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 1.25 2001/03/11 15:27:30 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 struct ReconstructionROI;
  41
  42 class Backprojector
  43 {
  44  public:
  45   static const int BPROJ_INVALID;
  46   static const int BPROJ_TRIG;
  47   static const int BPROJ_TABLE;
  48   static const int BPROJ_DIFF;
  49   static const int BPROJ_IDIFF;
  50
  51   static const int INTERP_INVALID;
  52   static const int INTERP_NEAREST;
  53   static const int INTERP_LINEAR;
  54   static const int INTERP_CUBIC;
  55   static const int INTERP_FREQ_PREINTERPOLATION;
  56 #if HAVE_BSPLINE_INTERP
  57   static const int INTERP_BSPLINE;
  58   static const int INTERP_1BSPLINE;
  59   static const int INTERP_2BSPLINE;
  60   static const int INTERP_3BSPLINE;
  61 #endif
  62
  63   Backprojector (const Projections& proj, ImageFile& im, const char* const backprojName,
  64     const char* const interpName, const int interpFactor, const ReconstructionROI* pROI);
  65
  66   ~Backprojector ();
  67
  68   void BackprojectView (const double* const viewData, const double viewAngle);
  69   void PostProcessing();
  70
  71   bool fail() const {return m_fail;}
  72   const std::string& failMessage() const {return m_failMessage;}
  73
  74   static const int getBackprojectCount() {return s_iBackprojectCount;}
  75   static const char* const* getBackprojectNameArray() {return s_aszBackprojectName;}
  76   static const char* const* getBackprojectTitleArray() {return s_aszBackprojectTitle;}
  77   static int convertBackprojectNameToID (const char* const bprojName);
  78   static const char* convertBackprojectIDToName (const int bprojID);
  79   static const char* convertBackprojectIDToTitle (const int bprojID);
  80
  81   static const int getInterpCount() {return s_iInterpCount;}
  82   static const char* const * getInterpNameArray() {return s_aszInterpName;}
  83   static const char* const * getInterpTitleArray() {return s_aszInterpTitle;}
  84   static int convertInterpNameToID (const char* const interpName);
  85   static const char* convertInterpIDToName (const int interpID);
  86   static const char* convertInterpIDToTitle (const int interpID);
  87
  88
  89  private:
  90   std::string m_nameBackproject;
  91   std::string m_nameInterpolation;
  92   int m_idBackproject;
  93   int m_idInterpolation;
  94   Backproject* m_pBackprojectImplem;
  95   bool m_fail;
  96   std::string m_failMessage;
  97
  98   static const char* const s_aszBackprojectName[];
  99   static const char* const s_aszBackprojectTitle[];
 100   static const int s_iBackprojectCount;
 101
 102   static const char* const s_aszInterpName[];
 103   static const char* const s_aszInterpTitle[];
 104   static const int s_iInterpCount;
 105
 106   bool initBackprojector (const Projections& proj, ImageFile& im, const char* const backprojName,
 107     const char* const interpName, const int interpFactor, const ReconstructionROI* pROI);
 108 };
 109
 110
 111 class Backproject
 112 {
 113  public:
 114     Backproject (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor,
 115       const ReconstructionROI* pROI);
 116
 117     virtual ~Backproject ();
 118
 119     virtual void BackprojectView (const double* const viewData, const double viewAngle) = 0;
 120     virtual void PostProcessing (); // call after backprojecting all views
 121
 122  protected:
 123     void ScaleImageByRotIncrement ();
 124     void Backproject::errorIndexOutsideDetector (int ix, int iy, double theta, double r, double phi, double L, int ni);
 125     void Backproject::errorIndexOutsideDetector (int ix, int iy, double theta, double L, int ni);
 126     const Projections& proj;
 127     ImageFile& im;
 128     int interpType;
 129     ImageFileArray v;
 130     kint32 nx;
 131     kint32 ny;
 132     double detInc;
 133     double rotScale;
 134     int iDetCenter;             // index refering to L=0 projection
 135     int nDet;
 136     double xMin, xMax, yMin, yMax;     // Retangular coords of phantom
 137     double xInc, yInc;  // size of cells
 138     int m_interpFactor;
 139     double m_dFocalLength;
 140     double m_dSourceDetectorLength;
 141     bool m_bPostProcessingDone;
 142
 143  private:
 144     Backproject (const Backproject& rhs);
 145     Backproject& operator= (const Backproject& rhs);
 146 };
 147
 148
 149 class BackprojectTrig : public Backproject
 150 {
 151  public:
 152   BackprojectTrig (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor, const ReconstructionROI* pROI)
 153       : Backproject (proj, im, interpID, interpFactor, pROI)
 154       {}
 155
 156   void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 157 };
 158
 159
 160 class BackprojectTable : public Backproject
 161 {
 162  public:
 163   BackprojectTable (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor, const ReconstructionROI* pROI);
 164   virtual ~BackprojectTable ();
 165
 166   virtual void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 167   virtual void PostProcessing (); // call after backprojecting all views
 168
 169  protected:
 170   Array2d<kfloat64> arrayR;
 171   Array2d<kfloat64> arrayPhi;
 172   kfloat64** r;
 173   kfloat64** phi;
 174 };
 175
 176
 177 class BackprojectDiff : public Backproject
 178 {
 179  public:
 180   BackprojectDiff (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor, const ReconstructionROI* pROI);
 181   ~BackprojectDiff ();
 182
 183   virtual void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 184   virtual void PostProcessing (); // call after backprojecting all views
 185
 186  protected:
 187   double start_r;
 188   double start_phi;
 189   double im_xinc, im_yinc;
 190 };
 191
 192
 193 class BackprojectIntDiff : public BackprojectDiff
 194 {
 195  public:
 196   BackprojectIntDiff (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor, const ReconstructionROI* pROI)
 197     :  BackprojectDiff (proj, im, interpID, interpFactor, pROI)
 198     {}
 199
 200   void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 201 };
 202
 203 class BackprojectEquilinear : public BackprojectTable
 204 {
 205  public:
 206   BackprojectEquilinear (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor,  const ReconstructionROI* pROI)
 207       : BackprojectTable (proj, im, interpID, interpFactor, pROI)
 208       {}
 209
 210   void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 211
 212   virtual ~BackprojectEquilinear()
 213       {}
 214 };
 215
 216 class BackprojectEquiangular : public BackprojectTable
 217 {
 218  public:
 219   BackprojectEquiangular (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor,  const ReconstructionROI* pROI)
 220       : BackprojectTable (proj, im, interpID, interpFactor, pROI)
 221       {}
 222
 223   void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 224
 225   virtual ~BackprojectEquiangular()
 226       {}
 227 };
 228
 229
 230 #endif