libctsim/imagefile.cpp

   1 /*****************************************************************************
   2 ** FILE IDENTIFICATION
   3 **
   4 **      Name:           imagefile.cpp
   5 **  Purpose:      Imagefile 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: imagefile.cpp,v 1.38 2001/03/01 20:02:18 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 #include "ct.h"
  29
  30 const double ImageFile::s_dRedGrayscaleFactor = 0.299;
  31 const double ImageFile::s_dGreenGrayscaleFactor = 0.587;
  32 const double ImageFile::s_dBlueGrayscaleFactor = 0.114;
  33
  34
  35 const int ImageFile::EXPORT_FORMAT_INVALID = -1;
  36 const int ImageFile::EXPORT_FORMAT_PGM = 0;
  37 const int ImageFile::EXPORT_FORMAT_PGMASCII = 1;
  38 #ifdef HAVE_PNG
  39 const int ImageFile::EXPORT_FORMAT_PNG = 2;
  40 const int ImageFile::EXPORT_FORMAT_PNG16 = 3;
  41 #endif
  42 #ifdef HAVE_CTN_DICOM
  43 const int ImageFile::EXPORT_FORMAT_DICOM = 4;
  44 #endif
  45
  46 const char* ImageFile::s_aszExportFormatName[] =
  47 {
  48   {"pgm"},
  49   {"pgmascii"},
  50 #ifdef HAVE_PNG
  51   {"png"},
  52   {"png16"},
  53 #endif
  54 #ifdef HAVE_CTN_DICOM
  55   {"dicom"},
  56 #endif
  57 };
  58
  59 const char* ImageFile::s_aszExportFormatTitle[] =
  60 {
  61   {"PGM"},
  62   {"PGM ASCII"},
  63   {"PNG"},
  64   {"PNG 16-bit"},
  65 #ifdef HAVE_CTN_DICOM
  66   {"Dicom"},
  67 #endif
  68 };
  69 const int ImageFile::s_iExportFormatCount = sizeof(s_aszExportFormatName) / sizeof(const char*);
  70
  71
  72 const int ImageFile::IMPORT_FORMAT_INVALID = -1;
  73 const int ImageFile::IMPORT_FORMAT_PPM = 0;
  74 #ifdef HAVE_PNG
  75 const int ImageFile::IMPORT_FORMAT_PNG = 1;
  76 #endif
  77 #ifdef HAVE_CTN_DICOM
  78 const int ImageFile::IMPORT_FORMAT_DICOM = 2;
  79 #endif
  80
  81
  82 const char* ImageFile::s_aszImportFormatName[] =
  83 {
  84   {"ppm"},
  85 #ifdef HAVE_PNG
  86   {"png"},
  87 #endif
  88 #ifdef HAVE_CTN_DICOM
  89   {"dicom"},
  90 #endif
  91 };
  92
  93 const char* ImageFile::s_aszImportFormatTitle[] =
  94 {
  95   {"PPM"},
  96   {"PNG"},
  97 #ifdef HAVE_CTN_DICOM
  98   {"Dicom"},
  99 #endif
 100 };
 101 const int ImageFile::s_iImportFormatCount = sizeof(s_aszImportFormatName) / sizeof(const char*);
 102
 103
 104
 105 F32Image::F32Image (int nx, int ny, int dataType)
 106 : Array2dFile (nx, ny, sizeof(kfloat32), Array2dFile::PIXEL_FLOAT32, dataType)
 107 {
 108 }
 109
 110 F32Image::F32Image (void)
 111 : Array2dFile()
 112 {
 113   setPixelFormat (Array2dFile::PIXEL_FLOAT32);
 114   setPixelSize (sizeof(kfloat32));
 115   setDataType (Array2dFile::DATA_TYPE_REAL);
 116 }
 117
 118 F64Image::F64Image (int nx, int ny, int dataType)
 119 : Array2dFile (nx, ny, sizeof(kfloat64), Array2dFile::PIXEL_FLOAT64, dataType)
 120 {
 121 }
 122
 123 F64Image::F64Image (void)
 124 : Array2dFile ()
 125 {
 126   setPixelFormat (PIXEL_FLOAT64);
 127   setPixelSize (sizeof(kfloat64));
 128   setDataType (Array2dFile::DATA_TYPE_REAL);
 129 }
 130
 131 void
 132 ImageFile::getCenterCoordinates (unsigned int& iXCenter, unsigned int& iYCenter)
 133 {
 134   if (isEven (m_nx))
 135     iXCenter = m_nx / 2;
 136   else
 137     iXCenter = (m_nx - 1) / 2;
 138
 139   if (isEven (m_ny))
 140     iYCenter = m_ny / 2;
 141   else
 142     iYCenter = (m_ny - 1) / 2;
 143 }
 144
 145
 146 void
 147 ImageFile::filterResponse (const char* const domainName, double bw, const char* const filterName, double filt_param, double dInputScale, double dOutputScale)
 148 {
 149   ImageFileArray v = getArray();
 150   SignalFilter filter (filterName, domainName, bw, filt_param);
 151
 152   unsigned int iXCenter, iYCenter;
 153   getCenterCoordinates (iXCenter, iYCenter);
 154
 155   for (unsigned int ix = 0; ix < m_nx; ix++)
 156     for (unsigned int iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 157       long lD2 = ((ix - iXCenter) * (ix - iXCenter)) + ((iy - iYCenter) * (iy - iYCenter));
 158       double r = ::sqrt (static_cast<double>(lD2)) * dInputScale;
 159       v[ix][iy] = filter.response (r) * dOutputScale;
 160     }
 161 }
 162
 163 int
 164 ImageFile::display (void) const
 165 {
 166   double pmin, pmax;
 167
 168   getMinMax (pmin, pmax);
 169
 170   return (displayScaling (1, pmin, pmax));
 171 }
 172
 173 int
 174 ImageFile::displayScaling (const int scale, const ImageFileValue pmin, const ImageFileValue pmax) const
 175 {
 176   int nx = m_nx;
 177   int ny = m_ny;
 178   ImageFileArrayConst v = getArray();
 179   if (v == NULL || nx == 0 || ny == 0)
 180     return 0;
 181
 182 #if HAVE_G2_H
 183   int* pPens = new int [nx * ny * scale * scale ];
 184
 185   double view_scale = 255 / (pmax - pmin);
 186   int id_X11 = g2_open_X11 (nx * scale, ny * scale);
 187   int grayscale[256];
 188   for (int i = 0; i < 256; i++) {
 189     double cval = i / 255.;
 190     grayscale[i] = g2_ink (id_X11, cval, cval, cval);
 191   }
 192
 193   for (int iy = ny - 1; iy >= 0; iy--) {
 194     int iRowPos = ((ny - 1 - iy) * scale) * (nx * scale);
 195     for (int ix = 0; ix < nx; ix++) {
 196       int cval = static_cast<int>((v[ix][iy] - pmin) * view_scale);
 197       if (cval < 0)
 198         cval = 0;
 199       else if (cval > 255)
 200         cval = 255;
 201       for (int sy = 0; sy < scale; sy++)
 202         for (int sx = 0; sx < scale; sx++)
 203           pPens[iRowPos+(sy * nx * scale)+(sx + (ix * scale))] = grayscale[cval];
 204     }
 205   }
 206
 207   g2_image (id_X11, 0., 0., nx * scale, ny * scale, pPens);
 208
 209   delete pPens;
 210   return (id_X11);
 211 #else
 212   return 0;
 213 #endif
 214 }
 215
 216
 217
 218 // ImageFile::comparativeStatistics    Calculate comparative stats
 219 //
 220 // OUTPUT
 221 //   d   Normalized root mean squared distance measure
 222 //   r   Normalized mean absolute distance measure
 223 //   e   Worst case distance measure
 224 //
 225 // REFERENCES
 226 //  G.T. Herman, Image Reconstruction From Projections, 1980
 227
 228 bool
 229 ImageFile::comparativeStatistics (const ImageFile& imComp, double& d, double& r, double& e) const
 230 {
 231   if (imComp.nx() != m_nx && imComp.ny() != m_ny) {
 232     sys_error (ERR_WARNING, "Image sizes differ [ImageFile::comparativeStatistics]");
 233     return false;
 234   }
 235   ImageFileArrayConst v = getArray();
 236   if (v == NULL || m_nx == 0 || m_ny == 0)
 237     return false;
 238
 239   ImageFileArrayConst vComp = imComp.getArray();
 240
 241   double myMean = 0.;
 242   for (unsigned int ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
 243     for (unsigned int iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 244       myMean += v[ix][iy];
 245     }
 246   }
 247   myMean /= (m_nx * m_ny);
 248
 249   double sqErrorSum = 0.;
 250   double absErrorSum = 0.;
 251   double sqDiffFromMeanSum = 0.;
 252   double absValueSum = 0.;
 253   for (unsigned int ix2 = 0; ix2 < m_nx; ix2++) {
 254     for (unsigned int iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 255       double diff = v[ix2][iy] - vComp[ix2][iy];
 256       sqErrorSum += diff * diff;
 257       absErrorSum += fabs(diff);
 258       double diffFromMean = v[ix2][iy] - myMean;
