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 1.39 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 #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::log]");
 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         if (vLHS[ix][iy] > 0)
 671           vResult[ix][iy] = ::log (vLHS[ix][iy]);
 672         else
 673           vResult[ix][iy] = 0;
 674       }
 675     }
 676   }
 677
 678
 679   return true;
 680 }
 681
 682 bool
 683 ImageFile::exp (ImageFile& result) const
 684 {
 685   if (m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
 686     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::invertPixelValues]");
 687     return false;
 688   }
 689
 690   if (isComplex() && ! result.isComplex())
 691     result.convertRealToComplex();
 692
 693   ImageFileArrayConst vLHS = getArray();
 694   ImageFileArrayConst vLHSImag = getImaginaryArray();
 695   ImageFileArray vResult = result.getArray();
 696   ImageFileArray vResultImag = result.getImaginaryArray();
 697
 698   for (unsigned int ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
 699     for (unsigned int iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 700       if (result.isComplex()) {
 701         double dImag = 0;
 702         if (isComplex())
 703           dImag = vLHSImag[ix][iy];
 704         std::complex<double> cLHS (vLHS[ix][iy], dImag);
 705         std::complex<double> cResult = std::exp (cLHS);
 706         vResult[ix][iy] = cResult.real();
 707         vResultImag[ix][iy] = cResult.imag();
 708       } else
 709         vResult[ix][iy] = ::exp (vLHS[ix][iy]);
 710     }
 711   }
 712
 713
 714   return true;
 715 }
 716
 717 bool
 718 ImageFile::scaleImage (ImageFile& result) const
 719 {
 720   unsigned int nx = m_nx;
 721   unsigned int ny = m_ny;
 722   unsigned int newNX = result.nx();
 723   unsigned int newNY = result.ny();
 724
 725   double dXScale = static_cast<double>(newNX) / static_cast<double>(nx);
 726   double dYScale = static_cast<double>(newNY) / static_cast<double>(ny);
 727
 728   if (isComplex() && ! result.isComplex())
 729     result.convertRealToComplex();
 730
 731   ImageFileArrayConst vReal = getArray();
 732   ImageFileArrayConst vImag = getImaginaryArray();
 733   ImageFileArray vResult = result.getArray();
 734   ImageFileArray vResultImag = result.getImaginaryArray();
 735
 736   for (unsigned int ix = 0; ix < newNX; ix++) {
 737     for (unsigned int iy = 0; iy < newNY; iy++) {
 738       double dXPos = ix / dXScale;
 739       double dYPos = iy / dYScale;
 740       unsigned int scaleNX = static_cast<unsigned int> (dXPos);
 741       unsigned int scaleNY = static_cast<unsigned int> (dYPos);
 742       double dXFrac = dXPos - scaleNX;
 743       double dYFrac = dYPos - scaleNY;
 744       if (scaleNX >= nx - 1 || scaleNY >= ny - 1) {
 745         vResult[ix][iy] = vReal[scaleNX][scaleNY];
 746         if (result.isComplex()) {
 747           if (isComplex())
 748             vResultImag[ix][iy] = vImag[scaleNX][scaleNY];
 749           else
 750             vResultImag[ix][iy] = 0;
 751         }
 752       } else {
 753         vResult[ix][iy] = (1 - dXFrac) * (1 - dYFrac) * vReal[scaleNX][scaleNY] +
 754           dXFrac * (1 - dYFrac) * vReal[scaleNX+1][scaleNY] +
 755           dYFrac * (1 - dXFrac) * vReal[scaleNX][scaleNY+1] +
 756           dXFrac * dYFrac * vReal[scaleNX+1][scaleNY+1];
 757         if (result.isComplex()) {
 758           if (isComplex())
 759             vResultImag[ix][iy] = (1 - dXFrac) * (1 - dYFrac) * vImag[scaleNX][scaleNY] +
 760             dXFrac * (1 - dYFrac) * vImag[scaleNX+1][scaleNY] +
 761             dYFrac * (1 - dXFrac) * vImag[scaleNX][scaleNY+1] +
 762             dXFrac * dYFrac * vImag[scaleNX+1][scaleNY+1];
 763           else
 764             vResultImag[ix][iy] = 0;
 765         }
 766       }
 767     }
 768   }
 769
 770   return true;
 771 }
 772
 773 #ifdef HAVE_FFTW
 774 bool
 775 ImageFile::fft (ImageFile& result) const
 776 {
 777   if (m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
 778     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::invertPixelValues]");
 779     return false;
 780   }
 781
 782   if (result.dataType() == Array2dFile::DATA_TYPE_REAL) {
 783     if (! result.convertRealToComplex ())
 784       return false;
 785   }
 786
 787   fftw_complex* in = new fftw_complex [m_nx * m_ny];
 788
 789   ImageFileArrayConst vReal = getArray();
