x,y,data)[0:2]
372   
373def GetDsp(x,y,data):
374    return GetTthAzmDsp(x,y,data)[2]
375       
376def GetAzm(x,y,data):
377    return GetTthAzmDsp(x,y,data)[1]
378       
379def ImageCompress(image,scale):
380    if scale == 1:
381        return image
382    else:
383        return image[::scale,::scale]
384       
385def checkEllipse(Zsum,distSum,xSum,ySum,dist,x,y):
386    avg = np.array([distSum/Zsum,xSum/Zsum,ySum/Zsum])
387    curr = np.array([dist,x,y])
388    return abs(avg-curr)/avg < .02
389
390def EdgeFinder(image,data):          #this makes list of all x,y where I>edgeMin suitable for an ellipse search?
391    import numpy.ma as ma
392    Nx,Ny = data['size']
393    pixelSize = data['pixelSize']
394    edgemin = data['edgemin']
395    scalex = pixelSize[0]/1000.
396    scaley = pixelSize[1]/1000.   
397    tay,tax = np.mgrid[0:Nx,0:Ny]
398    tax = np.asfarray(tax*scalex,dtype=np.float32)
399    tay = np.asfarray(tay*scaley,dtype=np.float32)
400    tam = ma.getmask(ma.masked_less(image.flatten(),edgemin))
401    tax = ma.compressed(ma.array(tax.flatten(),mask=tam))
402    tay = ma.compressed(ma.array(tay.flatten(),mask=tam))
403    return zip(tax,tay)
404   
405def ImageRecalibrate(self,data):
406    import ImageCalibrants as calFile
407    print 'Image recalibration:'
408    time0 = time.time()
409    pixelSize = data['pixelSize']
410    scalex = 1000./pixelSize[0]
411    scaley = 1000./pixelSize[1]
412    pixLimit = data['pixLimit']
413    cutoff = data['cutoff']
414    data['rings'] = []
415    data['ellipses'] = []
416    if not data['calibrant']:
417        print 'no calibration material selected'
418        return True
419   
420    skip = data['calibskip']
421    dmin = data['calibdmin']
422    Bravais,Cells = calFile.Calibrants[data['calibrant']][:2]
423    HKL = []
424    for bravais,cell in zip(Bravais,Cells):
425        A = G2lat.cell2A(cell)
426        hkl = G2lat.GenHBravais(dmin,bravais,A)[skip:]
427        HKL += hkl
428    HKL = G2lat.sortHKLd(HKL,True,False)
429    varyList = ['dist','det-X','det-Y','tilt','phi']
430    parmDict = {'dist':data['distance'],'det-X':data['center'][0],'det-Y':data['center'][1],
431        'tilt':data['tilt'],'phi':data['rotation'],'wave':data['wavelength'],'dep':data['DetDepth']}
432    for H in HKL: 
433        dsp = H[3]
434        ellipse = GetEllipse(dsp,data)
435        Ring,delt = makeRing(dsp,ellipse,pixLimit,cutoff,scalex,scaley,self.ImageZ)
436        if Ring:
437#            numZ = len(Ring)
438            data['rings'].append(np.array(Ring))
439            data['ellipses'].append(copy.deepcopy(ellipse+('r',)))
440        else:
441            continue
442    rings = np.concatenate((data['rings']),axis=0)
443    if data['DetDepthRef']:
444        varyList.append('dep')
445    FitDetector(rings,varyList,parmDict)
446    data['distance'] = parmDict['dist']
447    data['center'] = [parmDict['det-X'],parmDict['det-Y']]
448    data['rotation'] = np.mod(parmDict['phi'],360.0)
449    data['tilt'] = parmDict['tilt']
450    data['DetDepth'] = parmDict['dep']
451    N = len(data['ellipses'])
452    data['ellipses'] = []           #clear away individual ellipse fits
453    for H in HKL[:N]:
454        ellipse = GetEllipse(H[3],data)
455        data['ellipses'].append(copy.deepcopy(ellipse+('b',)))
456   
457    print 'calibration time = ',time.time()-time0
458    G2plt.PlotImage(self,newImage=True)       
459    return True
460           