 259       sqDiffFromMeanSum += diffFromMean * diffFromMean;
 260       absValueSum += fabs(v[ix2][iy]);
 261     }
 262   }
 263
 264   d = ::sqrt (sqErrorSum / sqDiffFromMeanSum);
 265   r = absErrorSum / absValueSum;
 266
 267   int hx = m_nx / 2;
 268   int hy = m_ny / 2;
 269   double eMax = -1;
 270   for (int ix3 = 0; ix3 < hx; ix3++) {
 271     for (int iy = 0; iy < hy; iy++) {
 272       double avgPixel = 0.25 * (v[2*ix3][2*iy] + v[2*ix3+1][2*iy] + v[2*ix3][2*iy+1] + v[2*ix3+1][2*iy+1]);
 273       double avgPixelComp = 0.25 * (vComp[2*ix3][2*iy] + vComp[2*ix3+1][2*iy] + vComp[2*ix3][2*iy+1] + vComp[2*ix3+1][2*iy+1]);
 274       double error = fabs (avgPixel - avgPixelComp);
 275       if (error > eMax)
 276         eMax = error;
 277     }
 278   }
 279
 280   e = eMax;
 281
 282   return true;
 283 }
 284
 285
 286 bool
 287 ImageFile::printComparativeStatistics (const ImageFile& imComp, std::ostream& os) const
 288 {
 289   double d, r, e;
 290
 291   if (comparativeStatistics (imComp, d, r, e)) {
 292     os << "  Normalized root mean squared distance (d): " << d << std::endl;
 293     os << "      Normalized mean absolute distance (r): " << r << std::endl;
 294     os << "Worst case distance (2x2 pixel average) (e): " << e << std::endl;
 295     return true;
 296   }
 297   return false;
 298 }
 299
 300
 301 void
 302 ImageFile::printStatistics (std::ostream& os) const
 303 {
 304   double min, max, mean, mode, median, stddev;
 305
 306   statistics (min, max, mean, mode, median, stddev);
 307   if (isComplex())
 308     os << "Real Component Statistics" << std::endl;
 309
 310   os << "   min: " << min << std::endl;
 311   os << "   max: " << max << std::endl;
 312   os << "  mean: " << mean << std::endl;
 313   os << "  mode: " << mode << std::endl;
 314   os << "median: " << median << std::endl;
 315   os << "stddev: " << stddev << std::endl;
 316
 317   if (isComplex()) {
 318     statistics (getImaginaryArray(), min, max, mean, mode, median, stddev);
 319     os << std::endl << "Imaginary Component Statistics" << std::endl;
 320     os << "   min: " << min << std::endl;
 321     os << "   max: " << max << std::endl;
 322     os << "  mean: " << mean << std::endl;
 323     os << "  mode: " << mode << std::endl;
 324     os << "median: " << median << std::endl;
 325     os << "stddev: " << stddev << std::endl;
 326   }
 327 }
 328
 329
 330 void
 331 ImageFile::statistics (double& min, double& max, double& mean, double& mode, double& median, double& stddev) const
 332 {
 333   ImageFileArrayConst v = getArray();
 334   statistics (v, min, max, mean, mode, median, stddev);
 335 }
 336
 337
 338 void
 339 ImageFile::statistics (ImageFileArrayConst v, double& min, double& max, double& mean, double& mode, double& median, double& stddev) const
 340 {
 341   int nx = m_nx;
 342   int ny = m_ny;
 343
 344   if (v == NULL || nx == 0 || ny == 0)
 345     return;
 346
 347   std::vector<double> vecImage;
 348   int iVec = 0;
 349   vecImage.resize (nx * ny);
 350   for (int ix = 0; ix < nx; ix++) {
 351     for (int iy = 0; iy < ny; iy++)
 352       vecImage[iVec++] = v[ix][iy];
 353   }
 354
 355   vectorNumericStatistics (vecImage, nx * ny, min, max, mean, mode, median, stddev);
 356 }
 357
 358 void
 359 ImageFile::getMinMax (double& min, double& max) const
 360 {
 361   int nx = m_nx;
 362   int ny = m_ny;
 363   ImageFileArrayConst v = getArray();
 364
 365   if (v == NULL || nx == 0 || ny == 0)
 366     return;
 367
 368   min = v[0][0];
 369   max = v[0][0];
 370   for (int ix = 0; ix < nx; ix++) {
 371     for (int iy = 0; iy < ny; iy++) {
 372       if (v[ix][iy] > max)
 373         max = v[ix][iy];
 374       if (v[ix][iy] < min)
 375         min = v[ix][iy];
 376     }
 377   }
 378 }
 379
 380 bool
 381 ImageFile::convertRealToComplex ()
 382 {
 383   if (dataType() != Array2dFile::DATA_TYPE_REAL)
 384     return false;
 385
 386   if (! reallocRealToComplex())
 387     return false;
 388
 389   ImageFileArray vImag = getImaginaryArray();
 390   for (unsigned int ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
 391     ImageFileColumn vCol = vImag[ix];
 392     for (unsigned int iy = 0; iy < m_ny; iy++)
 393       *vCol++ = 0;
 394   }
 395
 396   return true;
 397 }
 398
 399 bool
 400 ImageFile::convertComplexToReal ()
 401 {
 402   if (dataType() != Array2dFile::DATA_TYPE_COMPLEX)
 403     return false;
 404
 405   ImageFileArray vReal = getArray();
 406   ImageFileArray vImag = getImaginaryArray();
 407   for (unsigned int ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
 408     ImageFileColumn vRealCol = vReal[ix];
 409     ImageFileColumn vImagCol = vImag[ix];
 410     for (unsigned int iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 411       CTSimComplex c (*vRealCol, *vImagCol);
 412       *vRealCol++ = std::abs (c);
 413       vImagCol++;
 414     }
 415   }
 416
 417   return reallocComplexToReal();
 418 }
 419
 420 bool
 421 ImageFile::subtractImages (const ImageFile& rRHS, ImageFile& result) const
 422 {
 423   if (m_nx != rRHS.nx() || m_ny != rRHS.ny() || m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
 424     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::subtractImage]");
 425     return false;
 426   }
 427
 428   if (isComplex() || rRHS.isComplex() && ! result.isComplex())
 429     result.convertRealToComplex();
 430
 431   ImageFileArrayConst vLHS = getArray();
 432   ImageFileArrayConst vLHSImag = getImaginaryArray();
 433   ImageFileArrayConst vRHS = rRHS.getArray();
 434   ImageFileArrayConst vRHSImag = rRHS.getImaginaryArray();
 435   ImageFileArray vResult = result.getArray();
 436   ImageFileArray vResultImag = result.getImaginaryArray();
 437
 438   for (unsigned int ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
 439     for (unsigned int iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 440       vResult[ix][iy] = vLHS[ix][iy] - vRHS[ix][iy];
 441       if (result.isComplex()) {
 442         vResultImag[ix][iy] = 0;
 443         if (isComplex())
 444           vResultImag[ix][iy] += vLHSImag[ix][iy];
 445         if (rRHS.isComplex())
 446           vResultImag[ix][iy] -= vRHSImag[ix][iy];
 447       }
 448     }
 449   }
 450
 451   return true;
 452 }
 453
 454 bool
 455 ImageFile::addImages (const ImageFile& rRHS, ImageFile& result) const
 456 {
 457   if (m_nx != rRHS.nx() || m_ny != rRHS.ny() || m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
 458     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::subtractImage]");
 459     return false;
 460   }
 461
 462   if (isComplex() || rRHS.isComplex() && ! result.isComplex())
 463     result.convertRealToComplex();
 464
 465   ImageFileArrayConst vLHS = getArray();
 466   ImageFileArrayConst vLHSImag = getImaginaryArray();
 467   ImageFileArrayConst vRHS = rRHS.getArray();
 468   ImageFileArrayConst vRHSImag = rRHS.getImaginaryArray();
 469   ImageFileArray vResult = result.getArray();
 470   ImageFileArray vResultImag = result.getImaginaryArray();
 471
 472   for (unsigned int ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
