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Viewing changes to include/OpenMS/ANALYSIS/MAPMATCHING/StablePairFinder.h

  • Committer: Package Import Robot
  • Author(s): Filippo Rusconi
  • Date: 2012-11-12 15:58:12 UTC
  • Revision ID: package-import@ubuntu.com-20121112155812-vr15wtg9b50cuesg
Tags: upstream-1.9.0
ImportĀ upstreamĀ versionĀ 1.9.0

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Lines of Context:
 
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// -*- mode: C++; tab-width: 2; -*-
 
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// vi: set ts=2:
 
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//
 
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// --------------------------------------------------------------------------
 
5
//                   OpenMS Mass Spectrometry Framework
 
6
// --------------------------------------------------------------------------
 
7
//  Copyright (C) 2003-2011 -- Oliver Kohlbacher, Knut Reinert
 
8
//
 
9
//  This library is free software; you can redistribute it and/or
 
10
//  modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
 
11
//  License as published by the Free Software Foundation; either
 
12
//  version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
 
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//
 
14
//  This library is distributed in the hope that it will be useful,
 
15
//  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 
16
//  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
 
17
//  Lesser General Public License for more details.
 
18
//
 
19
//  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
 
20
//  License along with this library; if not, write to the Free Software
 
21
//  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
 
22
//
 
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// --------------------------------------------------------------------------
 
24
// $Maintainer: Clemens Groepl $
 
25
// $Authors: $
 
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// --------------------------------------------------------------------------
 
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28
#ifndef OPENMS_ANALYSIS_MAPMATCHING_STABLEPAIRFINDER_H
 
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#define OPENMS_ANALYSIS_MAPMATCHING_STABLEPAIRFINDER_H
 
30
 
 
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#include <OpenMS/ANALYSIS/MAPMATCHING/BaseGroupFinder.h>
 
32
 
 
33
namespace OpenMS
 
34
{
 
35
  /**
 
36
   @brief This class implements a pair finding algorithm for consensus features.
 
37
 
 
38
   It offers a method to determine pairs across two consensus maps. The corresponding consensus features must be aligned, but may have small position deviations.
 
39
 
 
40
         The distance measure is implemented in class @ref FeatureDistance - see there for details.
 
41
 
 
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         <B> Additional criteria for pairing </B>
 
43
 
 
44
         Depending on parameter @p use_identifications, peptide identifications annotated to the features may have to be compatible (i.e. no annotation or the same annotation) for a pairing to occur.
 
45
 
 
46
   Stability criterion: The distance to the nearest neighbor must be smaller than the distance to the second-nearest neighbor by a certain factor, see parameter @p second_nearest_gap. There is a non-trivial relation between this parameter and the maximum allowed difference (in RT or m/z) of the distance measure: If @p second_nearest_gap is greater than one, lowering @p max_difference may in fact lead to more - rather than fewer - pairings, because it increases the distance difference between the nearest and the second-nearest neighbor, so that the constraint imposed by @p second_nearest_gap may be fulfilled more often.
 
47
 
 
48
         <B> Quality calculation </B>
 
49
 
 
50
         The quality of a pairing is computed from the distance between the paired elements (nearest neighbors) and the distances to the second-nearest neighbors of both elements, according to the formula:
 
51
 
 
52
         @f[
 
53
         q_{i,j} = \big( 1 - d_{i,j} \big) \cdot 
 
54
         \big( 1 - \frac{g \cdot d_{i,j}}{d_{2,i}} \big) \cdot
 
55
         \big( 1 - \frac{g \cdot d_{i,j}}{d_{2,j}} \big) \cdot
 
56
         @f]
 
57
 
 
58
         @f$ q_{i,j} @f$ is the quality of the pairing of elements @em i and @em j, @f$ d_{i,j} @f$ is the distance between the two, @f$ d_{2,i} @f$ and @f$d_{2,j} @f$ are the distances to the second-nearest neighbors of @em i and @em j, respectively, and @em g is the factor defined by parameter @p second_nearest_gap.
 
59
 
 
60
         Note that by the definition of the distance measure, @f$ 0 \leq d_{i,j} \leq 1 @f$ if @em i and @em j are to form a pair. The criteria for pairing further require that @f$ g \cdot d_{i,j} \leq d_{2,i} @f$ and @f$ g \cdot d_{i,j} \leq d_{2,j} @f$. This ensures that the resulting quality is always between one (best) and zero (worst).
 
