空蟬基本Python関数リファレンス（非弾性）

最終更新日:

2022.03.18

概要

空蟬基本Python関数とは、空蟬で実装されているデータ処理（イベントデータのヒストグラム化、データコンテナの扱い、共通の補正など）を行うためにPythonで作成された関数群を呼ぶ。一般に各装置で使用される関数、特にSequenceEditorで表示されるファサード関数は、この基本関数からの抜粋したもの、もしくは基本関数を組み合わせたり利用して作成したものとなる。

また、独自のファサード関数を作ったり、スクリプトを自作する場合にも参照できる。

基本関数の使い方

本節で示す関数は基本関数として用意されているものであり、実際にユーザーが直接利用することはないと思われる。しかし新しくファサード関数を作る際にこれらの関数を利用することもあるので、空蟬環境において直接実行する方法を示しておく。

>>> import utsusemi.ana.Reduction.BaseCommands as BC
>>> ec = BC.AverageAll( dat )
など

非弾性散乱装置の場合、いくつか専用の基本関数も存在する。この場合は下記のような導入となる。

>>> import utsusemi.ana.Reduction.BaseCommandsInEla as BC

また、基本関数のうち、それぞれの装置で使用頻度の高いものは、あらかじめファサード Cmm モジュールにも登録されているので、それを使うことも可能である。

>>> import Cmm
>>> ec = Cmm.GetNeunetHist( \373", "hw,45.56,-4.0,40.0,0.2" )
など。

基本関数一覧

共通的なコマンドに関しては、ユーザーズマニュアルを参照のこと。

非弾性散乱用処理

関数	説明
BoseFactCorrEC	ボーズ因子の補正をElementContainerに対し行う
BoseFactorCorrection	ボーズ因子の補正を行う
FlexCalc	エネルギー遷移変換後のデータに対し、与えた自由な式で強度の補正を行う
GetEi	与えたElementContainerMatrixデータの指定したPixelをビームモニターと見なし 入射エネルギーを計算する
GetEiFromEvent	指定したPixelをビームモニターと見なしイベントデータから最小限のヒストグラム化を行い、 入射エネルギーを計算する
KiKfCorrection	ki/kf補正を行う
ToPowder	ElementContainerMatrixデータのPowder平均をとる
SavePowderDataToText	Power平均を行ったデータをテキストファイルに書き出す
VisContMOutputFigure	VisualContM上でのスライスを行い画像を保存する
VisContMOutputFileByPhi	VisualContM上でのスライスを行い、D4Matrix用のバイナリファイルを作成する
RadialCollimatorCorrect	RadialCollimatorによるバックグランドを補正する
GetOrigPixelFromQXtalParam	与えた結晶情報などを利用し、逆格子空間座標(Q,hw)から検出器Pixelを計算する
GetOrigPixelFromQString
CalcYRotAngleFromQXtalParam	与えた結晶情報などを利用し、逆格子空間座標(Q,hw)を観測するために必要な回転角度と 観測されるPixelを計算する
CalcYRotAngleFromQString
DymPDF	動的対相関関数による処理を行う
TofToEnergyTransfer	TOFのヒストグラムをエネルギー遷移のデータへ変換する
TofToEnergyTransferStrict	TOFのヒストグラムをエネルギー遷移のデータへ変換する（明確なエネルギー範囲を指定可）
WhiteVanCorr	（未実装）White Vanadiumの補正用データでの補正
MakeWhiteVanCorr	（未実装）White Vanadiumの測定データから補正用データを作成する

装置用処理・その他

関数	説明
AppendRawDataFiles	複数のRaw Data（イベントデータ）を結合し、別データとして保存する
CheckDataProcess	データ処理の履歴管理用関数
CopyData	装置において、DAQ PC上のRaw Dataを解析PCへ集約・コピーする
CopyIroha2Params	装置において、IROHA2 PC上のLog, Paramデータを解析PCへ集約・コピーする
MakeRunList	装置において、Run No, 測定時間、温度、ゴニオ角度などの情報をリスト化する

非弾性散乱用処理

BoseFactCorrEC

ボーズ因子の補正を行う。対象は一つのPixelのデータElementContainer。

BoseFactCorrEC(dat,T=300.0)

パラメータ	フォーマット	説明
dat	ElementContainer	与えるElementContainer
T	実数	ボーズ因子補正に用いる温度[K]
戻り値	無し	（与えられたElementContainerの中身が置きかわる）

BoseFactorCorrection

ボーズ因子の補正をElementContainerMatrixに対し行う。

BoseFactorCorrection( dat,T=300.0)