 473     for (unsigned int iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 474       vResult[ix][iy] = vLHS[ix][iy] + vRHS[ix][iy];
 475       if (result.isComplex()) {
 476         vResultImag[ix][iy] = 0;
 477         if (isComplex())
 478           vResultImag[ix][iy] += vLHSImag[ix][iy];
 479         if (rRHS.isComplex())
 480           vResultImag[ix][iy] += vRHSImag[ix][iy];
 481       }
 482     }
 483   }
 484
 485   return true;
 486 }
 487
 488 bool
 489 ImageFile::multiplyImages (const ImageFile& rRHS, ImageFile& result) const
 490 {
 491   if (m_nx != rRHS.nx() || m_ny != rRHS.ny() || m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
 492     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::subtractImage]");
 493     return false;
 494   }
 495
 496   if (isComplex() || rRHS.isComplex() && ! result.isComplex())
 497     result.convertRealToComplex();
 498
 499   ImageFileArrayConst vLHS = getArray();
 500   ImageFileArrayConst vLHSImag = getImaginaryArray();
 501   ImageFileArrayConst vRHS = rRHS.getArray();
 502   ImageFileArrayConst vRHSImag = rRHS.getImaginaryArray();
 503   ImageFileArray vResult = result.getArray();
 504   ImageFileArray vResultImag = result.getImaginaryArray();
 505
 506   for (unsigned int ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
 507     for (unsigned int iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 508       if (result.isComplex()) {
 509         double dImag = 0;
 510         if (isComplex())
 511           dImag = vLHSImag[ix][iy];
 512         std::complex<double> cLHS (vLHS[ix][iy], dImag);
 513         dImag = 0;
 514         if (rRHS.isComplex())
 515           dImag = vRHSImag[ix][iy];
 516         std::complex<double> cRHS (vRHS[ix][iy], dImag);
 517         std::complex<double> cResult = cLHS * cRHS;
 518         vResult[ix][iy] = cResult.real();
 519         vResultImag[ix][iy] = cResult.imag();
 520       } else
 521         vResult[ix][iy] = vLHS[ix][iy] * vRHS[ix][iy];
 522     }
 523   }
 524
 525
 526   return true;
 527 }
 528
 529 bool
 530 ImageFile::divideImages (const ImageFile& rRHS, ImageFile& result) const
 531 {
 532   if (m_nx != rRHS.nx() || m_ny != rRHS.ny() || m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
 533     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::subtractImage]");
 534     return false;
 535   }
 536
 537   if (isComplex() || rRHS.isComplex() && ! result.isComplex())
 538     result.convertRealToComplex();
 539
 540   ImageFileArrayConst vLHS = getArray();
 541   ImageFileArrayConst vLHSImag = getImaginaryArray();
 542   ImageFileArrayConst vRHS = rRHS.getArray();
 543   ImageFileArrayConst vRHSImag = rRHS.getImaginaryArray();
 544   ImageFileArray vResult = result.getArray();
 545   ImageFileArray vResultImag = result.getImaginaryArray();
 546
 547   for (unsigned int ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
 548     for (unsigned int iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 549       if (result.isComplex()) {
 550         double dImag = 0;
 551         if (isComplex())
 552           dImag = vLHSImag[ix][iy];
 553         std::complex<double> cLHS (vLHS[ix][iy], dImag);
 554         dImag = 0;
 555         if (rRHS.isComplex())
 556           dImag = vRHSImag[ix][iy];
 557         std::complex<double> cRHS (vRHS[ix][iy], dImag);
 558         std::complex<double> cResult = cLHS / cRHS;
 559         vResult[ix][iy] = cResult.real();
 560         vResultImag[ix][iy] = cResult.imag();
 561       } else {
 562         if (vRHS != 0)
 563           vResult[ix][iy] = vLHS[ix][iy] / vRHS[ix][iy];
 564         else
 565           vResult[ix][iy] = 0;
 566       }
 567     }
 568   }
 569
 570   return true;
 571 }
 572
 573
 574 bool
 575 ImageFile::invertPixelValues (ImageFile& result) const
 576 {
 577   if (m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
 578     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::invertPixelValues]");
 579     return false;
 580   }
 581
 582   if (isComplex() && ! result.isComplex())
 583     result.convertRealToComplex();
 584
 585   ImageFileArrayConst vLHS = getArray();
 586   ImageFileArray vResult = result.getArray();
 587
 588   for (unsigned int ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
 589     ImageFileColumnConst in = vLHS[ix];
 590     ImageFileColumn out = vResult[ix];
 591     for (unsigned int iy = 0; iy < m_ny; iy++)
 592       *out++ = - *in++;
 593   }
 594
 595   return true;
 596 }
 597
 598 bool
 599 ImageFile::sqrt (ImageFile& result) const
 600 {
 601   if (m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
 602     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::invertPixelValues]");
 603     return false;
 604   }
 605
 606   if (isComplex() && ! result.isComplex())
 607     result.convertRealToComplex();
 608
 609   bool bComplexOutput = result.isComplex();
 610   ImageFileArrayConst vLHS = getArray();
 611   if (! bComplexOutput)   // check if should convert to complex output
 612     for (unsigned int ix = 0; ix < m_nx; ix++)
 613       for (unsigned int iy = 0; iy < m_ny; iy++)
 614         if (! bComplexOutput && vLHS[ix][iy] < 0) {
 615           result.convertRealToComplex();
 616           bComplexOutput = true;
 617           break;
 618         }
 619
 620         ImageFileArrayConst vLHSImag = getImaginaryArray();
 621         ImageFileArray vResult = result.getArray();
 622         ImageFileArray vResultImag = result.getImaginaryArray();
 623
 624         for (unsigned int ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
 625           for (unsigned int iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 626             if (result.isComplex()) {
 627               double dImag = 0;
 628               if (isComplex())
 629                 dImag = vLHSImag[ix][iy];
 630               std::complex<double> cLHS (vLHS[ix][iy], dImag);
 631               std::complex<double> cResult = std::sqrt(cLHS);
 632               vResult[ix][iy] = cResult.real();
 633               vResultImag[ix][iy] = cResult.imag();
 634             } else
 635               vResult[ix][iy] = ::sqrt (vLHS[ix][iy]);
 636           }
 637         }
 638
 639
 640         return true;
 641 }
 642
 643 bool
 644 ImageFile::log (ImageFile& result) const
 645 {
 646   if (m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
 647     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::invertPixelValues]");
 648     return false;
 649   }
 650
 651   if (isComplex() && ! result.isComplex())
 652     result.convertRealToComplex();
 653
 654   ImageFileArrayConst vLHS = getArray();
 655   ImageFileArrayConst vLHSImag = getImaginaryArray();
 656   ImageFileArray vResult = result.getArray();
 657   ImageFileArray vResultImag = result.getImaginaryArray();
 658
 659   for (unsigned int ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
 660     for (unsigned int iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 661       if (result.isComplex()) {
 662         double dImag = 0;
 663         if (isComplex())
 664           dImag = vLHSImag[ix][iy];
 665         std::complex<double> cLHS (vLHS[ix][iy], dImag);
 666         std::complex<double> cResult = std::log (cLHS);
