include/imagefile.h

   1 /*****************************************************************************
   2 ** FILE IDENTIFICATION
   3 **
   4 **      Name:         imagefile.h
   5 **      Purpose:      imagefile class header
   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: imagefile.h,v 1.33 2001/03/02 02:08:14 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 #ifndef IMAGEFILE_H
  29 #define IMAGEFILE_H
  30
  31 #ifndef MSVC
  32 #include <unistd.h>
  33 #endif
  34 #include <string>
  35 #include <sys/types.h>
  36 #include <fstream>
  37 #include <iostream>
  38 #include "ctsupport.h"
  39 #include "fnetorderstream.h"
  40 #include "array2dfile.h"
  41
  42 #ifdef HAVE_MPI
  43 #include <mpi++.h>
  44 #endif
  45
  46 class F32Image : public Array2dFile
  47 {
  48 public:
  49   F32Image (int nx, int ny, int dataType = Array2dFile::DATA_TYPE_REAL);
  50   F32Image (void);
  51
  52   kfloat32** getArray (void)
  53       { return (kfloat32**) (m_arrayData); }
  54
  55   kfloat32** const getArray (void) const
  56        { return (kfloat32** const) (m_arrayData); }
  57
  58   kfloat32** getImaginaryArray (void)
  59       { return (kfloat32**) (m_imaginaryArrayData); }
  60
  61   kfloat32** const getImaginaryArray (void) const
  62        { return (kfloat32** const) (m_imaginaryArrayData); }
  63
  64 #ifdef HAVE_MPI
  65   MPI::Datatype getMPIDataType (void) const
  66       { return MPI::FLOAT; }
  67 #endif
  68
  69  private:
  70   F32Image (const F32Image& rhs);             //copy constructor
  71   F32Image& operator= (const F32Image& rhs);  // assignment operator
  72 };
  73
  74
  75 class F64Image : public Array2dFile
  76 {
  77  public:
  78
  79    F64Image (int nx, int ny, int dataType = Array2dFile::DATA_TYPE_REAL);
  80   F64Image (void);
  81
  82   kfloat64** getArray (void)
  83       { return (kfloat64**) (m_arrayData); }
  84
  85   kfloat64** const getArray (void) const
  86       { return (kfloat64** const) (m_arrayData); }
  87
  88   kfloat64** getImaginaryArray (void)
  89       { return (kfloat64**) (m_imaginaryArrayData); }
  90
  91   kfloat64** const getImaginaryArray (void) const
  92       { return (kfloat64** const) (m_imaginaryArrayData); }
  93
  94 #ifdef HAVE_MPI
  95   MPI::Datatype getMPIDataType (void) const
  96       { return MPI::DOUBLE; }
  97 #endif
  98  private:
  99   F64Image (const F64Image& rhs);             //copy constructor
 100   F64Image& operator= (const F64Image& rhs);  // assignment operator
 101 };
 102
 103 #undef IMAGEFILE_64_BITS
 104 #ifdef IMAGEFILE_64_BITS
 105 typedef F64Image   ImageFileBase;
 106 typedef kfloat64   ImageFileValue;
 107 typedef kfloat64*  ImageFileColumn;
 108 typedef kfloat64** ImageFileArray;
 109 typedef kfloat64** const ImageFileArrayConst;
 110 typedef const kfloat64* ImageFileColumnConst;
 111 #else
 112 typedef F32Image   ImageFileBase;
 113 typedef kfloat32   ImageFileValue;
 114 typedef kfloat32*  ImageFileColumn;
 115 typedef kfloat32** ImageFileArray;
 116 typedef kfloat32** const ImageFileArrayConst;
 117 typedef const kfloat32* ImageFileColumnConst;
 118 #endif
 119
 120
 121
 122 class ImageFile : public ImageFileBase
 123 {
 124 private:
 125
 126   static const char* s_aszExportFormatName[];
 127   static const char* s_aszExportFormatTitle[];
 128   static const int s_iExportFormatCount;
 129   static const char* s_aszImportFormatName[];
 130   static const char* s_aszImportFormatTitle[];
 131   static const int s_iImportFormatCount;
 132
 133   static void skipSpacePPM (FILE* fp); // skip space in a ppm file
 134
 135 public:
 136
 137   static const int EXPORT_FORMAT_INVALID;
 138   static const int IMPORT_FORMAT_INVALID;
 139   static const int EXPORT_FORMAT_PGM;
 140   static const int EXPORT_FORMAT_PGMASCII;
 141   static const int IMPORT_FORMAT_PPM;
 142 #if HAVE_PNG
 143   static const int EXPORT_FORMAT_PNG;
 144   static const int EXPORT_FORMAT_PNG16;
 145   static const int IMPORT_FORMAT_PNG;
 146 #endif
 147 #if HAVE_CTN_DICOM
 148   static const int EXPORT_FORMAT_DICOM;
 149   static const int IMPORT_FORMAT_DICOM;
 150 #endif
 151
 152   static const int getExportFormatCount() {return s_iExportFormatCount;}
 153   static const char** getExportFormatNameArray() {return s_aszExportFormatName;}
 154   static const char** getExportFormatTitleArray() {return s_aszExportFormatTitle;}
 155   static int convertExportFormatNameToID (const char* const ExportFormatName);