 790   ImageFileArrayConst vImag = getImaginaryArray();
 791
 792   unsigned int ix, iy;
 793   unsigned int iArray = 0;
 794   for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
 795     for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 796       in[iArray].re = vReal[ix][iy];
 797       if (isComplex())
 798         in[iArray].im = vImag[ix][iy];
 799       else
 800         in[iArray].im = 0;
 801       iArray++;
 802     }
 803
 804     fftwnd_plan plan = fftw2d_create_plan (m_nx, m_ny, FFTW_FORWARD, FFTW_IN_PLACE);
 805
 806     fftwnd_one (plan, in, NULL);
 807
 808     ImageFileArray vRealResult = result.getArray();
 809     ImageFileArray vImagResult = result.getImaginaryArray();
 810     iArray = 0;
 811     unsigned int iScale = m_nx * m_ny;
 812     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
 813       for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 814         vRealResult[ix][iy] = in[iArray].re / iScale;
 815         vImagResult[ix][iy] = in[iArray].im / iScale;
 816         iArray++;
 817       }
 818
 819       fftwnd_destroy_plan (plan);
 820       delete in;
 821
 822
 823       Fourier::shuffleFourierToNaturalOrder (result);
 824
 825       return true;
 826 }
 827
 828
 829 bool
 830 ImageFile::ifft (ImageFile& result) const
 831 {
 832   if (m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
 833     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::invertPixelValues]");
 834     return false;
 835   }
 836
 837   if (result.dataType() == Array2dFile::DATA_TYPE_REAL) {
 838     if (! result.convertRealToComplex ())
 839       return false;
 840   }
 841
 842   ImageFileArrayConst vReal = getArray();
 843   ImageFileArrayConst vImag = getImaginaryArray();
 844   ImageFileArray vRealResult = result.getArray();
 845   ImageFileArray vImagResult = result.getImaginaryArray();
 846   unsigned int ix, iy;
 847   for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
 848     for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 849       vRealResult[ix][iy] = vReal[ix][iy];
 850       if (isComplex())
 851         vImagResult[ix][iy] = vImag[ix][iy];
 852       else
 853         vImagResult[ix][iy] = 0;
 854     }
 855
 856     Fourier::shuffleNaturalToFourierOrder (result);
 857
 858     fftw_complex* in = new fftw_complex [m_nx * m_ny];
 859
 860     unsigned int iArray = 0;
 861     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
 862       for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 863         in[iArray].re = vRealResult[ix][iy];
 864         in[iArray].im = vImagResult[ix][iy];
 865         iArray++;
 866       }
 867
 868       fftwnd_plan plan = fftw2d_create_plan (m_nx, m_ny, FFTW_BACKWARD, FFTW_IN_PLACE);
 869
 870       fftwnd_one (plan, in, NULL);
 871
 872       iArray = 0;
 873       for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
 874         for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 875           vRealResult[ix][iy] = in[iArray].re;
 876           vImagResult[ix][iy] = in[iArray].im;
 877           iArray++;
 878         }
 879
 880         fftwnd_destroy_plan (plan);
 881
 882         delete in;
 883
 884         return true;
 885 }
 886
 887 bool
 888 ImageFile::fftRows (ImageFile& result) const
 889 {
 890   if (m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
 891     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::fftRows]");
 892     return false;
 893   }
 894
 895   if (result.dataType() == Array2dFile::DATA_TYPE_REAL) {
 896     if (! result.convertRealToComplex ())
 897       return false;
 898   }
 899
 900   fftw_complex* in = new fftw_complex [m_nx];
 901
 902   ImageFileArrayConst vReal = getArray();
 903   ImageFileArrayConst vImag = getImaginaryArray();
 904
 905   fftw_plan plan = fftw_create_plan (m_nx, FFTW_FORWARD, FFTW_IN_PLACE);
 906   std::complex<double>* pcRow = new std::complex<double> [m_nx];
 907
 908   unsigned int ix, iy;
 909   unsigned int iArray = 0;
 910   for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 911     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
 912       in[ix].re = vReal[ix][iy];
 913       if (isComplex())
 914         in[ix].im = vImag[ix][iy];
 915       else
 916         in[ix].im = 0;
 917     }
 918
 919     fftw_one (plan, in, NULL);
 920
 921     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
 922       pcRow[ix] = std::complex<double>(in[ix].re, in[ix].im);
 923
 924     Fourier::shuffleFourierToNaturalOrder (pcRow, m_nx);