 667         vResult[ix][iy] = cResult.real();
 668         vResultImag[ix][iy] = cResult.imag();
 669       } else
 670         vResult[ix][iy] = ::log (vLHS[ix][iy]);
 671     }
 672   }
 673
 674
 675   return true;
 676 }
 677
 678 bool
 679 ImageFile::exp (ImageFile& result) const
 680 {
 681   if (m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
 682     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::invertPixelValues]");
 683     return false;
 684   }
 685
 686   if (isComplex() && ! result.isComplex())
 687     result.convertRealToComplex();
 688
 689   ImageFileArrayConst vLHS = getArray();
 690   ImageFileArrayConst vLHSImag = getImaginaryArray();
 691   ImageFileArray vResult = result.getArray();
 692   ImageFileArray vResultImag = result.getImaginaryArray();
 693
 694   for (unsigned int ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
 695     for (unsigned int iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 696       if (result.isComplex()) {
 697         double dImag = 0;
 698         if (isComplex())
 699           dImag = vLHSImag[ix][iy];
 700         std::complex<double> cLHS (vLHS[ix][iy], dImag);
 701         std::complex<double> cResult = std::exp (cLHS);
 702         vResult[ix][iy] = cResult.real();
 703         vResultImag[ix][iy] = cResult.imag();
 704       } else
 705         vResult[ix][iy] = ::exp (vLHS[ix][iy]);
 706     }
 707   }
 708
 709
 710   return true;
 711 }
 712
 713 bool
 714 ImageFile::scaleImage (ImageFile& result) const
 715 {
 716   unsigned int nx = m_nx;
 717   unsigned int ny = m_ny;
 718   unsigned int newNX = result.nx();
 719   unsigned int newNY = result.ny();
 720
 721   double dXScale = static_cast<double>(newNX) / static_cast<double>(nx);
 722   double dYScale = static_cast<double>(newNY) / static_cast<double>(ny);
 723
 724   if (isComplex() && ! result.isComplex())
 725     result.convertRealToComplex();
 726
 727   ImageFileArrayConst vReal = getArray();
 728   ImageFileArrayConst vImag = getImaginaryArray();
 729   ImageFileArray vResult = result.getArray();
 730   ImageFileArray vResultImag = result.getImaginaryArray();
 731
 732   for (unsigned int ix = 0; ix < newNX; ix++) {
 733     for (unsigned int iy = 0; iy < newNY; iy++) {
 734       double dXPos = ix / dXScale;
 735       double dYPos = iy / dYScale;
 736       unsigned int scaleNX = static_cast<unsigned int> (dXPos);
 737       unsigned int scaleNY = static_cast<unsigned int> (dYPos);
 738       double dXFrac = dXPos - scaleNX;
 739       double dYFrac = dYPos - scaleNY;
 740       if (scaleNX >= nx - 1 || scaleNY >= ny - 1) {
 741         vResult[ix][iy] = vReal[scaleNX][scaleNY];
 742         if (result.isComplex()) {
 743           if (isComplex())
 744             vResultImag[ix][iy] = vImag[scaleNX][scaleNY];
 745           else
 746             vResultImag[ix][iy] = 0;
 747         }
 748       } else {
 749         vResult[ix][iy] = (1 - dXFrac) * (1 - dYFrac) * vReal[scaleNX][scaleNY] +
 750           dXFrac * (1 - dYFrac) * vReal[scaleNX+1][scaleNY] +
 751           dYFrac * (1 - dXFrac) * vReal[scaleNX][scaleNY+1] +
 752           dXFrac * dYFrac * vReal[scaleNX+1][scaleNY+1];
 753         if (result.isComplex()) {
 754           if (isComplex())
 755             vResultImag[ix][iy] = (1 - dXFrac) * (1 - dYFrac) * vImag[scaleNX][scaleNY] +
 756             dXFrac * (1 - dYFrac) * vImag[scaleNX+1][scaleNY] +
 757             dYFrac * (1 - dXFrac) * vImag[scaleNX][scaleNY+1] +
 758             dXFrac * dYFrac * vImag[scaleNX+1][scaleNY+1];
 759           else
 760             vResultImag[ix][iy] = 0;
 761         }
 762       }
 763     }
 764   }
 765
 766   return true;
 767 }
 768
 769 #ifdef HAVE_FFTW
 770 bool
 771 ImageFile::fft (ImageFile& result) const
 772 {
 773   if (m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
 774     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::invertPixelValues]");
 775     return false;
 776   }
 777
 778   if (result.dataType() == Array2dFile::DATA_TYPE_REAL) {
 779     if (! result.convertRealToComplex ())
 780       return false;
 781   }
 782
 783   fftw_complex* in = new fftw_complex [m_nx * m_ny];
 784
 785   ImageFileArrayConst vReal = getArray();
 786   ImageFileArrayConst vImag = getImaginaryArray();
 787
 788   unsigned int ix, iy;
 789   unsigned int iArray = 0;
 790   for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
 791     for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 792       in[iArray].re = vReal[ix][iy];
 793       if (isComplex())
 794         in[iArray].im = vImag[ix][iy];
 795       else
 796         in[iArray].im = 0;
 797       iArray++;
 798     }
 799
 800     fftwnd_plan plan = fftw2d_create_plan (m_nx, m_ny, FFTW_FORWARD, FFTW_IN_PLACE);
 801
 802     fftwnd_one (plan, in, NULL);
 803
 804     ImageFileArray vRealResult = result.getArray();
 805     ImageFileArray vImagResult = result.getImaginaryArray();
 806     iArray = 0;
 807     unsigned int iScale = m_nx * m_ny;
 808     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
 809       for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 810         vRealResult[ix][iy] = in[iArray].re / iScale;
 811         vImagResult[ix][iy] = in[iArray].im / iScale;
 812         iArray++;
 813       }
 814
 815       fftwnd_destroy_plan (plan);
 816       delete in;
 817
 818
 819       Fourier::shuffleFourierToNaturalOrder (result);
 820
 821       return true;
 822 }
 823
 824
 825 bool
 826 ImageFile::ifft (ImageFile& result) const
 827 {
 828   if (m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
 829     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::invertPixelValues]");
 830     return false;
 831   }
 832
 833   if (result.dataType() == Array2dFile::DATA_TYPE_REAL) {
 834     if (! result.convertRealToComplex ())
 835       return false;
 836   }
 837
 838   ImageFileArrayConst vReal = getArray();
 839   ImageFileArrayConst vImag = getImaginaryArray();
 840   ImageFileArray vRealResult = result.getArray();
 841   ImageFileArray vImagResult = result.getImaginaryArray();
 842   unsigned int ix, iy;
 843   for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
 844     for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 845       vRealResult[ix][iy] = vReal[ix][iy];
 846       if (isComplex())
 847         vImagResult[ix][iy] = vImag[ix][iy];
 848       else
 849         vImagResult[ix][iy] = 0;
 850     }
 851
 852     Fourier::shuffleNaturalToFourierOrder (result);
 853
 854     fftw_complex* in = new fftw_complex [m_nx * m_ny];
 855
 856     unsigned int iArray = 0;
 857     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
 858       for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 859         in[iArray].re = vRealResult[ix][iy];
 860         in[iArray].im = vImagResult[ix][iy];
 861         iArray++;
 862       }
 863
 864       fftwnd_plan plan = fftw2d_create_plan (m_nx, m_ny, FFTW_BACKWARD, FFTW_IN_PLACE);
 865
 866       fftwnd_one (plan, in, NULL);
 867
 868       iArray = 0;
 869       for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
 870         for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 871           vRealResult[ix][iy] = in[iArray].re;