461def ImageCalibrate(self,data):
462    import copy
463    import ImageCalibrants as calFile
464    print 'Image calibration:'
465    time0 = time.time()
466    ring = data['ring']
467    pixelSize = data['pixelSize']
468    scalex = 1000./pixelSize[0]
469    scaley = 1000./pixelSize[1]
470    pixLimit = data['pixLimit']
471    cutoff = data['cutoff']
472    if len(ring) < 5:
473        print 'not enough inner ring points for ellipse'
474        return False
475       
476    #fit start points on inner ring
477    data['ellipses'] = []
478    outE = FitRing(ring,True)
479    if outE:
480        print 'start ellipse:',outE
481        ellipse = outE
482    else:
483        return False
484       
485    #setup 360 points on that ring for "good" fit
486    Ring,delt = makeRing(1.0,ellipse,pixLimit,cutoff,scalex,scaley,self.ImageZ)
487    if Ring:
488        ellipse = FitRing(Ring,delt)
489        Ring,delt = makeRing(1.0,ellipse,pixLimit,cutoff,scalex,scaley,self.ImageZ)    #do again
490        ellipse = FitRing(Ring,delt)
491    else:
492        print '1st ring not sufficiently complete to proceed'
493        return False
494    print 'inner ring:',ellipse     #cent,phi,radii
495    data['center'] = copy.copy(ellipse[0])           #not right!! (but useful for now)
496    data['ellipses'].append(ellipse[:]+('r',))
497    G2plt.PlotImage(self,newImage=True)
498   
499    #setup for calibration
500    data['rings'] = []
501    data['ellipses'] = []
502    if not data['calibrant']:
503        print 'no calibration material selected'
504        return True
505   
506    skip = data['calibskip']
507    dmin = data['calibdmin']
508    Bravais,Cells = calFile.Calibrants[data['calibrant']][:2]
509    HKL = []
510    for bravais,cell in zip(Bravais,Cells):
511        A = G2lat.cell2A(cell)
512        hkl = G2lat.GenHBravais(dmin,bravais,A)[skip:]
513        HKL += hkl
514    HKL = G2lat.sortHKLd(HKL,True,False)
515    wave = data['wavelength']
516    cent = data['center']
517    elcent,phi,radii = ellipse
518    dsp = HKL[0][3]
519    tth = 2.0*asind(wave/(2.*dsp))
520    ttth = tand(tth)
521    data['distance'] = dist = calcDist(radii,tth)
522    radius = dist*tand(tth)
523    zdis,cosB = calcZdisCosB(radius,tth,radii)
524    cent1 = []
525    cent2 = []
526    xSum = 0
527    ySum = 0
528    zxSum = 0
529    zySum = 0
530    phiSum = 0
531    tiltSum = 0
532    distSum = 0
533    Zsum = 0
534    for i,H in enumerate(HKL):
535        dsp = H[3]
536        tth = 2.0*asind(0.5*wave/dsp)
537        stth = sind(tth)
538        ctth = cosd(tth)
539        ttth = tand(tth)
540        radius = dist*ttth
541        elcent,phi,radii = ellipse
542        if i:
543            radii[1] = dist*stth*ctth*cosB/(cosB**2-stth**2)
544            radii[0] = math.sqrt(radii[1]*radius*cosB)
545            zdis,cosB = calcZdisCosB(radius,tth,radii)
546            zsinp = zdis*sind(phi)
547            zcosp = zdis*cosd(phi)
548            cent = data['center']
549            elcent = [cent[0]-zsinp,cent[1]+zcosp]
550            ellipse = (elcent,phi,radii)
551        ratio = radii[1]/radii[0]
552        Ring,delt = makeRing(dsp,ellipse,pixLimit,cutoff,scalex,scaley,self.ImageZ)
553        if Ring:
554            numZ = len(Ring)
555            data['rings'].append(np.array(Ring))
556            newellipse = FitRing(Ring,delt)
557            elcent,phi,radii = newellipse               
558            if abs(phi) > 45. and phi < 0.:
559                phi += 180.
