import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from scipy.signal import savgol_filter import matplotlib import sys from PyQt6.QtWidgets import ( QApplication, QMainWindow, QWidget, QVBoxLayout, QHBoxLayout, QGroupBox, QLabel, QLineEdit, QPushButton, QFileDialog, QMessageBox, QScrollArea, QTextEdit, QGridLayout # 💡 修正: QGridLayoutを追加 ) from PyQt6.QtCore import Qt from PyQt6.QtGui import QFont # MatplotlibのバックエンドをQtに変更 # 注意：使用環境にMS Gothicがない場合は、適宜変更してください try: matplotlib.rcParams['font.family'] = 'MS Gothic' except: pass matplotlib.use('QtAgg') # --- 解析機能（クラス外で定義） --- def read_xrd_data(filepath, xrange_analysis): x, y = [], [] try: with open(filepath, 'r', encoding='utf-8') as f: for line in f: if line.strip(): parts = line.strip().split('\t') if len(parts) == 2: try: x_val = float(parts[0]) y_val = float(parts[1]) if x_val < xrange_analysis[0] or x_val > xrange_analysis[1]: continue x.append(x_val) y.append(y_val) except ValueError: continue except FileNotFoundError: raise FileNotFoundError(f"ファイルが見つかりません: {filepath}") if not x: raise ValueError(f"ファイル {filepath} に有効なデータがありません。") return np.array(x), np.array(y) def fit_background(x_bg, y_bg, x_cal, norder): if len(x_bg) < norder + 1: raise ValueError(f"BGフィットのデータ点数が多項式次数({norder}+1)より少ないです。範囲設定を見直してください。") coeffs = np.polyfit(x_bg, y_bg, deg=norder) return np.polyval(coeffs, x_cal) def extract(x, y, ranges): mask = np.zeros_like(x, dtype=bool) for r in ranges: mask |= (x >= r[0]) & (x <= r[1]) return x[mask], y[mask] class XRDAnalyzerApp(QMainWindow): def __init__(self): super().__init__() self.setWindowTitle("XRDスペクトル解析 GUI (PyQt6)") self.setGeometry(100, 100, 800, 600) self.data = {} # 中央ウィジェットの設定 central_widget = QWidget() self.setCentralWidget(central_widget) # メインレイアウト (垂直方向) main_layout = QVBoxLayout(central_widget) # ログエリア self.log_text = QTextEdit() self.log_text.setFont(QFont("Consolas", 10)) self.log_text.setReadOnly(True) self.log_text.setMaximumHeight(100) # ⚙️ 設定パネル settings_group = self._create_settings_group() # 🏃 実行ボタン process_button = QPushButton("🚀 データ処理実行") process_button.setStyleSheet("background-color: #4CAF50; color: white; font-weight: bold; padding: 10px;") process_button.clicked.connect(self.process_data) # 📊 結果表示ボタン result_group = self._create_result_group() # レイアウトに追加 main_layout.addWidget(settings_group) main_layout.addWidget(process_button) main_layout.addWidget(result_group) main_layout.addWidget(QLabel("ログ:")) main_layout.addWidget(self.log_text) self.log("初期化完了。解析設定を確認してください。") def _create_settings_group(self): group = QGroupBox("⚙️ 解析設定") layout = QVBoxLayout() grid = QGridLayout() # 💡 修正: QGridLayoutが利用可能 # 1. ファイル設定 (LineEditはクラスの属性として保持) self.infile1_edit = self._create_file_entry(grid, 0, "ファイル1 (基板):", "Eagle基板.TXT", self.browse_file1) self.infile2_edit = self._create_file_entry(grid, 1, "ファイル2 (試料):", "試料1_a-GeO2_eagle.TXT", self.browse_file2) # 2. 平滑化設定 self.nsmooth_edit = self._create_param_entry(grid, 2, "平滑化点数 (nsmooth):", "15", "（奇数）") self.norder_smooth_edit = self._create_param_entry(grid, 3, "平滑化次数:", "2") # 3. 