ILTpy Demo

import%20marimo%0A%0A__generated_with%20%3D%20%220.15.0%22%0Aapp%20%3D%20marimo.App(app_title%3D%22ILTpy%20Demo%22)%0A%0Awith%20app.setup(hide_code%3DTrue)%3A%0A%20%20%20%20%23%20Initialization%20code%20that%20runs%20before%20all%20other%20cells%0A%20%20%20%20import%20marimo%20as%20mo%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20%23%20This%20file%20is%20part%20of%20ILTpy%20documentation.%0A%20%20%20%20%23%20Author%20%3A%20%20Dr.%20Davis%20Thomas%20Daniel%0A%0A%20%20%20%20%23%20!!!%20Initial%20setup%20might%20take%20a%20while%20when%20running%20for%20the%20first%20time%20in%20your%20browser.%20!!!%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20%23%20micropip%0A%20%20%20%20import%20micropip%20%0A%20%20%20%20return%20(micropip%2C)%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20mo.md(%0A%20%20%20%20%20%20%20%20r%22%22%22%0A%20%20%20%20%23%20**ILTpy**%20demo%0A%0A%20%20%20%20%3Cdiv%20align%3D%22center%22%3E%0A%20%20%20%20%3Cimg%20src%3D%22https%3A%2F%2Fapps.fz-juelich.de%2Filtpy%2F_static%2Filtpy_logo.png%22%20width%3D%2230%25%22%3E%0A%20%20%20%20%3C%2Fdiv%3E%0A%0A%20%20%20%20*%20This%20live%20notebook%20(WebAssembly%20notebook)%20allows%20you%20to%20try%20**ILTpy**%20in%20your%20web%20browser%20before%20installing%20it%20locally.%0A%20%20%20%20*%20Initial%20setup%20**might%20take%20a%20while%2C%20especially%20when%20running%20for%20the%20first%20time%20in%20your%20browser.**%0A%20%20%20%20*%20Heavy%20computations%20should%20not%20be%20attempted%20as%20only%20minimal%20computational%20resources%20are%20available%20in%20this%20instance.%0A%20%20%20%20*%20All%20variables%20are%20lost%20on%20page%20reload.%0A%20%20%20%20*%20Use%20**Shift%2BEnter**%20to%20run%20each%20cell%20and%20move%20to%20the%20next%20cell%20sequentially%20or%20use%20buttons%20near%20to%20each%20cell.%0A%20%20%20%20*%20Example%20code%20to%20try%20**ILTpy**%20is%20already%20provided%20as%20editable%20sections%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20*%20We%20first%20generate%20some%20noisy%20synthetic%20data%20using%20a%20stretched%20exponential%20function%20in%20the%20%22Generate%20Synthetic%20data%22%20section.%0A%20%20%20%20%20%20%20%20*%20Then%2C%20we%20invert%20the%20data%20using%20**ILTpy**%20in%20the%20%22ILTpy%20workflow%22%20section.%0A%20%20%20%20%22%22%22%0A%20%20%20%20)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22**Please%20wait%20while%20ILTpy%20demo%20is%20being%20set%20up%20....**%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Aasync%20def%20_(micropip)%3A%0A%20%20%20%20%23%20install%20ilt-py-lib%20and%20matplotlib%20from%20PyPi.%0A%0A%20%20%20%20await%20micropip.install(%5B%22ilt-py-lib%22%2C%22matplotlib%22%5D)%20%20%23%20noqa%3A%20F704%0A%20%20%20%20%23%20hide%20tqdm%20warning%0A%20%20%20%20from%20tqdm%20import%20TqdmMonitorWarning%0A%20%20%20%20import%20warnings%0A%20%20%20%20warnings.simplefilter(%22ignore%22%2CTqdmMonitorWarning)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22**Setup%20complete.%20Running%20demo.**%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%23%23%20Generate%20synthetic%20data%20(1D%20data)%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%23%23%23%23%20Function%20to%20generate%20synthetic%20data%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20import%20numpy%20as%20np%0A%20%20%20%20import%20matplotlib.pyplot%20as%20plt%0A%0A%20%20%20%20%23%20Define%20a%20function%20to%20generate%20synthetic%20exponential%20data%0A%20%20%20%20def%20kww(t%2C%20taus%2C%20betas%2C%20amps)%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20return%20sum(a%20*%20np.exp(-(t%20%2F%20tau)%20**%20b)%20for%20tau%2C%20b%2C%20a%20in%20zip(taus%2C%20betas%2C%20amps))%0A%20%20%20%20return%20kww%2C%20np%2C%20plt%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%23%23%23%23%20Define%20time%20vector%2C%20components%20and%20amplitudes%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(kww%2C%20np)%3A%0A%20%20%20%20%23%20Time%20vector%20(input%20sampling%20points)%0A%20%20%20%20t_syn%20%3D%20np.logspace(-1%2C%203%2C1024)%0A%0A%20%20%20%20%23%20Simulate%20data%20with%20two%20components%20at%2010%20and%20100%20with%20different%20amplitudes%0A%20%20%20%20%23%20If%20you%20like%2C%20you%20can%20try%20changing%20the%20amplitude%20and%20taus%0A%20%20%20%20%23%20adjust%20variables%20t_syn%20and%20tau%20appropriately%20if%20you%20make%20changes.