libctsim/projections.cpp

   1 /*****************************************************************************
   2 ** FILE IDENTIFICATION
   3 **
   4 **   Name:         projections.cpp         Projection data classes
   5 **   Programmer:   Kevin Rosenberg
   6 **   Date Started: Aug 84
   7 **
   8 **  This is part of the CTSim program
   9 **  Copyright (c) 1983-2001 Kevin Rosenberg
  10 **
  11 **  $Id: projections.cpp,v 1.66 2001/03/13 14:53:44 kevin Exp $
  12 **
  13 **  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  14 **  it under the terms of the GNU General Public License (version 2) as
  15 **  published by the Free Software Foundation.
  16 **
  17 **  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  18 **  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  19 **  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  20 **  GNU General Public License for more details.
  21 **
  22 **  You should have received a copy of the GNU General Public License
  23 **  along with this program; if not, write to the Free Software
  24 **  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  25 ******************************************************************************/
  26
  27 #include "ct.h"
  28
  29 const kuint16 Projections::m_signature = ('P'*256 + 'J');
  30
  31 const int Projections::POLAR_INTERP_INVALID = -1;
  32 const int Projections::POLAR_INTERP_NEAREST = 0;
  33 const int Projections::POLAR_INTERP_BILINEAR = 1;
  34 const int Projections::POLAR_INTERP_BICUBIC = 2;
  35
  36 const char* const Projections::s_aszInterpName[] =
  37 {
  38   {"nearest"},
  39   {"bilinear"},
  40 //  {"bicubic"},
  41 };
  42
  43 const char* const Projections::s_aszInterpTitle[] =
  44 {
  45   {"Nearest"},
  46   {"Bilinear"},
  47 //  {"Bicubic"},
  48 };
  49
  50 const int Projections::s_iInterpCount = sizeof(s_aszInterpName) / sizeof(char*);
  51
  52
  53 /* NAME
  54 *    Projections                Constructor for projections matrix storage
  55 *
  56 * SYNOPSIS
  57 *    proj = projections_create (filename, nView, nDet)
  58 *    Projections& proj          Allocated projections structure & matrix
  59 *    int nView                  Number of rotated view
  60 *    int nDet                   Number of detectors
  61 *
  62 */
  63
  64 Projections::Projections (const Scanner& scanner)
  65 : m_projData(0)
  66 {
  67   initFromScanner (scanner);
  68 }
  69
  70
  71 Projections::Projections (const int nView, const int nDet)
  72 : m_projData(0)
  73 {
  74   init (nView, nDet);
  75 }
  76
  77 Projections::Projections (void)
  78 : m_projData(0)
  79 {
  80   init (0, 0);
  81 }
  82
  83 Projections::~Projections (void)
  84 {
  85   deleteProjData();
  86 }
  87
  88 int
  89 Projections::convertInterpNameToID (const char* const interpName)
  90 {
  91   int interpID = POLAR_INTERP_INVALID;
  92
  93   for (int i = 0; i < s_iInterpCount; i++)
  94     if (strcasecmp (interpName, s_aszInterpName[i]) == 0) {
  95       interpID = i;
  96       break;
  97     }
  98
  99     return (interpID);
 100 }
 101
 102 const char*
 103 Projections::convertInterpIDToName (const int interpID)
 104 {
 105   static const char *interpName = "";
 106
 107   if (interpID >= 0 && interpID < s_iInterpCount)
 108     return (s_aszInterpName[interpID]);
 109
 110   return (interpName);
 111 }
 112
 113 const char*
 114 Projections::convertInterpIDToTitle (const int interpID)