560            dist = calcDist(radii,tth)
561            distR = 1.-dist/data['distance']
562            if abs(distR) > 0.1:
563#                print dsp,dist,data['distance'],distR,len(Ring),delt
564                break
565            if distR > 0.001:
566                print 'Wavelength too large?'
567            elif distR < -0.001:
568                print 'Wavelength too small?'
569            else:
570                ellipse = newellipse
571            zdis,cosB = calcZdisCosB(radius,tth,radii)
572            Tilt = acosd(cosB)          # 0 <= tilt <= 90
573            zsinp = zdis*sind(ellipse[1])
574            zcosp = zdis*cosd(ellipse[1])
575            cent1.append(np.array([elcent[0]+zsinp,elcent[1]-zcosp]))
576            cent2.append(np.array([elcent[0]-zsinp,elcent[1]+zcosp]))
577            if i:
578                d1 = cent1[-1]-cent1[-2]        #get shift of 2 possible center solutions
579                d2 = cent2[-1]-cent2[-2]
580                if np.dot(d2,d2) > np.dot(d1,d1):  #right solution is the larger shift
581                    data['center'] = cent1[-1]
582                else:
583                    data['center'] = cent2[-1]
584                Zsum += numZ
585                phiSum += numZ*phi
586                distSum += numZ*dist
587                xSum += numZ*data['center'][0]
588                ySum += numZ*data['center'][1]
589                tiltSum += numZ*abs(Tilt)
590                if not np.all(checkEllipse(Zsum,distSum,xSum,ySum,dist,data['center'][0],data['center'][1])):
591                    print 'Bad fit for ring # %i. Try reducing Pixel search range'%(i) 
592            cent = data['center']
593#            print ('for ring # %2i @ d-space %.4f: dist %.3f rotate %6.2f tilt %6.2f Xcent %.3f Ycent %.3f Npts %d'
594#                %(i,dsp,dist,phi-90.,Tilt,cent[0],cent[1],numZ))
595            data['ellipses'].append(copy.deepcopy(ellipse+('r',)))
596        else:
597            break
598    G2plt.PlotImage(self,newImage=True)
599    fullSize = len(self.ImageZ)/scalex
600    if 2*radii[1] < .9*fullSize:
601        print 'Are all usable rings (>25% visible) used? Try reducing Min ring I/Ib'
602    if not Zsum:
603        print 'Only one ring fitted. Check your wavelength.'
604        return False
605    data['center'] = [xSum/Zsum,ySum/Zsum]
606    data['distance'] = distSum/Zsum
607   
608    #possible error if no. of rings < 3! Might need trap here
609    d1 = cent1[-1]-cent1[1]             #compare last ring to 2nd ring
610    d2 = cent2[-1]-cent2[1]
611    Zsign = 1
612    len1 = math.sqrt(np.dot(d1,d1))
613    len2 = math.sqrt(np.dot(d2,d2))
614    t1 = d1/len1
615    t2 = d2/len2
616    if len2 > len1:
617        if -135. < atan2d(t2[1],t2[0]) < 45.:
618            Zsign = -1
619    else:
620        if -135. < atan2d(t1[1],t1[0]) < 45.:
621            Zsign = -1
622   
623    data['tilt'] = Zsign*tiltSum/Zsum
624    data['rotation'] = phiSum/Zsum
625    varyList = ['dist','det-X','det-Y','tilt','phi']
626    parmDict = {'dist':data['distance'],'det-X':data['center'][0],'det-Y':data['center'][1],
627        'tilt':data['tilt'],'phi':data['rotation'],'wave':data['wavelength'],'dep':data['DetDepth']}
628    rings = np.concatenate((data['rings']),axis=0)
629    if data['DetDepthRef']:
630        varyList.append('dep')
631        FitDetector(rings,varyList,parmDict)
632    data['distance'] = parmDict['dist']
633    data['center'] = [parmDict['det-X'],parmDict['det-Y']]
634    data['rotation'] = np.mod(parmDict['phi'],360.0)
635    data['tilt'] = parmDict['tilt']
636    data['DetDepth'] = parmDict['dep']
637    N = len(data['ellipses'])
638    data['ellipses'] = []           #clear away individual ellipse fits
639    for H in HKL[:N]:
640        ellipse = GetEllipse(H[3],data)
641        data['ellipses'].append(copy.deepcopy(ellipse+('b',)))
642    print 'calibration time = ',time.time()-time0
643    G2plt.PlotImage(self,newImage=True)       
644    return True
645   
646def Make2ThetaAzimuthMap(data,masks,iLim,jLim):
647    import numpy.ma as ma
648    import polymask as pm
649    #transforms 2D image from x,y space to 2-theta,azimuth space based on detector orientation
650    pixelSize = data['pixelSize']
651    scalex = pixelSize[0]/1000.
