include/backprojectors.h

   1 /*****************************************************************************
   2 ** FILE IDENTIFICATION
   3 **
   4 **      Name:         backproject.h
   5 **      Purpose:      Backprojection classes
   6 **      Programmer:   Kevin Rosenberg
   7 **      Date Started: June 2000
   8 **
   9 **  This is part of the CTSim program
  10 **  Copyright (c) 1983-2001 Kevin Rosenberg
  11 **
  12 **  $Id: backprojectors.h,v 1.24 2001/03/01 07:30:49 kevin Exp $
  13 **
  14 **  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  15 **  it under the terms of the GNU General Public License (version 2) as
  16 **  published by the Free Software Foundation.
  17 **
  18 **  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  19 **  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  20 **  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  21 **  GNU General Public License for more details.
  22 **
  23 **  You should have received a copy of the GNU General Public License
  24 **  along with this program; if not, write to the Free Software
  25 **  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  26 ******************************************************************************/
  27
  28
  29 #ifndef __BACKPROJECTORS_H
  30 #define __BACKPROJECTORS_H
  31
  32 #undef HAVE_BSPLINE_INTERP
  33
  34 #include "imagefile.h"
  35
  36
  37 class Backproject;
  38 class ImageFile;
  39 class Projections;
  40
  41 class Backprojector
  42 {
  43  public:
  44   static const int BPROJ_INVALID;
  45   static const int BPROJ_TRIG;
  46   static const int BPROJ_TABLE;
  47   static const int BPROJ_DIFF;
  48   static const int BPROJ_IDIFF;
  49
  50   static const int INTERP_INVALID;
  51   static const int INTERP_NEAREST;
  52   static const int INTERP_LINEAR;
  53   static const int INTERP_CUBIC;
  54   static const int INTERP_FREQ_PREINTERPOLATION;
  55 #if HAVE_BSPLINE_INTERP
  56   static const int INTERP_BSPLINE;
  57   static const int INTERP_1BSPLINE;
  58   static const int INTERP_2BSPLINE;
  59   static const int INTERP_3BSPLINE;
  60 #endif
  61
  62   Backprojector (const Projections& proj, ImageFile& im, const char* const backprojName, const char* const interpName, const int interpFactor);
  63
  64   ~Backprojector ();
  65
  66   void BackprojectView (const double* const viewData, const double viewAngle);
  67   void PostProcessing();
  68
  69   bool fail() const {return m_fail;}
  70   const std::string& failMessage() const {return m_failMessage;}
  71
  72   static const int getBackprojectCount() {return s_iBackprojectCount;}
  73   static const char* const* getBackprojectNameArray() {return s_aszBackprojectName;}
  74   static const char* const* getBackprojectTitleArray() {return s_aszBackprojectTitle;}
  75   static int convertBackprojectNameToID (const char* const bprojName);
  76   static const char* convertBackprojectIDToName (const int bprojID);
  77   static const char* convertBackprojectIDToTitle (const int bprojID);
  78
  79   static const int getInterpCount() {return s_iInterpCount;}
  80   static const char* const * getInterpNameArray() {return s_aszInterpName;}
  81   static const char* const * getInterpTitleArray() {return s_aszInterpTitle;}
  82   static int convertInterpNameToID (const char* const interpName);
  83   static const char* convertInterpIDToName (const int interpID);
  84   static const char* convertInterpIDToTitle (const int interpID);
  85
  86
  87  private:
  88   std::string m_nameBackproject;
  89   std::string m_nameInterpolation;
  90   int m_idBackproject;
  91   int m_idInterpolation;
  92   Backproject* m_pBackprojectImplem;
  93   bool m_fail;
  94   std::string m_failMessage;
  95
  96   static const char* const s_aszBackprojectName[];
  97   static const char* const s_aszBackprojectTitle[];
  98   static const int s_iBackprojectCount;
  99
 100   static const char* const s_aszInterpName[];
 101   static const char* const s_aszInterpTitle[];
 102   static const int s_iInterpCount;
 103
 104   bool initBackprojector (const Projections& proj, ImageFile& im, const char* const backprojName, const char* const interpName, const int interpFactor);
 105 };
 106
 107
 108 class Backproject
 109 {
 110  public:
 111     Backproject (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor);
 112
 113     virtual ~Backproject ();
 114
 115     virtual void BackprojectView (const double* const viewData, const double viewAngle) = 0;
 116     virtual void PostProcessing (); // call after backprojecting all views
 117
 118  protected:
 119     void ScaleImageByRotIncrement ();
 120     void Backproject::errorIndexOutsideDetector (int ix, int iy, double theta, double r, double phi, double L, int ni);
 121     void Backproject::errorIndexOutsideDetector (int ix, int iy, double theta, double L, int ni);
 122     const Projections& proj;
 123     ImageFile& im;
 124     int interpType;
 125     ImageFileArray v;
 126     kint32 nx;
 127     kint32 ny;
 128     double detInc;
 129     double rotScale;
 130     int iDetCenter;             // index refering to L=0 projection
 131     int nDet;
 132     double xMin, xMax, yMin, yMax;     // Retangular coords of phantom
 133     double xInc, yInc;  // size of cells
 134     int m_interpFactor;
 135     double m_dFocalLength;
 136     double m_dSourceDetectorLength;
 137     bool m_bPostProcessingDone;
 138
 139  private:
 140     Backproject (const Backproject& rhs);
 141     Backproject& operator= (const Backproject& rhs);
 142 };
 143
 144
 145 class BackprojectTrig : public Backproject
 146 {
 147  public:
 148   BackprojectTrig (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor)
 149       : Backproject (proj, im, interpID, interpFactor)
 150       {}
 151
 152   void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 153 };
 154
 155
 156 class BackprojectTable : public Backproject
 157 {
 158  public:
 159   BackprojectTable (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor);
 160   virtual ~BackprojectTable ();
 161
 162   virtual void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 163   virtual void PostProcessing (); // call after backprojecting all views
 164
 165  protected:
 166   Array2d<kfloat64> arrayR;
 167   Array2d<kfloat64> arrayPhi;
 168   kfloat64** r;
 169   kfloat64** phi;
 170 };
 171
 172
 173 class BackprojectDiff : public Backproject
 174 {
 175  public:
 176   BackprojectDiff (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor);
 177   ~BackprojectDiff ();
 178
 179   virtual void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 180   virtual void PostProcessing (); // call after backprojecting all views
 181
 182  protected:
 183   double start_r;
 184   double start_phi;
 185   double im_xinc, im_yinc;
 186 };
 187
 188
 189 class BackprojectIntDiff : public BackprojectDiff
 190 {
 191  public:
 192   BackprojectIntDiff (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor)
 193     :  BackprojectDiff (proj, im, interpID, interpFactor)
 194     {}
 195
 196   void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 197 };
 198
 199 class BackprojectEquilinear : public BackprojectTable
 200 {
 201  public:
 202   BackprojectEquilinear (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor)
 203       : BackprojectTable (proj, im, interpID, interpFactor)
 204       {}
 205
 206   void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 207
 208   virtual ~BackprojectEquilinear()
 209       {}
 210 };
 211
 212 class BackprojectEquiangular : public BackprojectTable
 213 {
 214  public:
 215   BackprojectEquiangular (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor)
 216       : BackprojectTable (proj, im, interpID, interpFactor)
 217       {}
 218
 219   void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 220
 221   virtual ~BackprojectEquiangular()
 222       {}
 223 };
 224
 225
 226 #endif