 115 {
 116   static const char *interpTitle = "";
 117
 118   if (interpID >= 0 && interpID < s_iInterpCount)
 119     return (s_aszInterpTitle[interpID]);
 120
 121   return (interpTitle);
 122 }
 123
 124
 125
 126 void
 127 Projections::init (const int nView, const int nDet)
 128 {
 129   m_label.setLabelType (Array2dFileLabel::L_HISTORY);
 130   m_nView = nView;
 131   m_nDet = nDet;
 132   newProjData ();
 133
 134   time_t t = time (NULL);
 135   tm* lt = localtime (&t);
 136   m_year = lt->tm_year;
 137   m_month = lt->tm_mon;
 138   m_day = lt->tm_mday;
 139   m_hour = lt->tm_hour;
 140   m_minute = lt->tm_min;
 141   m_second = lt->tm_sec;
 142 }
 143
 144 void
 145 Projections::initFromScanner (const Scanner& scanner)
 146 {
 147   m_label.setLabelType (Array2dFileLabel::L_HISTORY);
 148   deleteProjData();
 149   init (scanner.nView(), scanner.nDet());
 150
 151   m_rotInc = scanner.rotInc();
 152   m_detInc = scanner.detInc();
 153   m_detStart =  scanner.detStart();
 154   m_geometry = scanner.geometry();
 155   m_dFocalLength = scanner.focalLength();
 156   m_dSourceDetectorLength = scanner.sourceDetectorLength();
 157   m_dViewDiameter = scanner.viewDiameter();
 158   m_rotStart = 0;
 159   m_dFanBeamAngle = scanner.fanBeamAngle();
 160 }
 161
 162 void
 163 Projections::setNView (int nView)  // used by MPI to reduce # of views
 164 {
 165   deleteProjData();
 166   init (nView, m_nDet);
 167 }
 168
 169 // NAME
 170 // newProjData
 171
 172 void
 173 Projections::newProjData (void)
 174 {
 175   if (m_projData)
 176     sys_error(ERR_WARNING, "m_projData != NULL [newProjData]");
 177
 178   if (m_nView > 0 && m_nDet) {
 179     m_projData = new DetectorArray* [m_nView];
 180
 181     for (int i = 0; i < m_nView; i++)
 182       m_projData[i] = new DetectorArray (m_nDet);
 183   }
 184 }
 185
 186
 187 /* NAME
 188 *   projections_free                    Free memory allocated to projections
 189 *
 190 * SYNOPSIS
 191 *   projections_free(proj)
 192 *   Projections& proj                           Projectionss to be deallocated
 193 */
 194
 195 void
 196 Projections::deleteProjData (void)
 197 {
 198   if (m_projData != NULL) {
 199     for (int i = 0; i < m_nView; i++)
 200       delete m_projData[i];
 201
 202     delete m_projData;
 203     m_projData = NULL;
 204   }
 205 }
 206
 207
 208 /* NAME
 209 *    Projections::headerWwrite         Write data header for projections file
 210 *
 211 */
 212
 213 bool
 214 Projections::headerWrite (fnetorderstream& fs)
 215 {
 216   kuint16 _hsize = m_headerSize;
 217   kuint16 _signature = m_signature;
 218   kuint32 _nView = m_nView;
 219   kuint32 _nDet = m_nDet;
 220   kuint32 _geom = m_geometry;
 221   kuint16 _remarksize = m_remark.length();
 222   kuint16 _year = m_year;
 223   kuint16 _month = m_month;
 224   kuint16 _day = m_day;
 225   kuint16 _hour = m_hour;
 226   kuint16 _minute = m_minute;
 227   kuint16 _second = m_second;
 228
 229   kfloat64 _calcTime = m_calcTime;
 230   kfloat64 _rotStart = m_rotStart;
 231   kfloat64 _rotInc = m_rotInc;
 232   kfloat64 _detStart = m_detStart;
 233   kfloat64 _detInc = m_detInc;
 234   kfloat64 _viewDiameter = m_dViewDiameter;
 235   kfloat64 _focalLength = m_dFocalLength;
 236   kfloat64 _sourceDetectorLength = m_dSourceDetectorLength;
 237   kfloat64 _fanBeamAngle = m_dFanBeamAngle;
 238
 239   fs.seekp(0);
 240   if (! fs)