 925     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
 926       vReal[ix][iy] = pcRow[ix].real();
 927       vImag[ix][iy] = pcRow[ix].imag();
 928     }
 929   }
 930   delete [] pcRow;
 931
 932   fftw_destroy_plan (plan);
 933   delete in;
 934
 935   return true;
 936 }
 937
 938 bool
 939 ImageFile::ifftRows (ImageFile& result) const
 940 {
 941   if (m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
 942     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::fftRows]");
 943     return false;
 944   }
 945
 946   if (result.dataType() == Array2dFile::DATA_TYPE_REAL) {
 947     if (! result.convertRealToComplex ())
 948       return false;
 949   }
 950
 951   fftw_complex* in = new fftw_complex [m_nx];
 952
 953   ImageFileArrayConst vReal = getArray();
 954   ImageFileArrayConst vImag = getImaginaryArray();
 955
 956   fftw_plan plan = fftw_create_plan (m_nx, FFTW_BACKWARD, FFTW_IN_PLACE);
 957   std::complex<double>* pcRow = new std::complex<double> [m_nx];
 958
 959   unsigned int ix, iy;
 960   unsigned int iArray = 0;
 961   for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
 962     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
 963       double dImag = 0;
 964       if (isComplex())
 965         dImag = vImag[ix][iy];
 966       pcRow[ix] = std::complex<double> (vReal[ix][iy], dImag);
 967     }
 968
 969     Fourier::shuffleNaturalToFourierOrder (pcRow, m_nx);
 970
 971     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
 972       in[ix].re = pcRow[ix].real();
 973       in[ix].im = pcRow[ix].imag();
 974     }
 975
 976     fftw_one (plan, in, NULL);
 977
 978     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
 979       vReal[ix][iy] = in[ix].re;
 980       vImag[ix][iy] = in[ix].im;
 981     }
 982   }
 983   delete [] pcRow;
 984
 985   fftw_destroy_plan (plan);
 986   delete in;
 987
 988   return true;
 989 }
 990
 991 bool
 992 ImageFile::fftCols (ImageFile& result) const
 993 {
 994   return false;
 995 }
 996
 997 bool
 998 ImageFile::ifftCols (ImageFile& result) const
 999 {
1000   return false;
1001 }
1002
1003 #endif // HAVE_FFTW
1004
1005
1006
1007 bool
1008 ImageFile::fourier (ImageFile& result) const
1009 {
1010   if (m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
1011     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::invertPixelValues]");
1012     return false;
1013   }
1014
1015   if (! result.isComplex())
1016     if (! result.convertRealToComplex ())
1017       return false;
1018
1019     ImageFileArrayConst vLHS = getArray();
1020     ImageFileArrayConst vLHSImag = getImaginaryArray();
1021     ImageFileArray vRealResult = result.getArray();
1022     ImageFileArray vImagResult = result.getImaginaryArray();
1023
1024     unsigned int ix, iy;
1025
1026     // alloc output matrix
1027     CTSimComplex** complexOut = new CTSimComplex* [m_nx];
1028     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1029       complexOut[ix] = new CTSimComplex [m_ny];
1030
1031     // fourier each x column
1032     CTSimComplex* pY = new CTSimComplex [m_ny];
1033     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
1034       for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
1035         double dImag = 0;
1036         if (isComplex())
1037           dImag = vLHSImag[ix][iy];
1038         pY[iy] = std::complex<double>(vLHS[ix][iy], dImag);
1039       }
1040       ProcessSignal::finiteFourierTransform (pY, complexOut[ix], m_ny,  ProcessSignal::FORWARD);
1041     }
1042     delete [] pY;
1043
1044     // fourier each y row
1045     CTSimComplex* pX = new CTSimComplex [m_nx];
1046     CTSimComplex* complexOutRow = new CTSimComplex [m_nx];
1047     for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
1048       for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1049         pX[ix] = complexOut[ix][iy];
1050       ProcessSignal::finiteFourierTransform (pX, complexOutRow, m_nx, ProcessSignal::FORWARD);
1051       for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1052         complexOut[ix][iy] = complexOutRow[ix];
1053     }
1054     delete [] pX;
1055     delete [] complexOutRow;
1056
1057     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1058       for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
1059         vRealResult[ix][iy] = complexOut[ix][iy].real();
1060         vImagResult[ix][iy] = complexOut[ix][iy].imag();
1061       }
1062