652    scaley = pixelSize[1]/1000.
653   
654    tay,tax = np.mgrid[iLim[0]+0.5:iLim[1]+.5,jLim[0]+.5:jLim[1]+.5]         #bin centers not corners
655    tax = np.asfarray(tax*scalex,dtype=np.float32)
656    tay = np.asfarray(tay*scaley,dtype=np.float32)
657    nI = iLim[1]-iLim[0]
658    nJ = jLim[1]-jLim[0]
659    #make position masks here
660    spots = masks['Points']
661    polygons = masks['Polygons']
662    tam = ma.make_mask_none((nI,nJ))
663    for polygon in polygons:
664        if polygon:
665            tamp = ma.make_mask_none((nI*nJ))
666            tamp = ma.make_mask(pm.polymask(nI*nJ,tax.flatten(),
667                tay.flatten(),len(polygon),polygon,tamp))
668            tam = ma.mask_or(tam.flatten(),tamp)
669    if tam.shape: tam = np.reshape(tam,(nI,nJ))
670    for X,Y,diam in spots:
671        tamp = ma.getmask(ma.masked_less((tax-X)**2+(tay-Y)**2,(diam/2.)**2))
672        tam = ma.mask_or(tam,tamp)
673    TA = np.array(GetTthAzm(tax,tay,data))
674    TA[1] = np.where(TA[1]<0,TA[1]+360,TA[1])
675    return np.array(TA),tam           #2-theta & azimuth arrays & position mask
676
677def Fill2ThetaAzimuthMap(masks,TA,tam,image):
678    import numpy.ma as ma
679    Zlim = masks['Thresholds'][1]
680    rings = masks['Rings']
681    arcs = masks['Arcs']
682    TA = np.dstack((ma.getdata(TA[1]),ma.getdata(TA[0])))    #azimuth, 2-theta
683    tax,tay = np.dsplit(TA,2)    #azimuth, 2-theta
684    for tth,thick in rings:
685        tam = ma.mask_or(tam.flatten(),ma.getmask(ma.masked_inside(tay.flatten(),max(0.01,tth-thick/2.),tth+thick/2.)))
686    for tth,azm,thick in arcs:
687        tamt = ma.getmask(ma.masked_inside(tay.flatten(),max(0.01,tth-thick/2.),tth+thick/2.))
688        tama = ma.getmask(ma.masked_inside(tax.flatten(),azm[0],azm[1]))
689        tam = ma.mask_or(tam.flatten(),tamt*tama)
690    taz = ma.masked_outside(image.flatten(),int(Zlim[0]),Zlim[1])
691    tam = ma.mask_or(tam.flatten(),ma.getmask(taz))
692    tax = ma.compressed(ma.array(tax.flatten(),mask=tam))
693    tay = ma.compressed(ma.array(tay.flatten(),mask=tam))
694    taz = ma.compressed(ma.array(taz.flatten(),mask=tam))
695    del(tam)
696    return tax,tay,taz
697   
698def ImageIntegrate(image,data,masks):
699    import histogram2d as h2d
700    print 'Begin image integration'
701    LUtth = data['IOtth']
702    LRazm = np.array(data['LRazimuth'],dtype=np.float64)
703    numAzms = data['outAzimuths']
704    numChans = data['outChannels']
705    Dtth = (LUtth[1]-LUtth[0])/numChans
706    Dazm = (LRazm[1]-LRazm[0])/numAzms
707    if data['centerAzm']:
