include/projections.h

   1 /*****************************************************************************
   2 ** FILE IDENTIFICATION
   3 **
   4 **   Name:          projections.h
   5 **   Purpose:       Header file for Projections class
   6 **   Programmer:    Kevin Rosenberg
   7 **   Date Started:  July 1, 1984
   8 **
   9 **  This is part of the CTSim program
  10 **  Copyright (c) 1983-2001 Kevin Rosenberg
  11 **
  12 **  $Id: projections.h,v 1.28 2001/03/10 23:14:15 kevin Exp $
  13 **
  14 **
  15 **  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  16 **  it under the terms of the GNU General Public License (version 2) as
  17 **  published by the Free Software Foundation.
  18 **
  19 **  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  20 **  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  21 **  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  22 **  GNU General Public License for more details.
  23 **
  24 **  You should have received a copy of the GNU General Public License
  25 **  along with this program; if not, write to the Free Software
  26 **  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  27 ******************************************************************************/
  28
  29 #ifndef PROJECTIONS_H
  30 #define PROJECTIONS_H
  31
  32 class Scanner;
  33 class DetectorArray;
  34 class Array2dFileLabel;
  35 class fnetorderstream;
  36
  37 #include "array2dfile.h"
  38 #include "imagefile.h"
  39 #include <complex>
  40
  41 //used for rebinning divergent beam projections to parallel
  42 class ParallelRaysumCoordinate {
  43 public:
  44   double m_dT;      // Distance from center of origin
  45   double m_dTheta;  // perpendicular angle to origin
  46   int m_iViewNum;   // View number for this raysum
  47   int m_iDetNum;    // Detector number for this raysum
  48
  49   bool lessThanT (ParallelRaysumCoordinate& rCompare)
  50   {return m_dT < rCompare.m_dT; }
  51   bool lessThanTheta (ParallelRaysumCoordinate& rCompare)
  52   {return m_dTheta < rCompare.m_dTheta; }
  53 };
  54
  55 class ParallelRaysums {
  56 private:
  57   ParallelRaysumCoordinate** m_ppCoordinates;
  58   int m_iNumCoordinates;
  59
  60 public:
  61   ParallelRaysums (Projections* pProjections);
  62   ~ParallelRaysums ();
  63
  64   ParallelRaysumCoordinate** getCoordinates() {return m_ppCoordinates;}
  65   int getNumCoordinates() const {return m_iNumCoordinates;}
  66   void getLimits (double* dMinT, double* dMaxT, double* dMinTheta, double* dMaxTheta) const;
  67 };
  68
  69
  70
  71 // Projections
  72 class Projections
  73 {
  74  public:
  75
  76   static const int POLAR_INTERP_INVALID;
  77   static const int POLAR_INTERP_NEAREST;
  78   static const int POLAR_INTERP_BILINEAR;
  79   static const int POLAR_INTERP_BICUBIC;
  80
  81   Projections (const int nView, const int nDet);
  82   Projections (const Scanner& scanner);
  83   Projections ();
  84   ~Projections ();
  85
  86   static const int getInterpCount() {return s_iInterpCount;}
  87   static const char* const* getInterpNameArray() {return s_aszInterpName;}
  88   static const char* const* getInterpTitleArray() {return s_aszInterpTitle;}
  89   static int convertInterpNameToID (const char* const interpName);
  90   static const char* convertInterpIDToName (const int interpID);
  91   static const char* convertInterpIDToTitle (const int interpID);
  92
  93   void initFromScanner (const Scanner& scanner);
  94   bool initFromSomatomAR_STAR (int iNViews, int iNDets, unsigned char* pData, unsigned long lDataLength);
  95
  96   void printProjectionData (int startView, int endView);
  97   void printProjectionData ();
  98   void printScanInfo (std::ostringstream& os) const;
  99
 100   bool read (const std::string& fname);
 101   bool read (const char* fname);
 102   bool write (const char* fname);
 103   bool write (const std::string& fname);
 104   bool detarrayRead (fnetorderstream& fs, DetectorArray& darray, const int view_num);
 105   bool detarrayWrite (fnetorderstream& fs, const DetectorArray& darray, const int view_num);
 106
 107   bool interpolateToParallel();
 108
 109   bool convertPolar (ImageFile& rIF, int iInterpolation);
 110   bool convertFFTPolar (ImageFile& rIF, int iInterpolation, int iZeropad);
 111   bool calcArrayPolarCoordinates (unsigned int nx, unsigned int ny, double** ppdView, double** ppdDet);