1063       Fourier::shuffleFourierToNaturalOrder (result);
1064
1065       // delete complexOut matrix
1066       for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1067         delete [] complexOut[ix];
1068       delete [] complexOut;
1069
1070       return true;
1071 }
1072
1073 bool
1074 ImageFile::inverseFourier (ImageFile& result) const
1075 {
1076   if (m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
1077     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::invertPixelValues]");
1078     return false;
1079   }
1080
1081   if (result.dataType() == Array2dFile::DATA_TYPE_REAL) {
1082     if (! result.convertRealToComplex ())
1083       return false;
1084   }
1085
1086   ImageFileArrayConst vLHSReal = getArray();
1087   ImageFileArrayConst vLHSImag = getImaginaryArray();
1088   ImageFileArray vRealResult = result.getArray();
1089   ImageFileArray vImagResult = result.getImaginaryArray();
1090
1091   unsigned int ix, iy;
1092   // alloc 2d complex output matrix
1093   CTSimComplex** complexOut = new CTSimComplex* [m_nx];
1094   for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1095     complexOut[ix] = new CTSimComplex [m_ny];
1096
1097   // put input image into result
1098   for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1099     for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
1100       vRealResult[ix][iy] = vLHSReal[ix][iy];
1101       if (isComplex())
1102         vImagResult[ix][iy] = vLHSImag[ix][iy];
1103       else
1104         vImagResult[ix][iy] = 0;
1105     }
1106
1107     Fourier::shuffleNaturalToFourierOrder (result);
1108
1109     // ifourier each x column
1110     CTSimComplex* pCol = new CTSimComplex [m_ny];
1111     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
1112       for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
1113         pCol[iy] = std::complex<double> (vRealResult[ix][iy], vImagResult[ix][iy]);
1114       }
1115       ProcessSignal::finiteFourierTransform (pCol, complexOut[ix], m_ny,  ProcessSignal::BACKWARD);
1116     }
1117     delete [] pCol;
1118
1119     // ifourier each y row
1120     CTSimComplex* complexInRow = new CTSimComplex [m_nx];
1121     CTSimComplex* complexOutRow = new CTSimComplex [m_nx];
1122     for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
1123       for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1124         complexInRow[ix] = complexOut[ix][iy];
1125       ProcessSignal::finiteFourierTransform (complexInRow, complexOutRow, m_nx, ProcessSignal::BACKWARD);
1126       for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1127         complexOut[ix][iy] = complexOutRow[ix];
1128     }
1129     delete [] complexInRow;
1130     delete [] complexOutRow;
1131
1132     for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1133       for (iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
1134         vRealResult[ix][iy] = complexOut[ix][iy].real();
1135         vImagResult[ix][iy] = complexOut[ix][iy].imag();
1136       }
1137
1138       // delete complexOut matrix
1139       for (ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1140         delete [] complexOut[ix];
1141       delete [] complexOut;
1142
1143       return true;
1144 }
1145
1146
1147 bool
1148 ImageFile::magnitude (ImageFile& result) const
1149 {
1150   if (m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
1151     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::invertPixelValues]");
1152     return false;
1153   }
1154
1155   ImageFileArray vReal = getArray();
1156   ImageFileArray vImag = getImaginaryArray();
1157   ImageFileArray vRealResult = result.getArray();
1158
1159   for (unsigned int ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1160     for (unsigned int iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
1161       if (isComplex())
1162         vRealResult[ix][iy] = ::sqrt (vReal[ix][iy] * vReal[ix][iy] + vImag[ix][iy] * vImag[ix][iy]);
1163       else
1164         vRealResult[ix][iy] = vReal[ix][iy];
1165     }
1166
1167     if (result.isComplex())
1168       result.convertComplexToReal();
1169
1170     return true;
1171 }
1172
1173 bool
1174 ImageFile::phase (ImageFile& result) const
1175 {
1176   if (m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
1177     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::invertPixelValues]");
1178     return false;
1179   }
1180
1181   ImageFileArray vReal = getArray();
1182   ImageFileArray vImag = getImaginaryArray();