分析範囲 self.xrange_min_edit = self._create_param_entry(grid, 4, "分析範囲 (2θ min):", "10.0") self.xrange_max_edit = self._create_param_entry(grid, 5, "分析範囲 (2θ max):", "50.0") # 4. BGフィット設定 self.norder_bg_edit = self._create_param_entry(grid, 6, "BG多項式次数:", "3") self.bg_ranges_edit = self._create_param_entry(grid, 7, "BGフィット範囲(str):", "(10, 11), (40, 50)") layout.addLayout(grid) group.setLayout(layout) return group def _create_file_entry(self, grid, row, label_text, default_text, connect_func): label = QLabel(label_text) line_edit = QLineEdit(default_text) # 💡 QLineEditの初期値はここで設定される button = QPushButton("参照") button.clicked.connect(connect_func) # PyQt6では、QLabel, QLineEdit, QPushButtonがQGridLayoutに追加される grid.addWidget(label, row, 0) grid.addWidget(line_edit, row, 1, 1, 3) # colspan=3 grid.addWidget(button, row, 4) return line_edit def _create_param_entry(self, grid, row, label_text, default_text, hint=""): label = QLabel(label_text) line_edit = QLineEdit(default_text) hint_label = QLabel(hint) grid.addWidget(label, row, 0) grid.addWidget(line_edit, row, 1) grid.addWidget(hint_label, row, 2, alignment=Qt.AlignmentFlag.AlignLeft) return line_edit def _create_result_group(self): group = QGroupBox("📊 結果表示") layout = QHBoxLayout() # 生データとBGスペクトル raw_bg_button = QPushButton("生データとBGスペクトル") raw_bg_button.clicked.connect(lambda: self.plot_result("raw_bg")) layout.addWidget(raw_bg_button) # 規格化スペクトル normalized_button = QPushButton("規格化スペクトル") normalized_button.clicked.connect(lambda: self.plot_result("normalized")) layout.addWidget(normalized_button) # 差スペクトル diff_button = QPushButton("差スペクトル") diff_button.clicked.connect(lambda: self.plot_result("difference")) layout.addWidget(diff_button) group.setLayout(layout) return group # --- ファイル参照メソッド --- def browse_file1(self): filepath, _ = QFileDialog.getOpenFileName(self, "ファイル1 (基板) を選択", "", "TXT files (*.TXT);;Text files (*.txt);;All files (*.*)") if filepath: self.infile1_edit.setText(filepath) # 💡 QLineEdit.setText() で即座に表示が更新される self.log(f"ファイル1設定: {filepath}") def browse_file2(self): filepath, _ = QFileDialog.getOpenFileName(self, "ファイル2 (試料) を選択", "", "TXT files (*.TXT);;Text files (*.txt);;All files (*.*)") if filepath: self.infile2_edit.setText(filepath) # 💡 QLineEdit.setText() で即座に表示が更新される self.log(f"ファイル2設定: {filepath}") # --- ログ出力メソッド --- def log(self, message): self.log_text.append(message) # --- 設定値のパース --- def parse_config(self): try: # QLineEdit.text() から直接値を取得 cfg = { "infile1": self.infile1_edit.text(), "infile2": self.infile2_edit.text(), "nsmooth": int(self.nsmooth_edit.text()), "norder_smooth": int(self.norder_smooth_edit.text()), "xrange_analysis": [float(self.xrange_min_edit.text()), float(self.xrange_max_edit.text())], "norder_bg": int(self.norder_bg_edit.text()), } # nsmoothは奇数チェック if cfg["nsmooth"] % 2 == 0: raise ValueError("平滑化点数 (nsmooth) は奇数である必要があります。") # x範囲のチェック if cfg["xrange_analysis"][0] >= cfg["xrange_analysis"][1]: raise ValueError("分析範囲の下限が上限以上になっています。") # BG範囲文字列をパース bg_ranges_str = self.bg_ranges_edit.text() bg_ranges = [] for item in bg_ranges_str.replace(" ", "").split('),'): if item: clean_item = item.strip('()') if ',' in clean_item: parts = clean_item.split(',') bg_ranges.append((float(parts[0]), float(parts[1]))) if not bg_ranges: raise ValueError("BGフィット範囲の形式が不正です。