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 1.20 2001/02/09 01:54:20 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_DIFF2;
  49   static const int BPROJ_IDIFF2;
  50   static const int BPROJ_IDIFF3;
  51
  52   static const int INTERP_INVALID;
  53   static const int INTERP_NEAREST;
  54   static const int INTERP_LINEAR;
  55   static const int INTERP_CUBIC;
  56   static const int INTERP_FREQ_PREINTERPOLATION;
  57 #if HAVE_BSPLINE_INTERP
  58   static const int INTERP_BSPLINE;
  59   static const int INTERP_1BSPLINE;
  60   static const int INTERP_2BSPLINE;
  61   static const int INTERP_3BSPLINE;
  62 #endif
  63
  64   Backprojector (const Projections& proj, ImageFile& im, const char* const backprojName, const char* const interpName, const int interpFactor);
  65
  66   ~Backprojector ();
  67
  68   void BackprojectView (const double* const viewData, const double viewAngle);
  69
  70   bool fail() const {return m_fail;}
  71   const std::string& failMessage() const {return m_failMessage;}
  72
  73   static const int getBackprojectCount() {return s_iBackprojectCount;}
  74   static const char** getBackprojectNameArray() {return s_aszBackprojectName;}
  75   static const char** getBackprojectTitleArray() {return s_aszBackprojectTitle;}
  76   static int convertBackprojectNameToID (const char* const bprojName);
  77   static const char* convertBackprojectIDToName (const int bprojID);
  78   static const char* convertBackprojectIDToTitle (const int bprojID);
  79
  80   static const int getInterpCount() {return s_iInterpCount;}
  81   static const char** getInterpNameArray() {return s_aszInterpName;}
  82   static const char** getInterpTitleArray() {return s_aszInterpTitle;}
  83   static int convertInterpNameToID (const char* const interpName);
  84   static const char* convertInterpIDToName (const int interpID);
  85   static const char* convertInterpIDToTitle (const int interpID);
  86
  87
  88  private:
  89   std::string m_nameBackproject;
  90   std::string m_nameInterpolation;
  91   int m_idBackproject;
  92   int m_idInterpolation;
  93   Backproject* m_pBackprojectImplem;
  94   bool m_fail;
  95   std::string m_failMessage;
  96
  97   static const char* s_aszBackprojectName[];
  98   static const char* s_aszBackprojectTitle[];
  99   static const int s_iBackprojectCount;
 100
 101   static const char* s_aszInterpName[];
 102   static const char* s_aszInterpTitle[];
 103   static const int s_iInterpCount;
 104
 105   bool initBackprojector (const Projections& proj, ImageFile& im, const char* const backprojName, const char* const interpName, const int interpFactor);
 106 };
 107
 108
 109 class Backproject
 110 {
 111  public:
 112     Backproject (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor);
 113
 114     virtual ~Backproject ();
 115
 116     virtual void BackprojectView (const double* const viewData, const double viewAngle) {};
 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
 123     const Projections& proj;
 124     ImageFile& im;
 125     int interpType;
 126     ImageFileArray v;
 127     kint32 nx;
 128     kint32 ny;
 129     double detInc;
 130     double rotScale;
 131     int iDetCenter;             // index refering to L=0 projection
 132     int nDet;
 133     double xMin, xMax, yMin, yMax;     // Retangular coords of phantom
 134     double xInc, yInc;  // size of cells
 135     int m_interpFactor;
 136     double m_dFocalLength;
 137
 138  private:
 139     Backproject (const Backproject& rhs);
 140     Backproject& operator= (const Backproject& rhs);
 141 };
 142
 143
 144 class BackprojectTrig : public Backproject
 145 {
 146  public:
 147   BackprojectTrig (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor)
 148       : Backproject (proj, im, interpID, interpFactor)
 149       {}
 150
 151   void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 152 };
 153
 154
 155 class BackprojectTable : public Backproject
 156 {
 157  public:
 158   BackprojectTable (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor);
 159   virtual ~BackprojectTable ();
 160
 161   void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 162
 163  protected:
 164   Array2d<kfloat64> arrayR;
 165   Array2d<kfloat64> arrayPhi;
 166   kfloat64** r;
 167   kfloat64** phi;
 168 };
 169
 170
 171 class BackprojectDiff : public Backproject
 172 {
 173  public:
 174   BackprojectDiff (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor);
 175   ~BackprojectDiff ();
 176
 177   void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 178
 179  protected:
 180   double start_r;
 181   double start_phi;
 182   double im_xinc, im_yinc;
 183 };
 184
 185 class BackprojectDiff2 : public BackprojectDiff
 186 {
 187  public:
 188   BackprojectDiff2 (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor)
 189     :  BackprojectDiff (proj, im, interpID, interpFactor)
 190     {}
 191
 192   void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 193 };
 194
 195 class BackprojectIntDiff2 : public BackprojectDiff
 196 {
 197  public:
 198   BackprojectIntDiff2 (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor)
 199     :  BackprojectDiff (proj, im, interpID, interpFactor)
 200     {}
 201
 202   void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 203 };
 204
 205
 206 class BackprojectIntDiff3 : public BackprojectDiff
 207 {
 208  public:
 209   BackprojectIntDiff3 (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor)
 210     :  BackprojectDiff (proj, im, interpID, interpFactor)
 211     {}
 212
 213   void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 214 };
 215
 216 class BackprojectEquilinear : public BackprojectTable
 217 {
 218  public:
 219   BackprojectEquilinear (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor)
 220       : BackprojectTable (proj, im, interpID, interpFactor)
 221       {}
 222
 223   void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 224
 225   virtual ~BackprojectEquilinear()
 226       {}
 227 };
 228
 229 class BackprojectEquiangular : public BackprojectTable
 230 {
 231  public:
 232   BackprojectEquiangular (const Projections& proj, ImageFile& im, int interpID, const int interpFactor)
 233       : BackprojectTable (proj, im, interpID, interpFactor)
 234       {}
 235
 236   void BackprojectView (const double* const t, const double view_angle);
 237
 238   virtual ~BackprojectEquiangular()
 239       {}
 240 };
 241
 242
 243 #endif