1183   ImageFileArray vRealResult = result.getArray();
1184
1185   for (unsigned int ix = 0; ix < m_nx; ix++)
1186     for (unsigned int iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
1187       if (isComplex())
1188         vRealResult[ix][iy] = ::atan2 (vImag[ix][iy], vReal[ix][iy]);
1189       else
1190         vRealResult[ix][iy] = 0;
1191     }
1192
1193     if (result.isComplex())
1194       result.convertComplexToReal();
1195
1196     return true;
1197 }
1198
1199 bool
1200 ImageFile::square (ImageFile& result) const
1201 {
1202   if (m_nx != result.nx() || m_ny != result.ny()) {
1203     sys_error (ERR_WARNING, "Difference sizes of images [ImageFile::invertPixelValues]");
1204     return false;
1205   }
1206
1207   if (isComplex() && ! result.isComplex())
1208     result.convertRealToComplex();
1209
1210   ImageFileArrayConst vLHS = getArray();
1211   ImageFileArrayConst vLHSImag = getImaginaryArray();
1212   ImageFileArray vResult = result.getArray();
1213   ImageFileArray vResultImag = result.getImaginaryArray();
1214
1215   for (unsigned int ix = 0; ix < m_nx; ix++) {
1216     for (unsigned int iy = 0; iy < m_ny; iy++) {
1217       if (result.isComplex()) {
1218         double dImag = 0;
1219         if (isComplex())
1220           dImag = vLHSImag[ix][iy];
1221         std::complex<double> cLHS (vLHS[ix][iy], dImag);
1222         std::complex<double> cResult = cLHS * cLHS;
1223         vResult[ix][iy] = cResult.real();
1224         vResultImag[ix][iy] = cResult.imag();
1225       } else
1226         vResult[ix][iy] = vLHS[ix][iy] * vLHS[ix][iy];
1227     }
1228   }
1229
1230
1231   return true;
1232 }
1233
1234 int
1235 ImageFile::convertExportFormatNameToID (const char* const formatName)
1236 {
1237   int formatID = EXPORT_FORMAT_INVALID;
1238
1239   for (int i = 0; i < s_iExportFormatCount; i++)
1240     if (strcasecmp (formatName, s_aszExportFormatName[i]) == 0) {
1241       formatID = i;
1242       break;
1243     }
1244
1245     return (formatID);
1246 }
1247
1248 const char*
1249 ImageFile::convertExportFormatIDToName (int formatID)
1250 {
1251   static const char *formatName = "";
1252
1253   if (formatID >= 0 && formatID < s_iExportFormatCount)
1254     return (s_aszExportFormatName[formatID]);
1255
1256   return (formatName);
1257 }
1258
1259 const char*
1260 ImageFile::convertExportFormatIDToTitle (const int formatID)
1261 {
1262   static const char *formatTitle = "";
1263
1264   if (formatID >= 0 && formatID < s_iExportFormatCount)
1265     return (s_aszExportFormatTitle[formatID]);
1266
1267   return (formatTitle);
1268 }
1269
1270 int
1271 ImageFile::convertImportFormatNameToID (const char* const formatName)
1272 {
1273   int formatID = IMPORT_FORMAT_INVALID;
1274
1275   for (int i = 0; i < s_iImportFormatCount; i++)
1276     if (strcasecmp (formatName, s_aszImportFormatName[i]) == 0) {
1277       formatID = i;
1278       break;
1279     }
1280
1281     return (formatID);
1282 }
1283
1284 const char*
1285 ImageFile::convertImportFormatIDToName (int formatID)
1286 {
1287   static const char *formatName = "";
1288
1289   if (formatID >= 0 && formatID < s_iImportFormatCount)
1290     return (s_aszImportFormatName[formatID]);
1291
1292   return (formatName);
1293 }
1294
1295 const char*
1296 ImageFile::convertImportFormatIDToTitle (const int formatID)
1297 {
1298   static const char *formatTitle = "";
1299
1300   if (formatID >= 0 && formatID < s_iImportFormatCount)
1301     return (s_aszImportFormatTitle[formatID]);
1302
1303   return (formatTitle);
1304 }
1305
1306 bool
1307 ImageFile::importImage (const char* const pszFormat, const char* const pszFilename)
1308 {
1309   int iFormatID = convertImportFormatNameToID (pszFormat);
1310
1311   if (iFormatID == IMPORT_FORMAT_PPM)
1312     return readImagePPM (pszFilename);
1313 #ifdef HAVE_PNG
1314   else if (iFormatID == IMPORT_FORMAT_PNG)
1315     return readImagePNG (pszFilename);
1316 #endif
1317
1318   sys_error (ERR_SEVERE, "Invalid format %s [ImageFile::importImage]", pszFormat);
1319   return false;
1320 }
1321
1322 void
1323 ImageFile::skipSpacePPM (FILE* fp)
1324 {
1325   int c = fgetc (fp);
1326   while (isspace (c) || c == '#') {
1327     if (c == '#') {   // comment until end of line
1328       c = fgetc(fp);
1329       while (c != 13 && c != 10)
1330         c = fgetc(fp);
1331     }
1332     else
1333       c = fgetc(fp);
1334   }
1335
1336   ungetc (c, fp);
1337 }
1338
1339 bool