61
 
 
62
         For the final quality @em q of the consensus feature produced by merging two paired elements (@em i and @em j), the existing quality values of the two elements are taken into account. The final quality is a weighted average of the existing qualities (@f$ q_i @f$ and @f$ q_j @f$) and the quality of the pairing (@f$ q_{i,j} @f$, see above):
 
63
 
 
64
         @f[
 
65
         q = \frac{q_{i,j} + (s_i - 1) \cdot q_i + (s_j - 1) \cdot q_j}{s_i + s_j - 1}
 
66
         @f]
 
67
 
 
68
         The weighting factors @f$ s_i @f$ and @f$ s_j @f$ are the sizes (i.e. numbers of subelements) of the two consensus features @em i and @em j. That way, it is possible to link several feature maps to a growing consensus map in a stepwise fashion (as done by @ref FeatureGroupingAlgorithmUnlabeled), and in the end obtain quality values that incorporate the qualities of all pairings that occurred during the generation of a consensus feature. Note that "missing" elements (if a consensus feature does not contain sub-features from all input maps) are not punished in this definition of quality.
 
69
 
 
70
   @htmlinclude OpenMS_StablePairFinder.parameters
 
71
 
 
72
   @ingroup FeatureGrouping
 
73
   */
 
74
  class OPENMS_DLLAPI StablePairFinder : public BaseGroupFinder
 
75
  {
 
76
    public:
 
77
 
 
78
      ///Base class
 
79
      typedef BaseGroupFinder Base;
 
80
 
 
81
      /// Constructor
 
82
      StablePairFinder();
 
83
 
 
84
      /// Destructor
 
85
      virtual
 
86
      ~StablePairFinder()
 
87
      {
 
88
      }
 
89
 
 
90
      /// Returns an instance of this class
 
91
      static BaseGroupFinder*
 
92
      create()
 
93
      {
 
94
        return new StablePairFinder();
 
95
      }
 
96
 
 
97
      /// Returns the name of this module
 
98
      static const String
 
99
      getProductName()
 
100
      {
 
101
        return "stable";
 
102
      }
 
103
 
 
104
      /**
 
105
       @brief Run the algorithm
 
106
 
 
107
       @note Exactly two @em input maps must be provided.
 
108
 
 
109
       @exception Exception::IllegalArgument is thrown if the input data is not valid.
 
110
       */
 
111
      void run(const std::vector<ConsensusMap>& input_maps, 
 
112
                                                         ConsensusMap &result_map );
 
113
 
 
114
    protected:
 
115
 
 
116
      ///@name Internal helper classes and enums
 
117
      //@{
 
118
      enum
 
119
      {
 
120
        RT = Peak2D::RT,
 
121
        MZ = Peak2D::MZ
 
122
      };
 
123
      //@}
 
124
 
 
125
      //docu in base class
 
126
      virtual void
 
127
      updateMembers_();
 
128
 
 
129
                        /**
 
130
                                 @brief Checks if the peptide IDs of two features are compatible.
 
131
 
 
132
                                 A feature without identification is always compatible. Otherwise, two features are compatible if the best peptide hits of their identifications have the same sequences.
 
133
                        */
 
134
                        bool compatibleIDs_(const ConsensusFeature& feat1, 
 
135
                                                                                                        const ConsensusFeature& feat2) const;
 
136
 
 
137
      /// The distance to the second nearest neighbors must be by this factor larger than the distance to the matched element itself.
 
138
      DoubleReal second_nearest_gap_;
 
139
 
 
140
                        /// Only match if peptide IDs are compatible?
 
141
                        bool use_IDs_;
 
142
  };
 
143
 
 
144
} // namespace OpenMS
 
145
 
 
146
#endif  // OPENMS_ANALYSIS_MAPMATCHING_STABLEPAIRFINDER_H
 
147
 
 
148
/*
 
149
 
 
150
 gnuplot history - how the plot was created - please do not delete this receipt
 
151
 
 
152
 f(x,intercept,exponent)=1/(1+(abs(x)*intercept)**exponent)
 
153
 set terminal postscript enhanced color
 
154
 set output "choosingstablepairfinderparams.ps"
 
155
 set size ratio .3
 
156
 plot [-3:3] [0:1] f(x,1,1), f(x,2,1), f(x,1,2), f(x,2,2)
 
157
 
 
158
 */