 872           vImagResult[ix][iy] = in[iArray].im;
 873           iArray++;
 874         }
 875
 876         fftwnd_destroy_plan (plan);
 877
 878         delete in;
 879
 880         return true;
 881 }
 882
 883 bool
 884 ImageFile::fftRows (ImageFile& result) const
 885 {
 886   if (m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
 887     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::fftRows]");
 888     return false;
 889   }
 890
 891   if (result.dataType() == Array2dFile::DATA_TYPE_REAL) {
 892     if (! result.convertRealToComplex ())
 893       return false;
 894   }
 895
 896   fftw_complex* in = new fftw_complex [m_nx];
 897
 898   ImageFileArrayConst vReal = getArray();
 899   ImageFileArrayConst vImag = getImaginaryArray();
 900
 901   fftw_plan plan = fftw_create_plan (m_nx, FFTW_FORWARD, FFTW_IN_PLACE);
 902   std::complex<double>* pcRow = new std::complex<double> [m_nx];
 903
 904   unsigned int ix, iy;
 905   unsigned int iArray = 0;
 906   for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 907     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
 908       in[ix].re = vReal[ix][iy];
 909       if (isComplex())
 910         in[ix].im = vImag[ix][iy];
 911       else
 912         in[ix].im = 0;
 913     }
 914
 915     fftw_one (plan, in, NULL);
 916
 917     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
 918       pcRow[ix] = std::complex<double>(in[ix].re, in[ix].im);
 919
 920     Fourier::shuffleFourierToNaturalOrder (pcRow, m_nx);
 921     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
 922       vReal[ix][iy] = pcRow[ix].real();
 923       vImag[ix][iy] = pcRow[ix].imag();
 924     }
 925   }
 926   delete [] pcRow;
 927
 928   fftw_destroy_plan (plan);
 929   delete in;
 930
 931   return true;
 932 }
 933
 934 bool
 935 ImageFile::ifftRows (ImageFile& result) const
 936 {
 937   if (m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
 938     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::fftRows]");
 939     return false;
 940   }
 941
 942   if (result.dataType() == Array2dFile::DATA_TYPE_REAL) {
 943     if (! result.convertRealToComplex ())
 944       return false;
 945   }
 946
 947   fftw_complex* in = new fftw_complex [m_nx];
 948
 949   ImageFileArrayConst vReal = getArray();
 950   ImageFileArrayConst vImag = getImaginaryArray();
 951
 952   fftw_plan plan = fftw_create_plan (m_nx, FFTW_BACKWARD, FFTW_IN_PLACE);
 953   std::complex<double>* pcRow = new std::complex<double> [m_nx];
 954
 955   unsigned int ix, iy;
 956   unsigned int iArray = 0;
 957   for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 958     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
 959       double dImag = 0;
 960       if (isComplex())
 961         dImag = vImag[ix][iy];
 962       pcRow[ix] = std::complex<double> (vReal[ix][iy], dImag);
 963     }
 964
 965     Fourier::shuffleNaturalToFourierOrder (pcRow, m_nx);
 966
 967     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
 968       in[ix].re = pcRow[ix].real();
 969       in[ix].im = pcRow[ix].imag();
 970     }
 971
 972     fftw_one (plan, in, NULL);
 973
 974     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
 975       vReal[ix][iy] = in[ix].re;
 976       vImag[ix][iy] = in[ix].im;
 977     }
 978   }
 979   delete [] pcRow;
 980
 981   fftw_destroy_plan (plan);
 982   delete in;
 983
 984   return true;
 985 }
 986
 987 bool
 988 ImageFile::fftCols (ImageFile& result) const
 989 {
 990   return false;
 991 }
 992
 993 bool
 994 ImageFile::ifftCols (ImageFile& result) const
 995 {
 996   return false;
 997 }
 998
 999 #endif // HAVE_FFTW
1000
1001
1002
1003 bool
1004 ImageFile::fourier (ImageFile& result) const
1005 {
1006   if (m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
1007     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::invertPixelValues]");
1008     return false;
1009   }
1010
1011   if (! result.isComplex())
1012     if (! result.convertRealToComplex ())
1013       return false;
1014
1015     ImageFileArrayConst vLHS = getArray();
1016     ImageFileArrayConst vLHSImag = getImaginaryArray();
1017     ImageFileArray vRealResult = result.getArray();
1018     ImageFileArray vImagResult = result.getImaginaryArray();
1019
1020     unsigned int ix, iy;
1021
1022     // alloc output matrix
1023     CTSimComplex** complexOut = new CTSimComplex* [m_nx];
1024     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1025       complexOut[ix] = new CTSimComplex [m_ny];
1026
1027     // fourier each x column
1028     CTSimComplex* pY = new CTSimComplex [m_ny];
1029     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
1030       for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
1031         double dImag = 0;
1032         if (isComplex())
1033           dImag = vLHSImag[ix][iy];
1034         pY[iy] = std::complex<double>(vLHS[ix][iy], dImag);
1035       }
1036       ProcessSignal::finiteFourierTransform (pY, complexOut[ix], m_ny,  ProcessSignal::FORWARD);
1037     }
1038     delete [] pY;
1039
1040     // fourier each y row
1041     CTSimComplex* pX = new CTSimComplex [m_nx];
1042     CTSimComplex* complexOutRow = new CTSimComplex [m_nx];
1043     for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
1044       for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1045         pX[ix] = complexOut[ix][iy];
1046       ProcessSignal::finiteFourierTransform (pX, complexOutRow, m_nx, ProcessSignal::FORWARD);
1047       for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1048         complexOut[ix][iy] = complexOutRow[ix];
1049     }
1050     delete [] pX;
1051     delete [] complexOutRow;
1052
1053     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1054       for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
1055         vRealResult[ix][iy] = complexOut[ix][iy].real();
1056         vImagResult[ix][iy] = complexOut[ix][iy].imag();
1057       }
1058
1059       Fourier::shuffleFourierToNaturalOrder (result);
1060
1061       // delete complexOut matrix
1062       for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1063         delete [] complexOut[ix];
1064       delete [] complexOut;
1065
1066       return true;
1067 }
1068
1069 bool
1070 ImageFile::inverseFourier (ImageFile& result) const
1071 {
1072   if (m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
1073     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::invertPixelValues]");
1074     return false;
1075   }
1076
1077   if (result.dataType() == Array2dFile::DATA_TYPE_REAL) {
1078     if (! result.convertRealToComplex ())
1079       return false;
1080   }
1081
1082   ImageFileArrayConst vLHSReal = getArray();
1083   ImageFileArrayConst vLHSImag = getImaginaryArray();
1084   ImageFileArray vRealResult = result.getArray();
1085   ImageFileArray vImagResult = result.getImaginaryArray();
1086
1087   unsigned int ix, iy;
1088   // alloc 2d complex output matrix
1089   CTSimComplex** complexOut = new CTSimComplex* [m_nx];
1090   for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1091     complexOut[ix] = new CTSimComplex [m_ny];
1092
1093   // put input image into result