1340 ImageFile::readImagePPM (const char* const pszFile)
1341 {
1342   FILE* fp = fopen (pszFile, "r");
1343   if ((fp = fopen (pszFile, "r")) == NULL)
1344     return false;
1345   char cSignature = toupper(fgetc(fp));
1346   if (cSignature != 'P') {
1347     fclose(fp);
1348     return false;
1349   }
1350   cSignature = fgetc(fp);
1351   if (cSignature == '5' || cSignature == '6') { // binary modes
1352     fclose(fp);
1353     fp = fopen(pszFile, "rb"); // reopen in binary mode
1354     fgetc(fp);
1355     fgetc(fp);
1356   } else if (cSignature != '2' && cSignature != '3') {
1357     fclose(fp);
1358     return false;
1359   }
1360
1361   int nRows, nCols, iMaxValue;
1362   skipSpacePPM (fp);
1363   if (fscanf (fp, "%d", &nCols) != 1) {
1364     fclose(fp);
1365     return false;
1366   }
1367   skipSpacePPM (fp);
1368   if (fscanf (fp, "%d", &nRows) != 1) {
1369     fclose(fp);
1370     return false;
1371   }
1372   skipSpacePPM (fp);
1373   if (fscanf (fp, "%d", &iMaxValue) != 1) {
1374     fclose(fp);
1375     return false;
1376   }
1377   setArraySize (nRows, nCols);
1378
1379   if (cSignature == '5' || cSignature == '6') { // binary modes
1380     int c = fgetc(fp);
1381     if (c == 13) {
1382       c = fgetc(fp);
1383       if (c != 10)  // read msdos 13-10 newline
1384         ungetc(c, fp);
1385     }
1386   } else
1387     skipSpacePPM (fp); // ascii may have comments
1388
1389   double dMaxValue = iMaxValue;
1390   ImageFileArray v = getArray();
1391   for (int iy = nRows - 1; iy >= 0; iy--) {
1392     for (int ix = 0; ix < nCols; ix++) {
1393       int iGS, iR, iG, iB;
1394       double dR, dG, dB;
1395       switch (cSignature) {
1396       case '2':
1397         if (fscanf(fp, "%d ", &iGS) != 1) {
1398           fclose(fp);
1399           return false;
1400         }
1401         v[ix][iy] = iGS / dMaxValue;
1402         break;
1403       case '5':
1404         iGS = fgetc(fp);
1405         if (iGS == EOF) {
1406           fclose(fp);
1407           return false;
1408         }
1409         v[ix][iy] = iGS / dMaxValue;
1410         break;
1411       case '3':
1412         if (fscanf (fp, "%d %d %d ", &iR, &iG, &iB) != 3) {
1413           fclose(fp);
1414           return false;
1415         }
1416         dR = iR / dMaxValue;
1417         dG = iG / dMaxValue;
1418         dB = iB / dMaxValue;
1419         v[ix][iy] = colorToGrayscale (dR, dG, dB);
1420         break;
1421       case '6':
1422         iR = fgetc(fp);
1423         iG = fgetc(fp);
1424         iB = fgetc(fp);
1425         if (iB == EOF) {
1426           fclose(fp);
1427           return false;
1428         }
1429         dR = iR / dMaxValue;
1430         dG = iG / dMaxValue;
1431         dB = iB / dMaxValue;
1432         v[ix][iy] = colorToGrayscale (dR, dG, dB);
1433         break;
1434       }
1435     }
1436   }
1437
1438   fclose(fp);
1439   return true;
1440 }
1441
1442 #ifdef HAVE_PNG
1443 bool
1444 ImageFile::readImagePNG (const char* const pszFile)
1445 {
1446   FILE* fp = fopen(pszFile, "rb");
1447   if (!fp)
1448     return false;
1449   unsigned char header[8];
1450   fread (header, 1, 8, fp);
1451   if (png_sig_cmp (header, 0, 8)) {
1452     fclose (fp);
1453     return false;
1454   }
1455
1456   png_structp png_ptr = png_create_read_struct (PNG_LIBPNG_VER_STRING, NULL, NULL, NULL);
1457   if (!png_ptr) {
1458     fclose(fp);
1459     return false;
1460   }
1461
1462   png_infop info_ptr = png_create_info_struct(png_ptr);
1463   if (!info_ptr) {
1464     png_destroy_read_struct(&png_ptr, (png_infopp)NULL, (png_infopp)NULL);
1465     fclose(fp);
1466     return false;
1467   }
1468
1469   png_infop end_info = png_create_info_struct(png_ptr);
1470   if (!end_info) {
1471     png_destroy_read_struct(&png_ptr, &info_ptr, (png_infopp)NULL);
1472     fclose(fp);
1473     return false;
1474   }
1475
1476   if (setjmp(png_ptr->jmpbuf)) {
1477     png_destroy_read_struct(&png_ptr, &info_ptr, &end_info);
1478     fclose(fp);
1479     return false;
1480   }
1481
1482   png_init_io(png_ptr, fp);
1483   png_set_sig_bytes(png_ptr, 8);
1484   png_read_info(png_ptr, info_ptr);
1485
1486   int width = png_get_image_width (png_ptr, info_ptr);
1487   int height = png_get_image_height (png_ptr, info_ptr);
1488   int bit_depth = png_get_bit_depth (png_ptr, info_ptr);
1489   int color_type = png_get_color_type (png_ptr, info_ptr);
1490
1491   if (color_type == PNG_COLOR_TYPE_PALETTE && bit_depth <= 8)
1492     png_set_expand(png_ptr);