例: (10, 11), (40, 50)") cfg["bg_ranges"] = bg_ranges self.log(f"解析設定読み込み完了。") return cfg except Exception as e: QMessageBox.critical(self, "設定エラー", f"設定値の読み込みまたはパース中にエラーが発生しました: {e}") self.log(f"エラー: 設定パース失敗 - {e}") return None # --- データ処理実行 --- def process_data(self): self.data = {} cfg = self.parse_config() if cfg is None: return try: self.log("データ読み込み中...") x1, y1_raw = read_xrd_data(cfg["infile1"], cfg["xrange_analysis"]) x2, y2_raw = read_xrd_data(cfg["infile2"], cfg["xrange_analysis"]) # 平滑化 y1 = savgol_filter(y1_raw, cfg["nsmooth"], cfg["norder_smooth"]) y2 = savgol_filter(y2_raw, cfg["nsmooth"], cfg["norder_smooth"]) # バックグラウンドフィット x1fit, y1fit = extract(x1, y1, cfg["bg_ranges"]) x2fit, y2fit = extract(x2, y2, cfg["bg_ranges"]) bg1 = fit_background(x1fit, y1fit, x1, norder=cfg["norder_bg"]) bg2 = fit_background(x2fit, y2fit, x2, norder=cfg["norder_bg"]) # バックグラウンド除去 y1_corr = y1 - bg1 y2_corr = y2 - bg2 # 規格化 ymax1 = np.max(y1_corr) xmax = x1[np.argmax(y1_corr)] x2_index = np.argmin(np.abs(x2 - xmax)) y2_at_xmax = y2_corr[x2_index] y1_norm = y1_corr y2_norm = y2_corr * ymax1 / y2_at_xmax self.log("データ処理と規格化が完了しました。") # 結果を保存 self.data = { "x1": x1, "y1": y1, "bg1": bg1, "y1_norm": y1_norm, "x2": x2, "y2": y2, "bg2": bg2, "y2_norm": y2_norm, "difference": y2_norm - y1_norm, "infile1": cfg["infile1"], "infile2": cfg["infile2"] } except Exception as e: QMessageBox.critical(self, "解析エラー", f"データ処理中にエラーが発生しました: {e}") self.log(f"エラー: データ処理失敗 - {e}") # --- グラフ描画機能 --- def plot_result(self, plot_type): if not self.data: QMessageBox.warning(self, "データなし", "先に「データ処理実行」ボタンを押してください。") return plt.figure(figsize=(10, 6)) file1_name = self.data["infile1"].split('/')[-1].split('\\')[-1] file2_name = self.data["infile2"].split('/')[-1].split('\\')[-1] if plot_type == "raw_bg": # 生データとBGスペクトル plt.plot(self.data["x1"], self.data["y1"], label=f"{file1_name} (平滑化)", linestyle='-') plt.plot(self.data["x1"], self.data["bg1"], label=f"{file1_name} BG", linestyle='--') plt.plot(self.data["x2"], self.data["y2"], label=f"{file2_name} (平滑化)", linestyle='-') plt.plot(self.data["x2"], self.data["bg2"], label=f"{file2_name} BG", linestyle='--') plt.title("XRDスペクトルとバックグラウンド（平滑化済）") plt.ylabel("Intensity (a.u.)") elif plot_type == "normalized": # 規格化スペクトル plt.plot(self.data["x1"], self.data["y1_norm"], label=f"{file1_name} (BG除去・規格化)", linestyle='--') plt.plot(self.data["x2"], self.data["y2_norm"], label=f"{file2_name} (BG除去・規格化)", linewidth=2) plt.title("規格化スペクトル比較（バックグラウンド除去・規格化済）") plt.ylabel("Intensity (a.u.)") elif plot_type == "difference": # 差スペクトル plt.plot(self.data["x1"], self.data["difference"], label="差スペクトル", linestyle='-', color='red', linewidth=2) plt.plot(self.data["x1"], np.zeros_like(self.data["x1"]), 'k:', linewidth=0.5) plt.title("差スペクトル (試料 - 基板)") plt.ylabel("delta I (a.u.)") plt.xlabel("2θ (deg)") plt.legend() plt.grid(True) plt.tight_layout() plt.show() if __name__ == '__main__': app = QApplication(sys.argv) window = XRDAnalyzerApp() window.show() sys.exit(app.exec())