%0A%20%20%20%20data_syn%20%3D%20kww(t_syn%2C%20taus%3D%5B10%2C100%5D%2C%20betas%3D%5B1%2C%201%5D%2C%20amps%3D%5B1%2C%200.5%5D)%0A%0A%20%20%20%20%23%20Add%20noise%20to%20the%20simulated%20data%0A%20%20%20%20noise_level%20%3D%200.01%0A%20%20%20%20np.random.seed(2505)%20%23%20change%20this%20to%20get%20different%20noise%20vectors%0A%20%20%20%20data_syn%20%3D%20data_syn%20%2B%20np.random.randn(t_syn.size)*noise_level%20%20%23%20noqa%3A%20F821%0A%0A%20%20%20%20%23%20scale%20data%20so%20that%20noise%20variance%20is%201%20before%20analysis%20using%20ILTpy%0A%20%20%20%20data_syn%20%3D%20data_syn%2Fnoise_level%0A%0A%20%20%20%20%23%20check%20size%20of%20the%20generated%20data%0A%20%20%20%20print(f%22Size%20of%20synthetic%20data%20%3A%20%7Bdata_syn.size%7D%22)%23%20plot%20the%20synthetic%20data%0A%20%20%20%20return%20data_syn%2C%20t_syn%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%23%23%23%23%20Visualize%20the%20synthetic%20data%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(data_syn%2C%20plt%2C%20t_syn)%3A%0A%20%20%20%20fig1%2Cax1%20%3D%20plt.subplots()%0A%20%20%20%20ax1.plot(t_syn%2Cdata_syn%2Clabel%3D%22Synthetic%20data%22%2Ccolor%3D%22%23eb5f73%22)%0A%20%20%20%20ax1.set_xlabel(%22t%22)%0A%20%20%20%20ax1.set_yticks(%5B%5D)%0A%20%20%20%20_%3Dax1.legend()%0A%20%20%20%20return%20(fig1%2C)%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(fig1)%3A%0A%20%20%20%20fig1%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%23%23%20ILTpy%20workflow%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%23%23%23%23%20Import%20**ILTpy**%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20%23%20Import%20ILTpy%0A%20%20%20%20import%20iltpy%20as%20ilt%0A%20%20%20%20print(f%22ILTpy%20version%20%3A%20%7Bilt.__version__%7D%22)%0A%20%20%20%20return%20(ilt%2C)%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%23%23%23%23%20Load%20data%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(data_syn%2C%20ilt%2C%20t_syn)%3A%0A%20%20%20%20%23%20Load%20the%20data%20into%20iltpy%20using%20iltload%0A%20%20%20%20%23%20data_syn%20and%20t_syn%20are%20numpy%20arrays%20with%20the%20data%20and%20the%20sampling%20vector%20which%20were%20generated%20above.%0A%20%20%20%20synILT%20%3D%20ilt.iltload(data%3Ddata_syn%2C%20t%3Dt_syn)%0A%20%20%20%20return%20(synILT%2C)%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%23%23%23%23%20Initialize%20and%20invert%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(ilt%2C%20np%2C%20synILT)%3A%0A%20%20%20%20%23%20Specify%20parameters%20and%20%20initialize%20inversion%0A%20%20%20%20tau%20%3D%20np.logspace(-1%2C%204%2C%20100)%20%20%23%20define%20output%20sampling%20points%0A%0A%20%20%20%20%23%20initialize%20with%20tau%20and%20kernel%0A%20%20%20%20synILT.init(tau%3Dtau%2C%20kernel%3Dilt.Exponential())%0A%0A%20%20%20%20%23%20Perform%20inversion%0A%20%20%20%20synILT.invert()%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%23%23%23%23%20Visualize%20the%20results%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(synILT)%3A%0A%20%20%20%20%23%20Plot%20the%20results%0A%20%20%20%20from%20iltpy.output.plotting%20import%20iltplot%0A%20%20%20%20fig%2Cax%20%3D%20iltplot(synILT)%0A%20%20%20%20return%20(fig%2C)%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(fig)%3A%0A%0A%20%20%20%20fig%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20mo.md(%0A%20%20%20%20%20%20%20%20r%22%22%22%0A%20%20%20%20*%20As%20expected%2C%20the%20distribution%20(bottom)%20shows%20two%20components%20at%2010%20and%20100.%0A%20%20%20%20*%20The%20fit%20looks%20optimal%20(top-left)%20and%20the%20residuals%20(top-right)%20are%20random%2C%20devoid%20of%20any%20systematic%20features%20and%20has%20zero%20mean%20indicating%20a%20successful%20inversion%20and%20compatible%20kernel.%0A%20%20%20%20%22%22%22%0A%20%20%20%20)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20mo.md(%0A%20%20%20%20%20%20%20%20r%22%22%22%0A%20%20%20%20Check%20out%20**ILTpy**'s%20complete%20documentation%20here%20%3A%20https%3A%2F%2Fapps.fz-juelich.de%2Filtpy%0A%0A%20%20%20%20For%20more%20examples%2C%20see%20%5Bhere%5D(https%3A%2F%2Fapps.fz-juelich.de%2Filtpy%2FExamples.html).%0A%20%20%20%20%22%22%22%0A%20%20%20%20)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0Aif%20__name__%20%3D%3D%20%22__main__%22%3A%0A%20%20%20%20app.run()%0A