1094   for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1095     for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
1096       vRealResult[ix][iy] = vLHSReal[ix][iy];
1097       if (isComplex())
1098         vImagResult[ix][iy] = vLHSImag[ix][iy];
1099       else
1100         vImagResult[ix][iy] = 0;
1101     }
1102
1103     Fourier::shuffleNaturalToFourierOrder (result);
1104
1105     // ifourier each x column
1106     CTSimComplex* pCol = new CTSimComplex [m_ny];
1107     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
1108       for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
1109         pCol[iy] = std::complex<double> (vRealResult[ix][iy], vImagResult[ix][iy]);
1110       }
1111       ProcessSignal::finiteFourierTransform (pCol, complexOut[ix], m_ny,  ProcessSignal::BACKWARD);
1112     }
1113     delete [] pCol;
1114
1115     // ifourier each y row
1116     CTSimComplex* complexInRow = new CTSimComplex [m_nx];
1117     CTSimComplex* complexOutRow = new CTSimComplex [m_nx];
1118     for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
1119       for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1120         complexInRow[ix] = complexOut[ix][iy];
1121       ProcessSignal::finiteFourierTransform (complexInRow, complexOutRow, m_nx, ProcessSignal::BACKWARD);
1122       for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1123         complexOut[ix][iy] = complexOutRow[ix];
1124     }
1125     delete [] complexInRow;
1126     delete [] complexOutRow;
1127
1128     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1129       for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
1130         vRealResult[ix][iy] = complexOut[ix][iy].real();
1131         vImagResult[ix][iy] = complexOut[ix][iy].imag();
1132       }
1133
1134       // delete complexOut matrix
1135       for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1136         delete [] complexOut[ix];
1137       delete [] complexOut;
1138
1139       return true;
1140 }
1141
1142
1143 bool
1144 ImageFile::magnitude (ImageFile& result) const
1145 {
1146   if (m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
1147     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::invertPixelValues]");
1148     return false;
1149   }
1150
1151   ImageFileArray vReal = getArray();
1152   ImageFileArray vImag = getImaginaryArray();
1153   ImageFileArray vRealResult = result.getArray();
1154
1155   for (unsigned int ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1156     for (unsigned int iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
1157       if (isComplex())
1158         vRealResult[ix][iy] = ::sqrt (vReal[ix][iy] * vReal[ix][iy] + vImag[ix][iy] * vImag[ix][iy]);
1159       else
1160         vRealResult[ix][iy] = vReal[ix][iy];
1161     }
1162
1163     if (result.isComplex())
1164       result.convertComplexToReal();
1165
1166     return true;
1167 }
1168
1169 bool
1170 ImageFile::phase (ImageFile& result) const
1171 {
1172   if (m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
1173     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::invertPixelValues]");
1174     return false;
1175   }
1176
1177   ImageFileArray vReal = getArray();
1178   ImageFileArray vImag = getImaginaryArray();
1179   ImageFileArray vRealResult = result.getArray();
1180
1181   for (unsigned int ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1182     for (unsigned int iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
1183       if (isComplex())
1184         vRealResult[ix][iy] = ::atan2 (vImag[ix][iy], vReal[ix][iy]);
1185       else
1186         vRealResult[ix][iy] = 0;
1187     }
1188
1189     if (result.isComplex())
1190       result.convertComplexToReal();
1191
1192     return true;
1193 }
1194
1195 bool
1196 ImageFile::square (ImageFile& result) const
1197 {
1198   if (m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
1199     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::invertPixelValues]");
1200     return false;
1201   }
1202
1203   if (isComplex() && ! result.isComplex())
1204     result.convertRealToComplex();
1205
1206   ImageFileArrayConst vLHS = getArray();
1207   ImageFileArrayConst vLHSImag = getImaginaryArray();
1208   ImageFileArray vResult = result.getArray();
1209   ImageFileArray vResultImag = result.getImaginaryArray();
1210
1211   for (unsigned int ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
1212     for (unsigned int iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
1213       if (result.isComplex()) {
1214         double dImag = 0;
1215         if (isComplex())
1216           dImag = vLHSImag[ix][iy];
1217         std::complex<double> cLHS (vLHS[ix][iy], dImag);
1218         std::complex<double> cResult = cLHS * cLHS;
1219         vResult[ix][iy] = cResult.real();
1220         vResultImag[ix][iy] = cResult.imag();
1221       } else
1222         vResult[ix][iy] = vLHS[ix][iy] * vLHS[ix][iy];
1223     }
1224   }
1225
1226
1227   return true;
1228 }
1229
1230 int
1231 ImageFile::convertExportFormatNameToID (const char* const formatName)
1232 {
1233   int formatID = EXPORT_FORMAT_INVALID;
1234
1235   for (int i = 0; i < s_iExportFormatCount; i++)
1236     if (strcasecmp (formatName, s_aszExportFormatName[i]) == 0) {
1237       formatID = i;
1238       break;
1239     }
1240
1241     return (formatID);
1242 }
1243
1244 const char*
1245 ImageFile::convertExportFormatIDToName (int formatID)
1246 {
1247   static const char *formatName = "";
1248
1249   if (formatID >= 0 && formatID < s_iExportFormatCount)
1250     return (s_aszExportFormatName[formatID]);
1251
1252   return (formatName);
1253 }
1254
1255 const char*
1256 ImageFile::convertExportFormatIDToTitle (const int formatID)
1257 {
1258   static const char *formatTitle = "";
1259
1260   if (formatID >= 0 && formatID < s_iExportFormatCount)
1261     return (s_aszExportFormatTitle[formatID]);
1262
1263   return (formatTitle);
1264 }
1265
1266 int
1267 ImageFile::convertImportFormatNameToID (const char* const formatName)
1268 {
1269   int formatID = IMPORT_FORMAT_INVALID;
1270
1271   for (int i = 0; i < s_iImportFormatCount; i++)
1272     if (strcasecmp (formatName, s_aszImportFormatName[i]) == 0) {
1273       formatID = i;
1274       break;
1275     }
1276
1277     return (formatID);
1278 }
1279
1280 const char*
1281 ImageFile::convertImportFormatIDToName (int formatID)
1282 {
1283   static const char *formatName = "";
1284
1285   if (formatID >= 0 && formatID < s_iImportFormatCount)
1286     return (s_aszImportFormatName[formatID]);
1287
1288   return (formatName);
1289 }
1290
1291 const char*
1292 ImageFile::convertImportFormatIDToTitle (const int formatID)
1293 {
1294   static const char *formatTitle = "";
1295
1296   if (formatID >= 0 && formatID < s_iImportFormatCount)
1297     return (s_aszImportFormatTitle[formatID]);
1298
1299   return (formatTitle);
1300 }
1301
1302 bool
1303 ImageFile::importImage (const char* const pszFormat, const char* const pszFilename)
1304 {
1305   int iFormatID = convertImportFormatNameToID (pszFormat);
1306
1307   if (iFormatID == IMPORT_FORMAT_PPM)
1308     return readImagePPM (pszFilename);
1309 #ifdef HAVE_PNG
