00001 #ifndef INDII_FMRI_MODEL_MULTISEEDMODEL_HPP
00002 #define INDII_FMRI_MODEL_MULTISEEDMODEL_HPP
00003
00004 #include "../neural/MultiSeedNeuralModel.hpp"
00005 #include "../hemodynamic/LogNeuralBalloonModel.hpp"
00006 #include "../hemodynamic/LogBOLDCalculator.hpp"
00007
00008 #include "indii/ml/aux/GaussianPdf.hpp"
00009 #include "indii/ml/ode/DifferentialModel.hpp"
00010 #include "indii/ml/filter/UnscentedKalmanFilterModel.hpp"
00011 #include "indii/ml/filter/ParticleSmootherModel.hpp"
00012 #include "indii/ml/ode/AdaptiveRungeKutta.hpp"
00013
00014 #include <vector>
00015
00016 namespace indii {
00017 namespace fmri {
00018 namespace model {
00019
00020
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00046
00047 class MultiSeedModel :
00048 public indii::ml::ode::DifferentialModel,
00049 virtual public indii::ml::filter::UnscentedKalmanFilterModel<double>,
00050 virtual public indii::ml::filter::ParticleSmootherModel<double> {
00051 public:
00052
00053
00054
00055 enum SeedVariables {
00056 LN_Q,
00057 LN_V,
00058 LN_F,
00059 S,
00060 U,
00061 B,
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00065 SEED_SIZE
00066 };
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00073 MultiSeedModel(unsigned int N);
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00083 MultiSeedModel(unsigned int N, const indii::ml::aux::GaussianPdf& w,
00084 const indii::ml::aux::GaussianPdf& v,
00085 const indii::ml::aux::GaussianPdf& r);
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00090 virtual ~MultiSeedModel();
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00095 virtual unsigned int getStateSize();
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00100 virtual unsigned int getMeasurementSize();
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00107 indii::fmri::neural::MultiSeedNeuralModel* getNeuralModel();
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00117 indii::fmri::hemodynamic::LogNeuralBalloonModel* getHemodynamicModel(
00118 const unsigned int seed);
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00128 indii::fmri::hemodynamic::LogBOLDCalculator* getBOLDCalculator(
00129 const unsigned int seed);
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00135
00136 void setSystemNoise(const indii::ml::aux::GaussianPdf& w);
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00143 void setMeasurementNoise(const indii::ml::aux::GaussianPdf& v);
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00150 void setResamplingNoise(const indii::ml::aux::GaussianPdf& r);
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00157 indii::ml::aux::GaussianPdf suggestPrior();
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00164 indii::ml::aux::GaussianPdf suggestSystemNoise();
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00171 indii::ml::aux::GaussianPdf suggestMeasurementNoise();
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00178 indii::ml::aux::GaussianPdf suggestResamplingNoise();
00179
00180
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00182
00183 virtual indii::ml::aux::vector transition(const indii::ml::aux::vector &x,
00184 const indii::ml::aux::vector &w, double delta);
00185
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00189 virtual indii::ml::aux::vector transition(const indii::ml::aux::vector& x,
00190 const double start, const double delta);
00191
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00194
00195 virtual indii::ml::aux::vector measure(const indii::ml::aux::vector &x,
00196 const indii::ml::aux::vector &v);
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00200
00201 virtual indii::ml::aux::vector measure(const indii::ml::aux::vector &x);
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00206 virtual double weight(const indii::ml::aux::vector& x,
00207 const indii::ml::aux::vector& y);
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00212 virtual indii::ml::aux::vector resample(const indii::ml::aux::vector& x);
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00217 virtual indii::ml::aux::sparse_matrix alpha(
00218 const indii::ml::aux::DiracMixturePdf& p_xtn_ytn,
00219 const indii::ml::aux::DiracMixturePdf& p_xtnp1_ytnp1,
00220 const double start, const double delta);
00221
00222
00223
00224
00225 virtual void calculateDerivatives(double t, const double y[], double dydt[]);
00226
00227 private:
00228
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00231 unsigned int N;
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00236 indii::ml::aux::GaussianPdf w;
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00241 indii::ml::aux::GaussianPdf v;
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00246 indii::ml::aux::GaussianPdf r;
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00251 indii::fmri::neural::MultiSeedNeuralModel* neural;
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00256 std::vector<indii::fmri::hemodynamic::LogNeuralBalloonModel*> hemodynamics;
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00261 std::vector<indii::fmri::hemodynamic::LogBOLDCalculator*> bolds;
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00266 indii::ml::ode::AdaptiveRungeKutta ode;
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00271 void init();
00272
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00276
00277 static double U_PASSER(double t, const double y[], void *o);
00278
00279 };
00280
00281 }
00282 }
00283 }
00284
00285 #endif