パラメータ	フォーマット	説明
dat	ElementContainerMatrix	与えるElementContainerMatrix
T	実数	ボーズ因子補正に用いる温度[K]
戻り値	無し	（与えられたElementContainerMatrixの中身が置きかわる）

FlexCalc

エネルギー遷移変換後のデータに対し、与えた自由な式で強度の補正を行う。

FlexCalc(dat,Intensity=””,Error=””)

パラメータ	フォーマット	説明
dat	ElementContainerMatrix	与えるElementContainerMatrix
Intensity	文字列	強度を補正する式。フォーマットは下記。
Error	文字列	エラーを補正する式。フォーマットは下記。
戻り値	ElementContainerMatrix	補正を終えたElementContainerMatrix。

補正式の書き方

補正式に用いることのできる記号は以下の通り

パラメータ	説明
I	強度
Err	エラー値
hw	エネルギー遷移
Q	与えられたElementContainerMatrixがPowderの時
Qx, Qy, Qz	与えられたElementContainerMatrixが単結晶の時

これらを使って、Pythonで扱うことのできる形で式を記述する。例えば下記のように表現する。

I/hw*Q*Q

GetEi

与えたElementContainerMatrixデータの指定したPixelをビームモニターと見なし入射エネルギーを計算する。

GetEi(dat, expEi=50.0, MonPsd=0,MonPixel=0, L1=Def_L1, T0shift=0.0, FittingType=0, Debug=0)

パラメータ	フォーマット	説明
dat	ElementContainerMatrix	与えるElementContainerMatrix
expEi	実数	予期する入射エネルギー[meV]。
MonPsd	整数	ビームモニターとみなす検出器Id。
MonPixel	整数	ビームモニターとみなす検出器部位の番号。
L1	実数	L1 [m] ：線源と試料との間の距離.
T0Shift	実数	TOFの原点のオフセット値 [micro-sec]。
FittingType	整数	フィッティング関数の種類。0:Gaussian （今はこれだけ）
Debug	整数	デバッグモードオフ：0、オン：1。
戻り値	無し

GetEiFromEvent

指定したPixelをビームモニターと見なしイベントデータから最小限のヒストグラム化を行い、入射エネルギーを計算する。

GetEiFromEvent(runNo=0, expEi=”0.0”, PSD=”-1”, PIXEL=”-1”,NumOfPixel=100, Resolution=0.5,PlotFlag=0)

パラメータ	フォーマット	説明
runNo	整数	ヒストグラム化するRunNo。
expEi	文字列	予期する入射エネルギー[meV]。複数同時指定可能（カンマ区切り）。
MonPsd	文字列	ビームモニターとみなす検出器Id。
MonPixel	文字列	ビームモニターとみなす検出器部位の番号。
NumOfPixel	整数	１検出器あたりのPixel数。
Resolution	実数	横軸のBinningの幅の割合 [%]。Resulusion*Ei/100.0 = binning of TOF
PlotFlag	整数	フィッティング結果をMPlotに出すかどうか：しない（0)、する（1）
戻り値	無し

KiKfCorrection

ki/kf補正を行う。

KiKfCorrection(dat)

パラメータ	フォーマット	説明
dat	ElementContainerMatrix	与えるElementContainerMatrix
戻り値	無し	（与えられたElementContainerの中身が置きかわる）

ToPowder

非弾性散乱ElementContainerMatrixデータのPowder平均をとる。Qの範囲とbin幅はElastic軸（Energy Transfer = 0.0）上のものを指定する。戻り値のデータは、QのbinごとにElementContainerに保存され、それらを一つのElementContainerArrayに入れ、ElementContainerMatrixに入れている。

ToPowder(dat,startQ=-1.0,endQ=-1.0,deltaQ=0.0)

パラメータ	フォーマット	説明
dat	ElementContainerMatrix	与えるElementContainerMatrix
startQ	実数	Q軸の範囲の最小値。 -1.0 はデータにおける最小値を利用。
endQ	実数	Q軸の範囲の最大値。 -1.0 はデータにおける最大値を利用。
deltaQ	実数	Q軸のbin幅。
戻り値	ElementContainerMatrix	ElementContainerArrayが一つ入っている。

SavePowderDataToText

与えたElementContainerMatrixデータをテキストファイルに書き出す。

SavePowderDataToText(dat,deltaQ=0.0, path=”./”,filename=”Sample.txt”)

パラメータ	フォーマット	説明
dat	ElementContainerMatrix	与えるElementContainerMatrix
deltaQ	実数	Q軸のbin幅。
path	文字列	データファイルを入れるフォルダ名（デフォルトの ./ はカレントディレクトリ）
filename	文字列	データファイル名。
戻り値	無し