1310   else if (iFormatID == IMPORT_FORMAT_PNG)
1311     return readImagePNG (pszFilename);
1312 #endif
1313 #ifdef HAVE_CTN_DICOM
1314   else if (iFormatID == IMPORT_FORMAT_DICOM)
1315     return readImageDicom (pszFilename);
1316 #endif
1317
1318   sys_error (ERR_SEVERE, "Invalid format %s [ImageFile::importImage]", pszFormat);
1319   return false;
1320 }
1321
1322 bool
1323 ImageFile::readImageDicom (const char* const pszFile)
1324 {
1325   return false;
1326 }
1327
1328 void
1329 ImageFile::skipSpacePPM (FILE* fp)
1330 {
1331   int c = fgetc (fp);
1332   while (isspace (c) || c == '#') {
1333     if (c == '#') {   // comment until end of line
1334       c = fgetc(fp);
1335       while (c != 13 && c != 10)
1336         c = fgetc(fp);
1337     }
1338     else
1339       c = fgetc(fp);
1340   }
1341
1342   ungetc (c, fp);
1343 }
1344
1345 bool
1346 ImageFile::readImagePPM (const char* const pszFile)
1347 {
1348   FILE* fp = fopen (pszFile, "r");
1349   if ((fp = fopen (pszFile, "r")) == NULL)
1350     return false;
1351   char cSignature = toupper(fgetc(fp));
1352   if (cSignature != 'P') {
1353     fclose(fp);
1354     return false;
1355   }
1356   cSignature = fgetc(fp);
1357   if (cSignature == '5' || cSignature == '6') { // binary modes
1358     fclose(fp);
1359     fp = fopen(pszFile, "rb"); // reopen in binary mode
1360     fgetc(fp);
1361     fgetc(fp);
1362   } else if (cSignature != '2' && cSignature != '3') {
1363     fclose(fp);
1364     return false;
1365   }
1366
1367   int nRows, nCols, iMaxValue;
1368   skipSpacePPM (fp);
1369   if (fscanf (fp, "%d", &nCols) != 1) {
1370     fclose(fp);
1371     return false;
1372   }
1373   skipSpacePPM (fp);
1374   if (fscanf (fp, "%d", &nRows) != 1) {
1375     fclose(fp);
1376     return false;
1377   }
1378   skipSpacePPM (fp);
1379   if (fscanf (fp, "%d", &iMaxValue) != 1) {
1380     fclose(fp);
1381     return false;
1382   }
1383   setArraySize (nRows, nCols);
1384
1385   if (cSignature == '5' || cSignature == '6') { // binary modes
1386     int c = fgetc(fp);
1387     if (c == 13) {
1388       c = fgetc(fp);
1389       if (c != 10)  // read msdos 13-10 newline
1390         ungetc(c, fp);
1391     }
1392   } else
1393     skipSpacePPM (fp); // ascii may have comments
1394
1395   double dMaxValue = iMaxValue;
1396   ImageFileArray v = getArray();
1397   for (int iy = nRows - 1; iy >= 0; iy--) {
1398     for (int ix = 0; ix < nCols; ix++) {
1399       int iGS, iR, iG, iB;
1400       double dR, dG, dB;
1401       switch (cSignature) {
1402       case '2':
1403         if (fscanf(fp, "%d ", &iGS) != 1) {
1404           fclose(fp);
1405           return false;
1406         }
1407         v[ix][iy] = iGS / dMaxValue;
1408         break;
1409       case '5':
1410         iGS = fgetc(fp);
1411         if (iGS == EOF) {
1412           fclose(fp);
1413           return false;
1414         }
1415         v[ix][iy] = iGS / dMaxValue;
1416         break;
1417       case '3':
1418         if (fscanf (fp, "%d %d %d ", &iR, &iG, &iB) != 3) {
1419           fclose(fp);
1420           return false;
1421         }
1422         dR = iR / dMaxValue;
1423         dG = iG / dMaxValue;
1424         dB = iB / dMaxValue;
1425         v[ix][iy] = colorToGrayscale (dR, dG, dB);
1426         break;
1427       case '6':
1428         iR = fgetc(fp);
1429         iG = fgetc(fp);
1430         iB = fgetc(fp);
1431         if (iB == EOF) {
1432           fclose(fp);
1433           return false;
1434         }
1435         dR = iR / dMaxValue;
1436         dG = iG / dMaxValue;
1437         dB = iB / dMaxValue;
1438         v[ix][iy] = colorToGrayscale (dR, dG, dB);
1439         break;
1440       }
1441     }
1442   }
1443
1444   fclose(fp);
1445   return true;
1446 }
1447
1448 #ifdef HAVE_PNG
1449 bool
1450 ImageFile::readImagePNG (const char* const pszFile)
1451 {
1452   FILE* fp = fopen(pszFile, "rb");
1453   if (!fp)
1454     return false;
1455   unsigned char header[8];
1456   fread (header, 1, 8, fp);
1457   if (png_sig_cmp (header, 0, 8)) {
1458     fclose (fp);
1459     return false;
1460   }
1461
1462   png_structp png_ptr = png_create_read_struct (PNG_LIBPNG_VER_STRING, NULL, NULL, NULL);
1463   if (!png_ptr) {
1464     fclose(fp);
1465     return false;
1466   }
1467
1468   png_infop info_ptr = png_create_info_struct(png_ptr);
1469   if (!info_ptr) {
1470     png_destroy_read_struct(&png_ptr, (png_infopp)NULL, (png_infopp)NULL);
1471     fclose(fp);
1472     return false;
1473   }
1474
1475   png_infop end_info = png_create_info_struct(png_ptr);
1476   if (!end_info) {
1477     png_destroy_read_struct(&png_ptr, &info_ptr, (png_infopp)NULL);
1478     fclose(fp);
1479     return false;
1480   }
1481
1482   if (setjmp(png_ptr->jmpbuf)) {
1483     png_destroy_read_struct(&png_ptr, &info_ptr, &end_info);
1484     fclose(fp);
1485     return false;
1486   }
1487
1488   png_init_io(png_ptr, fp);
1489   png_set_sig_bytes(png_ptr, 8);
1490   png_read_info(png_ptr, info_ptr);
1491
1492   int width = png_get_image_width (png_ptr, info_ptr);
1493   int height = png_get_image_height (png_ptr, info_ptr);
1494   int bit_depth = png_get_bit_depth (png_ptr, info_ptr);
1495   int color_type = png_get_color_type (png_ptr, info_ptr);
1496
1497   if (color_type == PNG_COLOR_TYPE_PALETTE && bit_depth <= 8)
1498     png_set_expand(png_ptr);
1499
1500   if (color_type == PNG_COLOR_TYPE_GRAY && bit_depth < 8)
1501     png_set_expand(png_ptr);
1502
1503   if (bit_depth < 8)
1504     png_set_packing(png_ptr);
1505
1506   if (color_type & PNG_COLOR_MASK_ALPHA)
1507     png_set_strip_alpha(png_ptr);
1508
1509   if (bit_depth == 16)
1510     png_set_swap(png_ptr); // convert to little-endian format
1511
1512   png_read_update_info(png_ptr, info_ptr); // update with transformations
1513   int rowbytes = png_get_rowbytes (png_ptr, info_ptr);
1514   bit_depth = png_get_bit_depth (png_ptr, info_ptr);
1515   color_type = png_get_color_type (png_ptr, info_ptr);
1516
1517   png_bytep* row_pointers = new png_bytep [height];
1518   int i;
1519   for (i = 0; i < height; i++)
1520     row_pointers[i] = new unsigned char [rowbytes];
1521
1522   png_read_image(png_ptr, row_pointers);
1523
1524   setArraySize (width, height);
1525   ImageFileArray v = getArray();
1526   for (int iy = 0; iy < height; iy++) {
1527     for (int ix = 0; ix < width; ix++) {
1528       double dV;
1529       if (color_type == PNG_COLOR_TYPE_GRAY) {
1530         if (bit_depth == 8)
1531           dV = row_pointers[iy][ix] / 255.;
1532         else if (bit_depth == 16) {
1533           int iBase = ix * 2;
1534           dV = (row_pointers[iy][iBase] + (row_pointers[iy][iBase+1] << 8)) / 65536.;
1535         }
1536       } else if (color_type == PNG_COLOR_TYPE_RGB) {
1537         if (bit_depth == 8) {
1538           int iBase = ix * 3;
1539           double dR = row_pointers[iy][iBase] / 255.;
1540           double dG = row_pointers[iy][iBase+1] / 255.;
1541           double dB = row_pointers[iy][iBase+2] / 255.;
1542           dV = colorToGrayscale (dR, dG, dR);
1543         }
1544       }
1545       v[ix][height-iy-1] = dV;
1546     }
1547   }
1548
1549   png_read_end(png_ptr, end_info);
