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) 1983-2009 Kevin Rosenberg
  11 **
  12 **  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  13 **  it under the terms of the GNU General Public License (version 2) as
  14 **  published by the Free Software Foundation.
  15 **
  16 **  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  17 **  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18 **  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  19 **  GNU General Public License for more details.
  20 **
  21 **  You should have received a copy of the GNU General Public License
  22 **  along with this program; if not, write to the Free Software
  23 **  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  24 ******************************************************************************/
  25
  26 #ifndef IMAGEFILE_H
  27 #define IMAGEFILE_H
  28
  29 #ifndef MSVC
  30 #include <unistd.h>
  31 #endif
  32 #include <string>
  33 #include <sys/types.h>
  34 #include <fstream>
  35 #include <iostream>
  36 #include "ctsupport.h"
  37 #include "fnetorderstream.h"
  38 #include "array2dfile.h"
  39
  40 #ifdef HAVE_MPI
  41 #include <mpi++.h>
  42 #endif
  43
  44 class F32Image : public Array2dFile
  45 {
  46 public:
  47   F32Image (int nx, int ny, int dataType = Array2dFile::DATA_TYPE_REAL);
  48   F32Image (void);
  49
  50   kfloat32** getArray (void)
  51       { return (kfloat32**) (m_arrayData); }
  52
  53   kfloat32** const getArray (void) const
  54        { return (kfloat32** const) (m_arrayData); }
  55
  56   kfloat32** getImaginaryArray (void)
  57       { return (kfloat32**) (m_imaginaryArrayData); }
  58
  59   kfloat32** const getImaginaryArray (void) const
  60        { return (kfloat32** const) (m_imaginaryArrayData); }
  61
  62 #ifdef HAVE_MPI
  63   MPI::Datatype getMPIDataType (void) const
  64       { return MPI::FLOAT; }
  65 #endif
  66
  67  private:
  68   F32Image (const F32Image& rhs);             //copy constructor
  69   F32Image& operator= (const F32Image& rhs);  // assignment operator
  70 };
  71
  72
  73 class F64Image : public Array2dFile
  74 {
  75  public:
  76
  77    F64Image (int nx, int ny, int dataType = Array2dFile::DATA_TYPE_REAL);
  78   F64Image (void);
  79
  80   kfloat64** getArray (void)
  81       { return (kfloat64**) (m_arrayData); }
  82
  83   kfloat64** const getArray (void) const
  84       { return (kfloat64** const) (m_arrayData); }
  85
  86   kfloat64** getImaginaryArray (void)
  87       { return (kfloat64**) (m_imaginaryArrayData); }
  88
  89   kfloat64** const getImaginaryArray (void) const
  90       { return (kfloat64** const) (m_imaginaryArrayData); }
  91
  92 #ifdef HAVE_MPI
  93   MPI::Datatype getMPIDataType (void) const
  94       { return MPI::DOUBLE; }
  95 #endif
  96  private:
  97   F64Image (const F64Image& rhs);             //copy constructor
  98   F64Image& operator= (const F64Image& rhs);  // assignment operator
  99 };
 100
 101 #undef IMAGEFILE_64_BITS
 102 #ifdef IMAGEFILE_64_BITS
 103 typedef F64Image   ImageFileBase;
 104 typedef kfloat64   ImageFileValue;
 105 typedef kfloat64*  ImageFileColumn;
 106 typedef kfloat64** ImageFileArray;
 107 typedef kfloat64** const ImageFileArrayConst;
 108 typedef const kfloat64* ImageFileColumnConst;
 109 #else
 110 typedef F32Image   ImageFileBase;
 111 typedef kfloat32   ImageFileValue;
 112 typedef kfloat32*  ImageFileColumn;
 113 typedef kfloat32** ImageFileArray;
 114 typedef kfloat32** const ImageFileArrayConst;
 115 typedef const kfloat32* ImageFileColumnConst;
 116 #endif
 117
 118
 119
 120 class ImageFile : public ImageFileBase
 121 {
 122 private:
 123
 124   static const char* s_aszExportFormatName[];
 125   static const char* s_aszExportFormatTitle[];
 126   static const int s_iExportFormatCount;
 127   static const char* s_aszImportFormatName[];
 128   static const char* s_aszImportFormatTitle[];
 129   static const int s_iImportFormatCount;
 130
 131   static void skipSpacePPM (FILE* fp); // skip space in a ppm file
 132
 133 public:
 134
 135   static const int EXPORT_FORMAT_INVALID;
 136   static const int IMPORT_FORMAT_INVALID;
 137   static const int EXPORT_FORMAT_TEXT;
 138   static const int EXPORT_FORMAT_PGM;
 139   static const int EXPORT_FORMAT_PGMASCII;
 140   static const int IMPORT_FORMAT_PPM;
 141 #if HAVE_PNG
 142   static const int EXPORT_FORMAT_PNG;
 143   static const int EXPORT_FORMAT_PNG16;
 144   static const int IMPORT_FORMAT_PNG;
 145 #endif
 146 #if HAVE_CTN_DICOM
 147   static const int EXPORT_FORMAT_DICOM;
 148   static const int IMPORT_FORMAT_DICOM;
 149 #endif
 150   static const int EXPORT_FORMAT_RAW;
 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   bool real (ImageFile& result) const;
 217   bool imaginary (ImageFile& result) const;
 218
 219   bool exportImage (const char* const pszFormat, const char* const pszFilename, int nxcell, int nycell, double densmin, double densmax);
 220
 221   bool importImage (const char* const pszFormat, const char* const pszFilename);
 222
 223 #ifdef HAVE_PNG
 224   bool writeImagePNG (const char* const outfile, int bitdepth, int nxcell, int nycell, double densmin, double densmax);
 225   bool readImagePNG (const char* const pszFile);
 226 #endif
 227 #ifdef HAVE_GD
 228   bool writeImageGIF (const char* const outfile, int nxcell, int nycell, double densmin, double densmax);
 229 #endif
 230   bool writeImagePGM (const char* const outfile, int nxcell, int nycell, double densmin, double densmax);
 231   bool writeImagePGMASCII (const char* const outfile, int nxcell, int nycell, double densmin, double densmax);
 232   bool readImagePPM (const char* const pszFile);
 233   bool writeImageRaw(const char* const outfile, int nxcell, int nycell);
 234   bool writeImageText (const char* const outfile);
 235
 236   static double redGrayscaleFactor() {return s_dRedGrayscaleFactor;}
 237   static double greenGrayscaleFactor() {return s_dGreenGrayscaleFactor;}
 238   static double blueGrayscaleFactor() {return s_dBlueGrayscaleFactor;}
 239   static double colorToGrayscale (double r, double g, double b)
 240   { return r * s_dRedGrayscaleFactor + g * s_dGreenGrayscaleFactor + b * s_dBlueGrayscaleFactor; }
 241 };
 242
 243
 244 #endif