VisContMOutputFigure

VisualContM上でのスライスを行い画像を保存する。

VisContMOutputFigure(dat, param_file=”param.xml”,output_file=”./”,zmin=-1.0,zmax=-1.0)

パラメータ	フォーマット	説明
dat	ElementContainerMatrix	与えるElementContainerMatrix
param_file	文字列	パラメータファイル(XtalParams.xml)のパス（VisualContMで保存されたファイル）
output_file	文字列	出力画像ファイルのバス。
Zmin	実数	強度(z)軸の最小値。
Zmax	実数	強度(z)軸の最大値。
戻り値	無し

VisContMOutputFileByPhi

VisualContM上でのスライスを行い、D4Matrix用のバイナリファイルを作成する。

VisContMOutputFileByPhi(dat, param_file=”param.xml”,phi=0.0,output_file=”./”)

パラメータ	フォーマット	説明
dat	ElementContainerMatrix	与えるElementContainerMatrix
param_file	文字列	パラメータファイル(XtalParams.xml)のパス（VisualContMで保存されたファイル）
phi	実数	UベクトルとVベクトルの平面上での回転 [degree]
output_file	文字列	出力バイナリファイルのバス。
戻り値	無し

RadialCollimatorCorrect

ラジアルコリメータにより発生するバックグランドを補正する。

RadialCollimatorCorrect(dat=DAT,vdat=DAT,integRange=”All”,pixelRange=”All”)

パラメータ	フォーマット	説明
dat	ElementContainerMatrix	補正したいデータ
vdat	ElementContainerMatrix	バックグランド補正用データ(Vanadium data)
integRange	文字列	Vanadium Dataの各Pixelの強度の積分領域の横軸を “All”か”<start>:<end>”で指定する
pixelRange	文字列	Vanadium Dataの強度の積分をどのPixelの領域で行うかを “All”か”<start>:<end>”で指定する
戻り値	無し

GetOrigPixelFromQXtalParam

XtalParamファイルによって与えた結晶情報などを利用し、逆格子空間座標(Q,hw)から検出器Pixelを計算する。

GetOrigPixelFromQXtalParam( XtalParam="XtalParam.xml", Q="1.0,1.0,1.0", Ei=45.56,
                            hw=0.0, runNo=999999, pixNum=100 )

パラメータ	フォーマット	説明
XtalParam	文字列	利用したいXtalParamファイルのパス
Q	文字列	逆算したいQの座標 “<Q1>,<Q2>,<Q3>”
Ei	実数	入射エネルギー
hw	実数	逆算したいエネルギー遷移の値
runNo	整数	対象となるRunNo（検出器の配置がRunNoごとに異なるため）
pixNum	整数	1PSDの分割数（BL01なら100, BL14なら120）
戻り値	無し

GetOrigPixelFromQString

与えた結晶情報などを利用し、逆格子空間座標(Q,hw)から検出器Pixelを計算する。

GetOrigPixelFromQString(
    LatticeConst="4.8,8.4,2.9",LatticeAngles="90.0,90.0,90.0", \
    Uvect="0.0,1.0,0.0",Vvect="0.0,0.0,1.0",RotStep="None", \
    ViewAxis1="1,0,0",ViewAxis2="0,1,0",ViewAxis3="0,0,1", \
    Q="1.0,1.0,1.0",Ei=45.56, hw=0.0, runNo=999999, pixNum=100 )

パラメータ	フォーマット	説明
LatticeConst	文字列	格子定数1 “<a>,<b>,<c>”
LatticeAngles	文字列	格子定数2 “<alpha>,<beta>,<gamma>”
Uvect	文字列	方位情報のUベクトル “<Uh>,<Ul>,<Ul>”
Vvect	文字列	方位情報のVベクトル “<Vh>,<Vl>,<Vl>”
RotStep	文字列	回転情報 “None”:回転なし、”Y:12.3” Y軸中心に12.3度回転
ViewAxis1	文字列	HKLを利用した可視化用座標軸定義 “<h>,<k>,<l>”
ViewAxis2	文字列	HKLを利用した可視化用座標軸定義 “<h>,<k>,<l>”
ViewAxis3	文字列	HKLを利用した可視化用座標軸定義 “<h>,<k>,<l>”
Q	文字列	逆算したいQの座標 “<Q1>,<Q2>,<Q3>”
Ei	実数	入射エネルギー
hw	実数	逆算したいエネルギー遷移の値
runNo	整数	対象となるRunNo（検出器の配置がRunNoごとに異なるため）
pixNum	整数	1PSDの分割数（BL01なら100, BL14なら120）
戻り値	無し

