00001 #ifndef INDII_FMRI_MODEL_MULTISEEDMODELMK2_HPP
00002 #define INDII_FMRI_MODEL_MULTISEEDMODELMK2_HPP
00003
00004 #include "../neural/MultiSeedNeuralModelMk2.hpp"
00005 #include "../hemodynamic/LogNeuralBalloonModel.hpp"
00006 #include "../hemodynamic/LogBOLDCalculator.hpp"
00007
00008 #include "indii/ml/aux/GaussianPdf.hpp"
00009 #include "indii/ml/aux/WienerProcess.hpp"
00010 #include "indii/ml/ode/DifferentialModel.hpp"
00011 #include "indii/ml/filter/ParticleSmootherModel.hpp"
00012 #include "indii/ml/ode/AdaptiveRungeKutta.hpp"
00013 #include "indii/ml/ode/FunctionModel.hpp"
00014
00015 #include <vector>
00016
00017
00018
00019
00020 #define SEED_RANGE(i) ublas::range(N*N+N+i*SEED_SIZE,N*N+N+(i+1)*SEED_SIZE)
00021
00022 namespace indii {
00023 namespace fmri {
00024 namespace model {
00025
00026
00027
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00030
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00050
00051
00052
00053
00054 class MultiSeedModelMk2 : public indii::ml::ode::DifferentialModel,
00055 virtual public indii::ml::filter::ParticleSmootherModel<double> {
00056 public:
00057
00058
00059
00060
00061 enum SeedVariables {
00062 LN_Q,
00063 LN_V,
00064 LN_F,
00065 S,
00066 U,
00067
00068
00069
00070 SEED_SIZE
00071 };
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00080 MultiSeedModelMk2(const unsigned int N, indii::ml::ode::FunctionModel* u);
00081
00082
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00085 virtual ~MultiSeedModelMk2();
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00090 virtual unsigned int getStateSize();
00091
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00095 virtual unsigned int getMeasurementSize();
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00100
00101
00102 indii::fmri::neural::MultiSeedNeuralModelMk2* getNeuralModel();
00103
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00110
00111
00112 indii::fmri::hemodynamic::LogNeuralBalloonModel* getHemodynamicModel(
00113 const unsigned int seed);
00114
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00121
00122
00123 indii::fmri::hemodynamic::LogBOLDCalculator* getBOLDCalculator(
00124 const unsigned int seed);
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00130
00131 const indii::ml::aux::WienerProcess<double>& getSystemNoise();
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00138 const indii::ml::aux::GaussianPdf& getMeasurementNoise();
00139
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00145 const indii::ml::aux::GaussianPdf& getResamplingNoise();
00146
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00150
00151
00152 void setSystemNoise(const indii::ml::aux::WienerProcess<double>& w);
00153
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00157
00158
00159 void setMeasurementNoise(const indii::ml::aux::GaussianPdf& v);
00160
00161
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00165
00166 void setResamplingNoise(const indii::ml::aux::GaussianPdf& r);
00167
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00173 indii::ml::aux::GaussianPdf suggestPrior();
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00180 indii::ml::aux::WienerProcess<double> suggestSystemNoise();
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00186
00187 indii::ml::aux::GaussianPdf suggestMeasurementNoise();
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00193
00194 indii::ml::aux::GaussianPdf suggestResamplingNoise();
00195
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00197
00198
00199 virtual indii::ml::aux::vector transition(const indii::ml::aux::vector& x,
00200 const double start, const double delta);
00201
00202
00203
00204
00205 virtual indii::ml::aux::vector measure(const indii::ml::aux::vector &x);
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00210 virtual double weight(const indii::ml::aux::vector& x,
00211 const indii::ml::aux::vector& y);
00212
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00216 virtual indii::ml::aux::vector resample(const indii::ml::aux::vector& x);
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00220
00221 virtual indii::ml::aux::sparse_matrix alpha(
00222 const indii::ml::aux::DiracMixturePdf& p_xtn_ytn,
00223 const indii::ml::aux::DiracMixturePdf& p_xtnp1_ytnp1,
00224 const double start, const double delta);
00225
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00227
00228
00229 virtual void alphaPrecalculate(
00230 const indii::ml::aux::DiracMixturePdf& p_xtn_ytn, const double start,
00231 const double delta);
00232
00233
00234
00235
00236 virtual void calculateDerivatives(double t, const double y[], double dydt[]);
00237
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00240
00241 const ublas::range A_RANGE;
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00246 const ublas::range C_RANGE;
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00251 const ublas::range SEEDS_RANGE;
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00256 const ublas::range B_RANGE;
00257
00258 private:
00259
00260
00261
00262 const unsigned int N;
00263
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00267 const unsigned int STATE_SIZE;
00268
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00270
00271
00272 indii::fmri::neural::MultiSeedNeuralModelMk2* neural;
00273
00274
00275
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00277 std::vector<indii::fmri::hemodynamic::LogNeuralBalloonModel*> hemodynamics;
00278
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00280
00281
00282 std::vector<indii::fmri::hemodynamic::LogBOLDCalculator*> bolds;
00283
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00286
00287 indii::ml::aux::WienerProcess<double> w;
00288
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00292 indii::ml::aux::GaussianPdf v;
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00297 indii::ml::aux::GaussianPdf r;
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00302 indii::ml::ode::AdaptiveRungeKutta ode;
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00307 std::vector<indii::ml::aux::vector> transitions;
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00310
00311
00312 virtual indii::ml::aux::vector noiselessTransition(
00313 const indii::ml::aux::vector& x, const double start, const double delta);
00314
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00317 virtual indii::ml::aux::vector noiselessMeasure(
00318 const indii::ml::aux::vector &x);
00319
00320
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00322
00323
00324 static double U_PASSER(double t, const double y[], void *o);
00325
00326 };
00327
00328 }
00329 }
00330 }
00331
00332 #endif