jalview/viewmodel/PCAModel.java

   1 /*
   2  * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer ($$Version-Rel$$)
   3  * Copyright (C) $$Year-Rel$$ The Jalview Authors
   4  *
   5  * This file is part of Jalview.
   6  *
   7  * Jalview is free software: you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   9  * as published by the Free Software Foundation, either version 3
  10  * of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * Jalview is distributed in the hope that it will be useful, but
  13  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty
  14  * of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR
  15  * PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  * along with Jalview.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  19  * The Jalview Authors are detailed in the 'AUTHORS' file.
  20  */
  21 package jalview.viewmodel;
  22
  23 import jalview.analysis.PCA;
  24 import jalview.api.RotatableCanvasI;
  25 import jalview.api.analysis.ScoreModelI;
  26 import jalview.api.analysis.SimilarityParamsI;
  27 import jalview.datamodel.AlignmentView;
  28 import jalview.datamodel.SequenceI;
  29 import jalview.datamodel.SequencePoint;
  30
  31 import java.util.Vector;
  32
  33 public class PCAModel
  34 {
  35   private volatile PCA pca;
  36
  37   int top;
  38
  39   AlignmentView seqstrings;
  40
  41   SequenceI[] seqs;
  42
  43   /*
  44    * Name of score model used to calculate PCA
  45    */
  46   ScoreModelI scoreModel;
  47
  48   private boolean nucleotide = false;
  49
  50   private Vector<SequencePoint> points;
  51
  52   private SimilarityParamsI similarityParams;
  53
  54   /**
  55    * Constructor given sequence data, score model and score calculation
  56    * parameter options.
  57    *
  58    * @param seqData
  59    * @param sqs
  60    * @param nuc
  61    * @param modelName
  62    * @param params
  63    */
  64   public PCAModel(AlignmentView seqData, SequenceI[] sqs, boolean nuc,
  65           ScoreModelI modelName,
  66           SimilarityParamsI params)
  67   {
  68     seqstrings = seqData;
  69     seqs = sqs;
  70     nucleotide = nuc;
  71     scoreModel = modelName;
  72     similarityParams = params;
  73   }
  74
  75   public void run()
  76   {
  77     pca = new PCA(seqstrings, scoreModel, similarityParams);
  78     pca.run();
  79
  80     // Now find the component coordinates
  81     int ii = 0;
  82
  83     while ((ii < seqs.length) && (seqs[ii] != null))
  84     {
  85       ii++;
  86     }
  87
  88     int height = pca.getHeight();
  89     // top = pca.getM().height() - 1;
  90     top = height - 1;
  91
  92     points = new Vector<SequencePoint>();
  93     float[][] scores = pca.getComponents(top - 1, top - 2, top - 3, 100);
  94
  95     for (int i = 0; i < height; i++)
  96     {
  97       SequencePoint sp = new SequencePoint(seqs[i], scores[i]);
  98       points.addElement(sp);
  99     }
 100   }
 101
 102   public void updateRc(RotatableCanvasI rc)
 103   {
 104     rc.setPoints(points, pca.getHeight());
 105   }
 106
 107   public boolean isNucleotide()
 108   {
 109     return nucleotide;
 110   }
 111
 112   public void setNucleotide(boolean nucleotide)
 113   {
 114     this.nucleotide = nucleotide;
 115   }
 116
 117   /**
 118    *
 119    *
 120    * @return index of principle dimension of PCA
 121    */
 122   public int getTop()
 123   {
 124     return top;
 125   }
 126
 127   /**
 128    * update the 2d coordinates for the list of points to the given dimensions
 129    * Principal dimension is getTop(). Next greatest eigenvector is getTop()-1.
 130    * Note - pca.getComponents starts counting the spectrum from rank-2 to zero,
 131    * rather than rank-1, so getComponents(dimN ...) == updateRcView(dimN+1 ..)
 132    *
 133    * @param dim1
 134    * @param dim2
 135    * @param dim3
 136    */
 137   public void updateRcView(int dim1, int dim2, int dim3)
 138   {
 139     // note: actual indices for components are dim1-1, etc (patch for JAL-1123)
 140     float[][] scores = pca.getComponents(dim1 - 1, dim2 - 1, dim3 - 1, 100);
 141
 142     for (int i = 0; i < pca.getHeight(); i++)
 143     {
 144       points.elementAt(i).coord = scores[i];
 145     }
 146   }
 147
 148   public String getDetails()
 149   {
 150     return pca.getDetails();
 151   }
 152
 153   public AlignmentView getSeqtrings()
 154   {
 155     return seqstrings;
 156   }
 157
 158   public String getPointsasCsv(boolean transformed, int xdim, int ydim,
 159           int zdim)
 160   {
 161     StringBuffer csv = new StringBuffer();
 162     csv.append("\"Sequence\"");
 163     if (transformed)
 164     {
 165       csv.append(",");
 166       csv.append(xdim);
 167       csv.append(",");
 168       csv.append(ydim);
 169       csv.append(",");
 170       csv.append(zdim);
 171     }
 172     else
 173     {
 174       for (int d = 1, dmax = pca.component(1).length; d <= dmax; d++)
 175       {
 176         csv.append("," + d);
 177       }
 178     }
 179     csv.append("\n");
 180     for (int s = 0; s < seqs.length; s++)
 181     {
 182       csv.append("\"" + seqs[s].getName() + "\"");
 183       double fl[];
 184       if (!transformed)
 185       {
 186         // output pca in correct order
 187         fl = pca.component(s);
 188         for (int d = fl.length - 1; d >= 0; d--)
 189         {
 190           csv.append(",");
 191           csv.append(fl[d]);
 192         }
 193       }
 194       else
 195       {
 196         // output current x,y,z coords for points
 197         fl = getPointPosition(s);
 198         for (int d = 0; d < fl.length; d++)
 199         {
 200           csv.append(",");
 201           csv.append(fl[d]);
 202         }
 203       }
 204       csv.append("\n");
 205     }
 206     return csv.toString();
 207   }
 208
 209   /**
 210    *
 211    * @return x,y,z positions of point s (index into points) under current
 212    *         transform.
 213    */
 214   public double[] getPointPosition(int s)
 215   {
 216     double pts[] = new double[3];
 217     float[] p = points.elementAt(s).coord;
 218     pts[0] = p[0];
 219     pts[1] = p[1];
 220     pts[2] = p[2];
 221     return pts;
 222   }
 223
 224   public String getScoreModelName()
 225   {
 226     return scoreModel == null ? "" : scoreModel.getName();
 227   }
 228
 229   public void setScoreModel(ScoreModelI sm)
 230   {
 231     this.scoreModel = sm;
 232   }
 233
 234 }