708        LRazm += Dazm/2.
709    NST = np.zeros(shape=(numAzms,numChans),order='F',dtype=np.float32)
710    H0 = np.zeros(shape=(numAzms,numChans),order='F',dtype=np.float32)
711    imageN = len(image)
712    Nx,Ny = data['size']
713    nXBlks = (Nx-1)/1024+1
714    nYBlks = (Ny-1)/1024+1
715    Nup = nXBlks*nYBlks*3+3
716    dlg = wx.ProgressDialog("Elapsed time","2D image integration",Nup,
717        style = wx.PD_ELAPSED_TIME|wx.PD_AUTO_HIDE)
718    try:
719        t0 = time.time()
720        Nup = 0
721        dlg.Update(Nup)
722        for iBlk in range(nYBlks):
723            iBeg = iBlk*1024
724            iFin = min(iBeg+1024,Ny)
725            for jBlk in range(nXBlks):
726                jBeg = jBlk*1024
727                jFin = min(jBeg+1024,Nx)               
728                print 'Process map block:',iBlk,jBlk,' limits:',iBeg,iFin,jBeg,jFin
729                TA,tam = Make2ThetaAzimuthMap(data,masks,(iBeg,iFin),(jBeg,jFin))           #2-theta & azimuth arrays & create position mask
730               
731                Nup += 1
732                dlg.Update(Nup)
733                Block = image[iBeg:iFin,jBeg:jFin]
734                tax,tay,taz = Fill2ThetaAzimuthMap(masks,TA,tam,Block)    #and apply masks
735                del TA,tam
736                Nup += 1
737                dlg.Update(Nup)
738                tax = np.where(tax > LRazm[1],tax-360.,tax)                 #put azm inside limits if possible
739                tax = np.where(tax < LRazm[0],tax+360.,tax)
740                NST,H0 = h2d.histogram2d(len(tax),tax,tay,taz,numAzms,numChans,LRazm,LUtth,Dazm,Dtth,NST,H0)
741                print 'block done'
742                del tax,tay,taz
743                Nup += 1
744                dlg.Update(Nup)
745        NST = np.array(NST)
746        H0 = np.divide(H0,NST)
747        H0 = np.nan_to_num(H0)
748        del NST
749        if Dtth:
750            H2 = np.array([tth for tth in np.linspace(LUtth[0],LUtth[1],numChans+1)])
751        else:
752            H2 = np.array(LUtth)
753        if Dazm:       
754            H1 = np.array([azm for azm in np.linspace(LRazm[0],LRazm[1],numAzms+1)])
755        else:
756            H1 = LRazm
757        H0[0] /= npcosd(H2[:-1])**2
758        if data['Oblique'][1]:
759            H0[0] /= G2pwd.Oblique(data['Oblique'][0],H2[:-1])
760        Nup += 1
761        dlg.Update(Nup)
762        t1 = time.time()
763    finally:
764        dlg.Destroy()
765    print 'Integration complete'
766    print "Elapsed time:","%8.3f"%(t1-t0), "s"
767    return H0,H1,H2
768   
769def FitStrSta(Image,StrSta,Controls,Masks):
770   
771#    print 'Masks:',Masks
772    StaControls = copy.deepcopy(Controls)
773    phi = StrSta['Sample phi']
774    wave = Controls['wavelength']
775    StaControls['distance'] += StrSta['Sample z']*cosd(phi)
776    pixSize = StaControls['pixelSize']
777    scalex = 1000./pixSize[0]
778    scaley = 1000./pixSize[1]
779    rings = []
780
781    for ring in StrSta['d-zero']:       #get observed x,y,d points for the d-zeros
782        ellipse = GetEllipse(ring['Dset'],StaControls)