 156   static const char* convertExportFormatIDToName (const int ExportFormatID);
 157   static const char* convertExportFormatIDToTitle (const int ExportFormatID);
 158
 159   static const int getImportFormatCount() {return s_iImportFormatCount;}
 160   static const char** getImportFormatNameArray() {return s_aszImportFormatName;}
 161   static const char** getImportFormatTitleArray() {return s_aszImportFormatTitle;}
 162   static int convertImportFormatNameToID (const char* const ImportFormatName);
 163   static const char* convertImportFormatIDToName (const int ImportFormatID);
 164   static const char* convertImportFormatIDToTitle (const int ImportFormatID);
 165
 166   static const double s_dRedGrayscaleFactor;
 167   static const double s_dGreenGrayscaleFactor;
 168   static const double s_dBlueGrayscaleFactor;
 169
 170   ImageFile (int nx, int ny)
 171       : ImageFileBase (nx, ny)
 172   {}
 173
 174   ImageFile (void)
 175       : ImageFileBase ()
 176   {}
 177
 178   void getCenterCoordinates (unsigned int& iXCenter, unsigned int& iYCenter);
 179
 180   bool convertRealToComplex ();
 181   bool convertComplexToReal ();
 182
 183   void filterResponse (const char* const domainName, double bw, const char* const filterName, double filt_param, double dInputScale = 1., double dOutputScale = 1.);
 184
 185   void statistics (double& min, double& max, double& mean, double& mode, double& median, double& stddev) const;
 186   void statistics (ImageFileArrayConst v, double& min, double& max, double& mean, double& mode, double& median, double& stddev) const;
 187   void getMinMax (double& min, double& max) const;
 188   void printStatistics (std::ostream& os) const;
 189   bool comparativeStatistics (const ImageFile& imComp, double& d, double& r, double& e) const;
 190   bool printComparativeStatistics (const ImageFile& imComp, std::ostream& os) const;
 191
 192   bool subtractImages (const ImageFile& rRHS, ImageFile& result) const;
 193   bool addImages (const ImageFile& rRHS, ImageFile& result) const;
 194   bool multiplyImages (const ImageFile& rRHS, ImageFile& result) const;
 195   bool divideImages (const ImageFile& rRHS, ImageFile& result) const;
 196
 197   bool scaleImage (ImageFile& result) const;
 198
 199   bool invertPixelValues (ImageFile& result) const;
 200   bool sqrt (ImageFile& result) const;
 201   bool square (ImageFile& result) const;
 202   bool log (ImageFile& result) const;
 203   bool exp (ImageFile& result) const;
 204   bool fourier (ImageFile& result) const;
 205   bool inverseFourier (ImageFile& result) const;
 206 #ifdef HAVE_FFTW
 207   bool fft (ImageFile& result) const;
 208   bool ifft (ImageFile& result) const;
 209   bool fftRows (ImageFile& result) const;
 210   bool ifftRows (ImageFile& result) const;
 211   bool fftCols (ImageFile& result) const;
 212   bool ifftCols (ImageFile& result) const;
 213 #endif
 214   bool magnitude (ImageFile& result) const;
 215   bool phase (ImageFile& result) const;
 216
 217   int display (void) const;
 218   int displayScaling (const int scaleFactor, ImageFileValue pmin, ImageFileValue pmax) const;
 219
 220   bool exportImage (const char* const pszFormat, const char* const pszFilename, int nxcell, int nycell, double densmin, double densmax);
 221
 222   bool importImage (const char* const pszFormat, const char* const pszFilename);
 223
 224 #if HAVE_PNG
 225   bool writeImagePNG (const char* const outfile, int bitdepth, int nxcell, int nycell, double densmin, double densmax);
 226   bool readImagePNG (const char* const pszFile);
 227 #endif
 228 #if HAVE_GD
 229   bool writeImageGIF (const char* const outfile, int nxcell, int nycell, double densmin, double densmax);
 230 #endif
 231   bool writeImagePGM (const char* const outfile, int nxcell, int nycell, double densmin, double densmax);
 232   bool writeImagePGMASCII (const char* const outfile, int nxcell, int nycell, double densmin, double densmax);
 233   bool readImagePPM (const char* const pszFile);
 234
 235   static double redGrayscaleFactor() {return s_dRedGrayscaleFactor;}
 236   static double greenGrayscaleFactor() {return s_dGreenGrayscaleFactor;}
 237   static double blueGrayscaleFactor() {return s_dBlueGrayscaleFactor;}
 238   static double colorToGrayscale (double r, double g, double b)
 239   { return r * s_dRedGrayscaleFactor + g * s_dGreenGrayscaleFactor + b * s_dBlueGrayscaleFactor; }
 240 };
 241
 242
 243 #endif