1493
1494   if (color_type == PNG_COLOR_TYPE_GRAY && bit_depth < 8)
1495     png_set_expand(png_ptr);
1496
1497   if (bit_depth < 8)
1498     png_set_packing(png_ptr);
1499
1500   if (color_type & PNG_COLOR_MASK_ALPHA)
1501     png_set_strip_alpha(png_ptr);
1502
1503   if (bit_depth == 16)
1504     png_set_swap(png_ptr); // convert to little-endian format
1505
1506   png_read_update_info(png_ptr, info_ptr); // update with transformations
1507   int rowbytes = png_get_rowbytes (png_ptr, info_ptr);
1508   bit_depth = png_get_bit_depth (png_ptr, info_ptr);
1509   color_type = png_get_color_type (png_ptr, info_ptr);
1510
1511   png_bytep* row_pointers = new png_bytep [height];
1512   int i;
1513   for (i = 0; i < height; i++)
1514     row_pointers[i] = new unsigned char [rowbytes];
1515
1516   png_read_image(png_ptr, row_pointers);
1517
1518   setArraySize (width, height);
1519   ImageFileArray v = getArray();
1520   for (int iy = 0; iy < height; iy++) {
1521     for (int ix = 0; ix < width; ix++) {
1522       double dV;
1523       if (color_type == PNG_COLOR_TYPE_GRAY) {
1524         if (bit_depth == 8)
1525           dV = row_pointers[iy][ix] / 255.;
1526         else if (bit_depth == 16) {
1527           int iBase = ix * 2;
1528           dV = (row_pointers[iy][iBase] + (row_pointers[iy][iBase+1] << 8)) / 65536.;
1529         }
1530       } else if (color_type == PNG_COLOR_TYPE_RGB) {
1531         if (bit_depth == 8) {
1532           int iBase = ix * 3;
1533           double dR = row_pointers[iy][iBase] / 255.;
1534           double dG = row_pointers[iy][iBase+1] / 255.;
1535           double dB = row_pointers[iy][iBase+2] / 255.;
1536           dV = colorToGrayscale (dR, dG, dR);
1537         }
1538       }
1539       v[ix][height-iy-1] = dV;
1540     }
1541   }
1542
1543   png_read_end(png_ptr, end_info);
1544   png_destroy_read_struct(&png_ptr, &info_ptr, &end_info);
1545
1546   for (i = 0; i < height; i++)
1547     delete row_pointers[i];
1548   delete row_pointers;
1549
1550   fclose (fp);
1551   return true;
1552 }
1553 #endif
1554
1555 bool
1556 ImageFile::exportImage (const char* const pszFormat, const char* const pszFilename, int nxcell, int nycell, double densmin, double densmax)
1557 {
1558   int iFormatID = convertExportFormatNameToID (pszFormat);
1559
1560   if (iFormatID == EXPORT_FORMAT_PGM)
1561     return writeImagePGM (pszFilename, nxcell, nycell, densmin, densmax);
1562   else if (iFormatID == EXPORT_FORMAT_PGMASCII)
1563     return writeImagePGMASCII (pszFilename, nxcell, nycell, densmin, densmax);
1564   else if (iFormatID == EXPORT_FORMAT_PNG)
1565     return writeImagePNG (pszFilename, 8, nxcell, nycell, densmin, densmax);
1566   else if (iFormatID == EXPORT_FORMAT_PNG16)
1567     return writeImagePNG (pszFilename, 16, nxcell, nycell, densmin, densmax);
1568
1569   sys_error (ERR_SEVERE, "Invalid format %s [ImageFile::exportImage]", pszFormat);
1570   return false;
1571 }
1572
1573
1574 bool
1575 ImageFile::writeImagePGM (const char* const outfile, int nxcell, int nycell, double densmin, double densmax)
1576 {
1577   FILE *fp;
1578   int nx = m_nx;
1579   int ny = m_ny;
1580   ImageFileArray v = getArray();
1581
1582   unsigned char* rowp = new unsigned char [nx * nxcell];
1583
1584   if ((fp = fopen (outfile, "wb")) == NULL)
1585     return false;
1586
1587   fprintf(fp, "P5\n");
1588   fprintf(fp, "%d %d\n", nx, ny);
1589   fprintf(fp, "255\n");
1590
1591   for (int irow = ny - 1; irow >= 0; irow--) {
1592     for (int icol = 0; icol < nx; icol++) {
1593       int pos = icol * nxcell;
1594       double dens = (v[icol][irow] - densmin) / (densmax - densmin);
1595       dens = clamp (dens, 0., 1.);
1596       for (int p = pos; p < pos + nxcell; p++) {
1597         rowp[p] = static_cast<unsigned int> (dens * 255.);
1598       }
1599     }
1600     for (int ir = 0; ir < nycell; ir++) {
1601       for (int ic = 0; ic < nx * nxcell; ic++)
1602         fputc( rowp[ic], fp );
1603     }
1604   }
1605
1606   delete rowp;
1607   fclose(fp);
1608
1609   return true;
1610 }
1611
1612 bool
1613 ImageFile::writeImagePGMASCII (const char* const outfile, int nxcell, int nycell, double densmin, double densmax)
1614 {
1615   FILE *fp;
1616   int nx = m_nx;
1617   int ny = m_ny;
1618   ImageFileArray v = getArray();
1619
1620   unsigned char* rowp = new unsigned char [nx * nxcell];
1621
1622   if ((fp = fopen (outfile, "wb")) == NULL)
1623     return false;
1624