783        Ring,delt = makeRing(ring['Dset'],ellipse,ring['pixLimit'],ring['cutoff'],scalex,scaley,Image)
784        Ring = np.array(Ring).T
785        ring['ImxyObs'] = np.array(Ring[:2])      #need to apply masks to this to eliminate bad points
786        Ring[:2] = GetTthAzm(Ring[0],Ring[1],StaControls)       #convert x,y to tth,azm
787        Ring[0] /= 2.                                           #convert to theta
788        if len(rings):
789            rings = np.concatenate((rings,Ring),axis=1)
790        else:
791            rings = np.array(Ring)
792    E = StrSta['strain']
793    p0 = [E[0][0],E[1][1],E[2][2],E[0][1],E[0][2],E[1][2]]
794    E = FitStrain(rings,p0,wave,phi)
795    StrSta['strain'] = E
796
797def calcFij(omg,phi,azm,th):
798    ''' Uses parameters as defined by Bob He & Kingsley Smith, Adv. in X-Ray Anal. 41, 501 (1997)
799    omg: his omega = sample omega rotation; 0 when incident beam || sample surface, 90
800            when perp. to sample surface
801    phi: his phi = sample phi rotation; usually = 0, axis rotates with omg.
802    azm: his chi = azimuth around incident beam
803    th:  his theta = theta
804    '''
805    a = npsind(th)*npcosd(omg)+npsind(azm)*npcosd(th)*npsind(omg)
806    b = -npcosd(azm)*npcosd(th)
807    c = npsind(th)*npsind(omg)-npsind(azm)*npcosd(th)*npcosd(omg)
808    d = a*npcosd(phi)-b*npsind(phi)
809    e = a*npsind(phi)+b*npcosd(phi)
810    Fij = np.array([
811        [d**2,d*e,c*d],
812        [d*e,e**2,c*e],
813        [c*d,c*e,c**2]])
814    return -Fij*nptand(th)
815
816def FitStrain(rings,p0,wave,phi):
817
818    def StrainPrint(ValSig):
819        print 'Strain tensor:'
820        ptlbls = 'names :'
821        ptstr =  'values:'
822        sigstr = 'esds  :'
823        for name,fmt,value,sig in ValSig:
824            ptlbls += "%s" % (name.rjust(12))
825            ptstr += fmt % (value)
826            if sig:
827                sigstr += fmt % (sig)
828            else:
829                sigstr += 12*' '
830        print ptlbls
831        print ptstr
832        print sigstr
833       
834    def strainCalc(p,xyd,wave,phi):
835#        E = np.array([[p[0],p[3],p[4]],[p[3],p[1],p[5]],[p[4],p[5],p[2]]])
836        E = np.array([[p[0],0,0],[0,p[1],0],[0,0,0]])
837        th,azm,dsp = xyd
838        th0 = npasind(wave/(2.*dsp))
839        dth = 180.*np.sum(E*calcFij(phi,0.,azm,th).T)/(np.pi*1.e6) #in degrees & microstrain units
840        th0 += dth
841        return (th-th0)**2
842       
843    names = ['e11','e22','e33','e12','e13','e23']
844    fmt = ['%12.2f','%12.2f','%12.2f','%12.2f','%12.2f','%12.5f']
845    p1 = [p0[0],p0[1]]   
846    result = leastsq(strainCalc,p1,args=(rings,wave,phi),full_output=True)
847    vals = list(result[0])
848    chi = np.sqrt(np.sum(strainCalc(result[0],rings,wave,phi)**2))
849    sig = list(chi*np.sqrt(np.diag(result[1])))
850    ValSig = zip(names,fmt,vals,sig)
851    StrainPrint(ValSig)
852#    return np.array([[vals[0],vals[3],vals[4]],[vals[3],vals[1],vals[5]],[vals[4],vals[5],vals[2]]])
853    return np.array([[vals[0],0,0],[0,vals[1],0],[0,0,0]])
854   
855       
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.