CalcYRotAngleFromQXtalParam

XtalParamファイルによって与えた結晶情報などを利用し、逆格子空間座標(Q,hw)を観測するために必要な回転角度と観測されるPixelを計算する

CalcYRotAngleFromQXtalParam(
    XtalParam="XtalParam.xml", Q="1.0,1.0,1.0",
    Ei=45.56, hw=0.0, runNo=999999, pixNum=100 )

パラメータ	フォーマット	説明
XtalParam	文字列	利用したいXtalParamファイルのパス
Q	文字列	逆算したいQの座標 “<Q1>,<Q2>,<Q3>”
Ei	実数	入射エネルギー
hw	実数	逆算したいエネルギー遷移の値
runNo	整数	対象となるRunNo（検出器の配置がRunNoごとに異なるため）
pixNum	整数	1PSDの分割数（BL01なら100, BL14なら120）
戻り値	無し

サンプルコード

XtalFile="XtalParam.xml"
Cmm.CalcYRotAngleFromQString( XtalParam=XtalFile,Q="2,0.5,-0.5",Ei=26.3, hw=0.0, runNo=33019, pixNum=100 )

実行結果は以下の通り。

Y Rotation Angle= 38.9468996935711
detId, pixel = 198, 17
Y Rotation Angle= -76.41461129041824
 Out of range

CalcYRotAngleFromQString

与えた結晶情報などを利用し、逆格子空間座標(Q,hw)を観測するために必要な回転角度と観測されるPixelを計算する

GetOrigPixelFromQString(
    LatticeConst="4.8,8.4,2.9",LatticeAngles="90.0,90.0,90.0",
    Uvect="0.0,1.0,0.0",Vvect="0.0,0.0,1.0",RotStep="None",
    ViewAxis1="1,0,0",ViewAxis2="0,1,0",ViewAxis3="0,0,1",
    Q="1.0,1.0,1.0",Ei=45.56, hw=0.0, runNo=999999, pixNum=100 )

パラメータ	フォーマット	説明
LatticeConst	文字列	格子定数1 “<a>,<b>,<c>”
LatticeAngles	文字列	格子定数2 “<alpha>,<beta>,<gamma>”
Uvect	文字列	方位情報のUベクトル “<Uh>,<Ul>,<Ul>”
Vvect	文字列	方位情報のVベクトル “<Vh>,<Vl>,<Vl>”
RotStep	文字列	回転情報 “None”:回転なし、”Y:12.3” Y軸中心に12.3度回転
ViewAxis1	文字列	HKLを利用した可視化用座標軸定義 “<h>,<k>,<l>”
ViewAxis2	文字列	HKLを利用した可視化用座標軸定義 “<h>,<k>,<l>”
ViewAxis3	文字列	HKLを利用した可視化用座標軸定義 “<h>,<k>,<l>”
Q	文字列	逆算したいQの座標 “<Q1>,<Q2>,<Q3>”
Ei	実数	入射エネルギー
hw	実数	逆算したいエネルギー遷移の値
runNo	整数	対象となるRunNo（検出器の配置がRunNoごとに異なるため）
pixNum	整数	1PSDの分割数（BL01なら100, BL14なら120）
戻り値	無し

サンプルコード

LC="3.905, 3.905, 3.905"
LA="90.0,90.0,90.0"
UV="1,0,0"
VV="0,0.96,1.04"
VA1="1,0,0"
VA2="0,1,1"
VA3="0,-1,1"
Cmm.CalcYRotAngleFromQString( LatticeConst=LC,LatticeAngles=LA,Uvect=UV,Vvect=VV,RotStep="None",ViewAxis1=VA1,ViewAxis2=VA2,ViewAxis3=VA3,Q="2,0.5,-0.5",Ei=26.3, hw=0.0, runNo=33019, pixNum=100 )

実行結果は以下の通り。

Y Rotation Angle= 38.9468996935711
detId, pixel = 198, 17
Y Rotation Angle= -76.41461129041824
 Out of range

DymPDF

非弾性Powderデータを入力とし、内部で運動量遷移方向にスライスし、動的対相関関数による処理を行う。結果は横軸 r 、縦軸 hw の2次元データとなる。

DymPDF( DAT=DAT, hwSlice="0.2,1.0,12.5", rRange="0.1,40.0",
        magFFa="0.4220,17.684", magFFb="0.5948,6.005",
        magFFc="0.0043,-0.609",magFFd="-0.0219", CF=74.84,
        isXaxisR=True )