1550   png_destroy_read_struct(&png_ptr, &info_ptr, &end_info);
1551
1552   for (i = 0; i < height; i++)
1553     delete row_pointers[i];
1554   delete row_pointers;
1555
1556   fclose (fp);
1557   return true;
1558 }
1559 #endif
1560
1561 bool
1562 ImageFile::exportImage (const char* const pszFormat, const char* const pszFilename, int nxcell, int nycell, double densmin, double densmax)
1563 {
1564   int iFormatID = convertExportFormatNameToID (pszFormat);
1565
1566   if (iFormatID == EXPORT_FORMAT_PGM)
1567     return writeImagePGM (pszFilename, nxcell, nycell, densmin, densmax);
1568   else if (iFormatID == EXPORT_FORMAT_PGMASCII)
1569     return writeImagePGMASCII (pszFilename, nxcell, nycell, densmin, densmax);
1570   else if (iFormatID == EXPORT_FORMAT_PNG)
1571     return writeImagePNG (pszFilename, 8, nxcell, nycell, densmin, densmax);
1572   else if (iFormatID == EXPORT_FORMAT_PNG16)
1573     return writeImagePNG (pszFilename, 16, nxcell, nycell, densmin, densmax);
1574
1575   sys_error (ERR_SEVERE, "Invalid format %s [ImageFile::exportImage]", pszFormat);
1576   return false;
1577 }
1578
1579
1580 bool
1581 ImageFile::writeImagePGM (const char* const outfile, int nxcell, int nycell, double densmin, double densmax)
1582 {
1583   FILE *fp;
1584   int nx = m_nx;
1585   int ny = m_ny;
1586   ImageFileArray v = getArray();
1587
1588   unsigned char* rowp = new unsigned char [nx * nxcell];
1589
1590   if ((fp = fopen (outfile, "wb")) == NULL)
1591     return false;
1592
1593   fprintf(fp, "P5\n");
1594   fprintf(fp, "%d %d\n", nx, ny);
1595   fprintf(fp, "255\n");
1596
1597   for (int irow = ny - 1; irow >= 0; irow--) {
1598     for (int icol = 0; icol < nx; icol++) {
1599       int pos = icol * nxcell;
1600       double dens = (v[icol][irow] - densmin) / (densmax - densmin);
1601       dens = clamp (dens, 0., 1.);
1602       for (int p = pos; p < pos + nxcell; p++) {
1603         rowp[p] = static_cast<unsigned int> (dens * 255.);
1604       }
1605     }
1606     for (int ir = 0; ir < nycell; ir++) {
1607       for (int ic = 0; ic < nx * nxcell; ic++)
1608         fputc( rowp[ic], fp );
1609     }
1610   }
1611
1612   delete rowp;
1613   fclose(fp);
1614
1615   return true;
1616 }
1617
1618 bool
1619 ImageFile::writeImagePGMASCII (const char* const outfile, int nxcell, int nycell, double densmin, double densmax)
1620 {
1621   FILE *fp;
1622   int nx = m_nx;
1623   int ny = m_ny;
1624   ImageFileArray v = getArray();
1625
1626   unsigned char* rowp = new unsigned char [nx * nxcell];
1627
1628   if ((fp = fopen (outfile, "wb")) == NULL)
1629     return false;
1630
1631   fprintf(fp, "P2\n");
1632   fprintf(fp, "%d %d\n", nx, ny);
1633   fprintf(fp, "255\n");
1634
1635   for (int irow = ny - 1; irow >= 0; irow--) {
1636     for (int icol = 0; icol < nx; icol++) {
1637       int pos = icol * nxcell;
1638       double dens = (v[icol][irow] - densmin) / (densmax - densmin);
1639       dens = clamp (dens, 0., 1.);
1640       for (int p = pos; p < pos + nxcell; p++) {
1641         rowp[p] = static_cast<unsigned int> (dens * 255.);
1642       }
1643     }
1644     for (int ir = 0; ir < nycell; ir++) {
1645       for (int ic = 0; ic < nx * nxcell; ic++)
1646         fprintf(fp, "%d ", rowp[ic]);
1647       fprintf(fp, "\n");
1648     }
1649   }
1650
1651   delete rowp;
1652   fclose(fp);
1653
1654   return true;
1655 }
1656
1657
1658 #ifdef HAVE_PNG
1659 bool
1660 ImageFile::writeImagePNG (const char* const outfile, int bitdepth, int nxcell, int nycell, double densmin, double densmax)
1661 {
1662   double max_out_level = (1 << bitdepth) - 1;
1663   int nx = m_nx;
1664   int ny = m_ny;
1665   ImageFileArray v = getArray();
1666
1667   unsigned char* rowp = new unsigned char [nx * nxcell * (bitdepth / 8)];
1668
1669   FILE *fp = fopen (outfile, "wb");
1670   if (! fp)
1671     return false;
1672
1673   png_structp png_ptr = png_create_write_struct (PNG_LIBPNG_VER_STRING, NULL, NULL, NULL);
1674   if (! png_ptr)
1675     return false;
1676
1677   png_infop info_ptr = png_create_info_struct (png_ptr);
1678   if (! info_ptr) {
1679     png_destroy_write_struct (&png_ptr, (png_infopp) NULL);
1680     fclose (fp);
1681     return false;
1682   }
1683
1684   if (setjmp (png_ptr->jmpbuf)) {
1685     png_destroy_write_struct (&png_ptr, &info_ptr);
1686     fclose (fp);
1687     return false;
1688   }
1689
1690   png_init_io(png_ptr, fp);
1691
1692   png_set_IHDR (png_ptr, info_ptr, nx * nxcell, ny * nycell, bitdepth, PNG_COLOR_TYPE_GRAY, PNG_INTERLACE_NONE, PNG_COMPRESSION_TYPE_BASE, PNG_FILTER_TYPE_DEFAULT);
1693
1694   png_write_info(png_ptr, info_ptr);
1695   for (int irow = ny - 1; irow >= 0; irow--) {
1696     png_bytep row_pointer = rowp;
1697
1698     for (int icol = 0; icol < nx; icol++) {
1699       int pos = icol * nxcell;
1700       double dens = (v[icol][irow] - densmin) / (densmax - densmin);
1701       dens = clamp (dens, 0., 1.);
1702       unsigned int outval = static_cast<unsigned int> (dens * max_out_level);
1703
1704       for (int p = pos; p < pos + nxcell; p++) {
1705         if (bitdepth == 8)
1706           rowp[p] = outval;
1707         else {
1708           int rowpos = p * 2;
1709           rowp[rowpos+1] = (outval >> 8) & 0xFF;
1710           rowp[rowpos] = (outval & 0xFF);
1711         }
1712       }
1713     }
1714     for (int ir = 0; ir < nycell; ir++)
1715       png_write_rows (png_ptr, &row_pointer, 1);
1716   }
1717
1718   png_write_end (png_ptr, info_ptr);
1719   png_destroy_write_struct (&png_ptr, &info_ptr);
1720   delete rowp;
1721
1722   fclose(fp);
1723
1724   return true;
1725 }
1726 #endif
1727
1728 #ifdef HAVE_GD
1729 #include "gd.h"
1730 static const int N_GRAYSCALE=256;
1731
1732 bool
1733 ImageFile::writeImageGIF (const char* const outfile, int nxcell, int nycell, double densmin, double densmax)
1734 {
1735   int gs_indices[N_GRAYSCALE];
1736   int nx = m_nx;
1737   int ny = m_ny;
1738   ImageFileArray v = getArray();
1739
1740   unsigned char* rowp = new unsigned char [nx * nxcell];
1741
1742   gdImagePtr gif = gdImageCreate(nx * nxcell, ny * nycell);
1743   for (int i = 0; i < N_GRAYSCALE; i++)
1744     gs_indices[i] = gdImageColorAllocate(gif, i, i, i);
1745
1746   int lastrow = ny * nycell - 1;
1747   for (int irow = 0; irow < ny; irow++) {
1748     int rpos = irow * nycell;
1749     for (int ir = rpos; ir < rpos + nycell; ir++) {
1750       for (int icol = 0; icol < nx; icol++) {
1751         int cpos = icol * nxcell;
1752         double dens = (v[icol][irow] - densmin) / (densmax - densmin);
1753         dens = clamp(dens, 0., 1.);
1754         for (int ic = cpos; ic < cpos + nxcell; ic++) {
1755           rowp[ic] = (unsigned int) (dens * (double) (N_GRAYSCALE - 1));
1756           gdImageSetPixel(gif, ic, lastrow - ir, gs_indices[rowp[ic]]);
1757         }
1758       }
1759     }
1760   }
1761
1762   FILE *out;
1763   if ((out = fopen (outfile,"w")) == NULL) {
1764     sys_error(ERR_SEVERE, "Error opening output file %s for writing", outfile);
1765     return false;
1766   }
1767   gdImageGif(gif,out);
1768   fclose(out);
1769   gdImageDestroy(gif);
1770
1771   delete rowp;
1772
1773   return true;
1774 }
1775 #endif
1776