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 1.22 2001/02/22 18:22:40 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
  68   bool fail() const {return m_fail;}
  69   const std::string& failMessage() const {return m_failMessage;}
  70
  71   static const int getBackprojectCount() {return s_iBackprojectCount;}
  72   static const char* const* getBackprojectNameArray() {return s_aszBackprojectName;}
  73   static const char* const* getBackprojectTitleArray() {return s_aszBackprojectTitle;}
  74   static int convertBackprojectNameToID (const char* const bprojName);
  75   static const char* convertBackprojectIDToName (const int bprojID);
  76   static const char* convertBackprojectIDToTitle (const int bprojID);
  77
  78   static const int getInterpCount() {return s_iInterpCount;}
  79   static const char* const * getInterpNameArray() {return s_aszInterpName;}
  80   static const char* const * getInterpTitleArray() {return s_aszInterpTitle;}
  81   static int convertInterpNameToID (const char* const interpName);
  82   static const char* convertInterpIDToName (const int interpID);
  83   static const char* convertInterpIDToTitle (const int interpID);
  84
  85
  86  private:
  87   std::string m_nameBackproject;
  88   std::string m_nameInterpolation;
  89   int m_idBackproject;
  90   int m_idInterpolation;
  91   Backproject* m_pBackprojectImplem;
  92   bool m_fail;
  93   std::string m_failMessage;
  94
  95   static const char* const s_aszBackprojectName[];
  96   static const char* const s_aszBackprojectTitle[];
  97   static const int s_iBackprojectCount;
  98
  99   static const char* const s_aszInterpName[];
 100   static const char* const s_aszInterpTitle[];
 101   static const int s_iInterpCount;
 102
 103   bool initBackprojector (const Projections& proj, ImageFile& im, const char* const backprojName, const char* const interpName, const int interpFactor);
 104 };
 105
 106
 107 class Backproject
 108 {
 109  public:
 110     Backproject (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor);
 111
 112     virtual ~Backproject ();
 113
 114     virtual void BackprojectView (const double* const viewData, const double viewAngle) {};
 115
 116  protected:
 117     void ScaleImageByRotIncrement ();
 118     void Backproject::errorIndexOutsideDetector (int ix, int iy, double theta, double r, double phi, double L, int ni);
 119     void Backproject::errorIndexOutsideDetector (int ix, int iy, double theta, double L, int ni);
 120
 121     const Projections& proj;
 122     ImageFile& im;
 123     int interpType;
 124     ImageFileArray v;
 125     kint32 nx;
 126     kint32 ny;
 127     double detInc;
 128     double rotScale;
 129     int iDetCenter;             // index refering to L=0 projection
 130     int nDet;
 131     double xMin, xMax, yMin, yMax;     // Retangular coords of phantom
 132     double xInc, yInc;  // size of cells
 133     int m_interpFactor;
 134     double m_dFocalLength;
 135
 136  private:
 137     Backproject (const Backproject& rhs);
 138     Backproject& operator= (const Backproject& rhs);
 139 };
 140
 141
 142 class BackprojectTrig : public Backproject
 143 {
 144  public:
 145   BackprojectTrig (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor)
 146       : Backproject (proj, im, interpID, interpFactor)
 147       {}
 148
 149   void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 150 };
 151
 152
 153 class BackprojectTable : public Backproject
 154 {
 155  public:
 156   BackprojectTable (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor);
 157   virtual ~BackprojectTable ();
 158
 159   void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 160
 161  protected:
 162   Array2d<kfloat64> arrayR;
 163   Array2d<kfloat64> arrayPhi;
 164   kfloat64** r;
 165   kfloat64** phi;
 166 };
 167
 168
 169 class BackprojectDiff : public Backproject
 170 {
 171  public:
 172   BackprojectDiff (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor);
 173   ~BackprojectDiff ();
 174
 175   void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 176
 177  protected:
 178   double start_r;
 179   double start_phi;
 180   double im_xinc, im_yinc;
 181 };
 182
 183
 184 class BackprojectIntDiff : public BackprojectDiff
 185 {
 186  public:
 187   BackprojectIntDiff (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor)
 188     :  BackprojectDiff (proj, im, interpID, interpFactor)
 189     {}
 190
 191   void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 192 };
 193
 194 class BackprojectEquilinear : public BackprojectTable
 195 {
 196  public:
 197   BackprojectEquilinear (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor)
 198       : BackprojectTable (proj, im, interpID, interpFactor)
 199       {}
 200
 201   void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 202
 203   virtual ~BackprojectEquilinear()
 204       {}
 205 };
 206
 207 class BackprojectEquiangular : public BackprojectTable
 208 {
 209  public:
 210   BackprojectEquiangular (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor)
 211       : BackprojectTable (proj, im, interpID, interpFactor)
 212       {}
 213
 214   void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 215
 216   virtual ~BackprojectEquiangular()
 217       {}
 218 };
 219
 220
 221 #endif