1625   fprintf(fp, "P2\n");
1626   fprintf(fp, "%d %d\n", nx, ny);
1627   fprintf(fp, "255\n");
1628
1629   for (int irow = ny - 1; irow >= 0; irow--) {
1630     for (int icol = 0; icol < nx; icol++) {
1631       int pos = icol * nxcell;
1632       double dens = (v[icol][irow] - densmin) / (densmax - densmin);
1633       dens = clamp (dens, 0., 1.);
1634       for (int p = pos; p < pos + nxcell; p++) {
1635         rowp[p] = static_cast<unsigned int> (dens * 255.);
1636       }
1637     }
1638     for (int ir = 0; ir < nycell; ir++) {
1639       for (int ic = 0; ic < nx * nxcell; ic++)
1640         fprintf(fp, "%d ", rowp[ic]);
1641       fprintf(fp, "\n");
1642     }
1643   }
1644
1645   delete rowp;
1646   fclose(fp);
1647
1648   return true;
1649 }
1650
1651
1652 #ifdef HAVE_PNG
1653 bool
1654 ImageFile::writeImagePNG (const char* const outfile, int bitdepth, int nxcell, int nycell, double densmin, double densmax)
1655 {
1656   double max_out_level = (1 << bitdepth) - 1;
1657   int nx = m_nx;
1658   int ny = m_ny;
1659   ImageFileArray v = getArray();
1660
1661   unsigned char* rowp = new unsigned char [nx * nxcell * (bitdepth / 8)];
1662
1663   FILE *fp = fopen (outfile, "wb");
1664   if (! fp)
1665     return false;
1666
1667   png_structp png_ptr = png_create_write_struct (PNG_LIBPNG_VER_STRING, NULL, NULL, NULL);
1668   if (! png_ptr)
1669     return false;
1670
1671   png_infop info_ptr = png_create_info_struct (png_ptr);
1672   if (! info_ptr) {
1673     png_destroy_write_struct (&png_ptr, (png_infopp) NULL);
1674     fclose (fp);
1675     return false;
1676   }
1677
1678   if (setjmp (png_ptr->jmpbuf)) {
1679     png_destroy_write_struct (&png_ptr, &info_ptr);
1680     fclose (fp);
1681     return false;
1682   }
1683
1684   png_init_io(png_ptr, fp);
1685
1686   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);
1687
1688   png_write_info(png_ptr, info_ptr);
1689   for (int irow = ny - 1; irow >= 0; irow--) {
1690     png_bytep row_pointer = rowp;
1691
1692     for (int icol = 0; icol < nx; icol++) {
1693       int pos = icol * nxcell;
1694       double dens = (v[icol][irow] - densmin) / (densmax - densmin);
1695       dens = clamp (dens, 0., 1.);
1696       unsigned int outval = static_cast<unsigned int> (dens * max_out_level);
1697
1698       for (int p = pos; p < pos + nxcell; p++) {
1699         if (bitdepth == 8)
1700           rowp[p] = outval;
1701         else {
1702           int rowpos = p * 2;
1703           rowp[rowpos+1] = (outval >> 8) & 0xFF;
1704           rowp[rowpos] = (outval & 0xFF);
1705         }
1706       }
1707     }
1708     for (int ir = 0; ir < nycell; ir++)
1709       png_write_rows (png_ptr, &row_pointer, 1);
1710   }
1711
1712   png_write_end (png_ptr, info_ptr);
1713   png_destroy_write_struct (&png_ptr, &info_ptr);
1714   delete rowp;
1715
1716   fclose(fp);
1717
1718   return true;
1719 }
1720 #endif
1721
1722 #ifdef HAVE_GD
1723 #include "gd.h"
1724 static const int N_GRAYSCALE=256;
1725
1726 bool
1727 ImageFile::writeImageGIF (const char* const outfile, int nxcell, int nycell, double densmin, double densmax)
1728 {
1729   int gs_indices[N_GRAYSCALE];
1730   int nx = m_nx;
1731   int ny = m_ny;
1732   ImageFileArray v = getArray();
1733
1734   unsigned char* rowp = new unsigned char [nx * nxcell];
1735
1736   gdImagePtr gif = gdImageCreate(nx * nxcell, ny * nycell);
1737   for (int i = 0; i < N_GRAYSCALE; i++)
1738     gs_indices[i] = gdImageColorAllocate(gif, i, i, i);
1739
1740   int lastrow = ny * nycell - 1;
1741   for (int irow = 0; irow < ny; irow++) {
1742     int rpos = irow * nycell;
1743     for (int ir = rpos; ir < rpos + nycell; ir++) {
1744       for (int icol = 0; icol < nx; icol++) {
1745         int cpos = icol * nxcell;
1746         double dens = (v[icol][irow] - densmin) / (densmax - densmin);
1747         dens = clamp(dens, 0., 1.);
1748         for (int ic = cpos; ic < cpos + nxcell; ic++) {
1749           rowp[ic] = (unsigned int) (dens * (double) (N_GRAYSCALE - 1));
1750           gdImageSetPixel(gif, ic, lastrow - ir, gs_indices[rowp[ic]]);
1751         }
1752       }
1753     }
1754   }
1755
1756   FILE *out;
1757   if ((out = fopen (outfile,"w")) == NULL) {
1758     sys_error(ERR_SEVERE, "Error opening output file %s for writing", outfile);
1759     return false;
1760   }
1761   gdImageGif(gif,out);
1762   fclose(out);
1763   gdImageDestroy(gif);
1764
1765   delete rowp;
1766
1767   return true;
1768 }
1769 #endif
1770