 112   void interpolatePolar (ImageFileArray& v, ImageFileArray& vImag, unsigned int nx, unsigned int ny, std::complex<double>** ppcDetValue,
 113     double** ppdDet, double** ppdView, unsigned int nView, unsigned int nDet, int iInterpolate);
 114
 115   bool reconstruct (ImageFile& im, const char* const filterName, double filt_param, const char* const filterMethodName, const int zeropad, const char* frequencyFilterName, const char* const interpName, int interp_param, const char* const backprojName, const int trace) const;
 116
 117   void setNView (int nView);  // used in MPI to restrict # of views
 118   void setRotInc (double rotInc) { m_rotInc = rotInc;}
 119   void setDetInc (double detInc) { m_detInc = detInc;}
 120   void setCalcTime (double calcTime) {m_calcTime = calcTime;}
 121   void setRemark (const char* remark) {m_remark = remark; m_label.setLabelString(remark);}
 122   void setRemark (const std::string& remark) {setRemark(remark.c_str());}
 123
 124   double detStart() const {return m_detStart;}
 125   double rotStart() const {return m_rotStart;}
 126   double calcTime() const {return m_calcTime;}
 127   double viewLen() const {return m_dViewDiameter / SQRT2;}
 128   const char*  remark() const {return m_remark.c_str();}
 129   double detInc() const {return m_detInc;}
 130   double rotInc() const {return m_rotInc;}
 131   int nDet() const {return m_nDet;}
 132   int nView() const {return m_nView;}
 133   int geometry() const {return m_geometry;}
 134   double focalLength() const {return m_dFocalLength;}
 135   double sourceDetectorLength() const { return m_dSourceDetectorLength;}
 136
 137   double phmLen() const { return m_dViewDiameter / SQRT2; }
 138   void setPhmLen(double phmLen) { m_dViewDiameter = phmLen * SQRT2; }
 139
 140   const std::string& getFilename() const {return m_filename;}
 141   Array2dFileLabel& getLabel() {return m_label;}
 142   const Array2dFileLabel& getLabel() const {return m_label;}
 143
 144   DetectorArray& getDetectorArray (const int iview)
 145       { return (*m_projData[iview]); }
 146
 147   const DetectorArray& getDetectorArray (const int iview) const
 148       { return (*m_projData[iview]); }
 149
 150   static bool copyHeader (const char* const filename, std::ostream& os);
 151   static bool copyHeader (const std::string& filename, std::ostream& os);
 152
 153   static bool copyViewData (const char* const filename, std::ostream& os, int startView, int endView);
 154   static bool copyViewData (const std::string& filename, std::ostream& os, int startView, int endView);
 155
 156  private:
 157   int m_headerSize;             // Size of disk file header
 158   int m_geometry;               // Geometry of scanner
 159   class DetectorArray **m_projData;     // Pointer to array of detarray_st pointers
 160   std::string m_remark;         // description of raysum data
 161   int m_nDet;                   // number of detectors in array
 162   int m_nView;                  // number of rotated views
 163   double m_calcTime;            // time required to calculate raysums
 164   double m_rotStart;            // starting view rotation
 165   double m_rotInc;              // angle between rotations
 166   double m_detStart;            // distance of beginning detector to center phantom
 167   double m_detInc;              // increment between detectors
 168   double m_dFocalLength;
 169   double m_dSourceDetectorLength;
 170   double m_dViewDiameter;
 171   double m_dFanBeamAngle;
 172   kuint32 m_year;                   // Creation date & time
 173   kuint32 m_month;
 174   kuint32 m_day;
 175   kuint32 m_hour;
 176   kuint32 m_minute;
 177   kuint32 m_second;
 178   std::string m_filename;
 179   Array2dFileLabel m_label;
 180
 181   const static kuint16 m_signature;
 182
 183   static const char* const s_aszInterpName[];
 184   static const char* const s_aszInterpTitle[];
 185   static const int s_iInterpCount;
 186
 187   bool headerWrite (fnetorderstream& fs);
 188   bool headerRead (fnetorderstream& fs);
 189   void newProjData ();
 190   void deleteProjData ();
 191
 192   void init (const int nView, const int nDet);
 193
 194   // prevent default methods
 195   Projections& operator= (const Projections& rhs);   // assignment
 196   Projections(const Projections& rhs);               // copy
 197 };
 198
 199
 200 #endif