パラメータ	フォーマット	説明
DAT	ElementContainerMatrix	対象となるPowderデータ（Powder処理済み）
hwSlice	文字列	hw方向の分割情報 “<delta-hw>, <hw-min>, <hw-max>”
rRange	文字列	実空間方向の情報 “<min>,<max>”
magFFa	文字列	Magnetic Form Factor 情報1
magFFb	文字列	Magnetic Form Factor 情報2
magFFc	文字列	Magnetic Form Factor 情報3
magFFd	文字列	Magnetic Form Factor 情報4
CF	実数	強度補正因子
isXaxisR	bool	計算結果の2次元データの横軸を距離にするか(True)、 エネルギー遷移にするか(False)
戻り値	ElementContainerArray

未実装・使用頻度の低いもの

TofToEnergyTransfer

TOFのヒストグラムをエネルギー遷移のデータへ変換する。

TofToEnergyTransfer(dat,Ei=-1.0,L1=Def_L1,t0shift=0.0,deltaE=0.0,EminRate=0.9,EmaxRate=0.9)

パラメータ	フォーマット	説明
dat	ElementContainerMatrix	与えるElementContainerMatrix
Ei	実数	入射エネルギー [meV]
L1	実数	L1 [m] ：線源と試料との間の距離.。
t0shift	実数	TOFの原点のオフセット値 [micro-sec]。
deltaE	実数	Energy Transfer軸のbin幅 [meV]。
EminRate	実数	Energy Transfer軸の最小値をEiの割合（0.0< EminRate <1.0）で示したもの。
EmaxRate	実数	Energy Transfer軸の最大値をEiの割合（0.0< EmaxRate <1.0）で示したもの。
戻り値	無し

TofToEnergyTransferStrict

TOFのヒストグラムをエネルギー遷移のデータへ変換する（明確なエネルギー範囲を指定可）。

TofToEnergyTransferStrict(dat,Ei=-1.0,L1=Def_L1,t0shift=0.0,Emin=-10.0,Emax=10.0,deltaE=0.0)

パラメータ	フォーマット	説明
dat	ElementContainerMatrix	与えるElementContainerMatrix
Ei	実数	入射エネルギー [meV]
L1	実数	L1 [m] ：線源と試料との間の距離.。
t0shift	実数	TOFの原点のオフセット値 [micro-sec]。
deltaE	実数	Energy Transfer軸のbin幅 [meV]。
Emin	実数	Energy Transfer軸の最小値 [meV]。
Emax	実数	Energy Transfer軸の最大値 [meV]。
戻り値	無し

MakeWhiteVanCorr

（未実装）White Vanadiumの測定データから補正用データを作成する。

WhiteVanCorr

（未実装）White Vanadiumの補正用データでの補正。

装置用処理・その他

AppendRawDataFiles

複数のRaw Data（イベントデータ）を結合し、別データとして保存する。

AppendRawDataFiles(OutRunNo=990000,outDataPath=”-“,RunNo1=0,RunNo2=0,RunNo3=0,RunNo4=0,RunNo5=0,RunNo6=0)

パラメータ	フォーマット	説明
OutRunNo	整数	保存するデータのRunNo。このRunNoを名前に含んだフォルダを作成する。
outDataPath	文字列	出力先フォルダ。この中にOutRunNoの名前を含んだデータフォルダが保存される。
RunNo1	整数	結合するRunNo #1
RunNo2	整数	結合するRunNo #2
RunNo3	整数	結合するRunNo #3
RunNo4	整数	結合するRunNo #4
RunNo5	整数	結合するRunNo #5
RunNo6	整数	結合するRunNo #6
戻り値	無し

CheckDataProcess

データ処理の履歴管理用関数。

CopyData

装置において、DAQ PC上のRaw Dataを解析PCへ集約・コピーする。各DAQ CPU上にあるデータを/data/XXX以下へ持ってくるための関数を実行する。測定中のデータおよび測定後のデータは、各DAQ CPUに分散して保存されているため、これらを解析するためには１ヶ所に集める必要がある。そのための関数である。（DR.CopyDataと全く同等）

CopyData(first_run=10,last_run=-1,flag=0)

パラメータ	タイプ	説明
runNo	正の整数(UInt4)	コピーしたいRun number
flag	正の整数(UInt4)	通常は省略、コピーではなくシンボリックリンクにするときは１
戻り値	なし	なし

CopyIroha2Params

装置において、IROHA2 PC上のLog, Paramデータを解析PCへ集約・コピーする。

MakeRunList

装置において、Run No, 測定時間、温度、ゴニオ角度などの情報をリスト化する。