 241     return false;
 242
 243   fs.writeInt16 (_hsize);
 244   fs.writeInt16 (_signature);
 245   fs.writeInt32 (_nView);
 246   fs.writeInt32 (_nDet);
 247   fs.writeInt32 (_geom);
 248   fs.writeFloat64 (_calcTime);
 249   fs.writeFloat64 (_rotStart);
 250   fs.writeFloat64 (_rotInc);
 251   fs.writeFloat64 (_detStart);
 252   fs.writeFloat64 (_detInc);
 253   fs.writeFloat64 (_viewDiameter);
 254   fs.writeFloat64 (_focalLength);
 255   fs.writeFloat64 (_sourceDetectorLength);
 256   fs.writeFloat64 (_fanBeamAngle);
 257   fs.writeInt16 (_year);
 258   fs.writeInt16 (_month);
 259   fs.writeInt16 (_day);
 260   fs.writeInt16 (_hour);
 261   fs.writeInt16 (_minute);
 262   fs.writeInt16 (_second);
 263   fs.writeInt16 (_remarksize);
 264   fs.write (m_remark.c_str(), _remarksize);
 265
 266   m_headerSize = fs.tellp();
 267   _hsize = m_headerSize;
 268   fs.seekp(0);
 269   fs.writeInt16 (_hsize);
 270   if (! fs)
 271     return false;
 272
 273   return true;
 274 }
 275
 276 /* NAME
 277 *    projections_read_header         Read data header for projections file
 278 *
 279 */
 280 bool
 281 Projections::headerRead (fnetorderstream& fs)
 282 {
 283   kuint16 _hsize, _signature, _year, _month, _day, _hour, _minute, _second, _remarksize = 0;
 284   kuint32 _nView, _nDet, _geom;
 285   kfloat64 _calcTime, _rotStart, _rotInc, _detStart, _detInc, _focalLength, _sourceDetectorLength, _viewDiameter, _fanBeamAngle;
 286
 287   fs.seekg(0);
 288   if (! fs)
 289     return false;
 290
 291   fs.readInt16 (_hsize);
 292   fs.readInt16 (_signature);
 293   fs.readInt32 (_nView);
 294   fs.readInt32 (_nDet);
 295   fs.readInt32 (_geom);
 296   fs.readFloat64 (_calcTime);
 297   fs.readFloat64 (_rotStart);
 298   fs.readFloat64 (_rotInc);
 299   fs.readFloat64 (_detStart);
 300   fs.readFloat64 (_detInc);
 301   fs.readFloat64 (_viewDiameter);
 302   fs.readFloat64 (_focalLength);
 303   fs.readFloat64 (_sourceDetectorLength);
 304   fs.readFloat64 (_fanBeamAngle);
 305   fs.readInt16 (_year);
 306   fs.readInt16 (_month);
 307   fs.readInt16 (_day);
 308   fs.readInt16 (_hour);
 309   fs.readInt16 (_minute);
 310   fs.readInt16 (_second);
 311   fs.readInt16 (_remarksize);
 312
 313   if (! fs) {
 314     sys_error (ERR_SEVERE, "Error reading header information , _remarksize=%d [projections_read_header]", _remarksize);
 315     return false;
 316   }
 317
 318   if (_signature != m_signature) {
 319     sys_error (ERR_SEVERE, "File %s does not have a valid projection file signature", m_filename.c_str());
 320     return false;
 321   }
 322
 323   char* pszRemarkStorage = new char [_remarksize+1];
 324   fs.read (pszRemarkStorage, _remarksize);
 325   if (! fs) {
 326     sys_error (ERR_SEVERE, "Error reading remark, _remarksize = %d", _remarksize);
 327     return false;
 328   }
 329   pszRemarkStorage[_remarksize] = 0;
 330   m_remark = pszRemarkStorage;
 331   delete pszRemarkStorage;
 332
 333   off_t _hsizeread = fs.tellg();
 334   if (!fs || _hsizeread != _hsize) {
 335     sys_error (ERR_WARNING, "File header size read %ld != file header size stored %ld [read_projections_header]\n_remarksize=%ld", (long int) _hsizeread, _hsize, _remarksize);
 336     return false;
 337   }
 338
 339   m_headerSize = _hsize;
 340   m_nView = _nView;
 341   m_nDet = _nDet;
 342   m_geometry = _geom;
 343   m_calcTime = _calcTime;
 344   m_rotStart = _rotStart;
 345   m_rotInc = _rotInc;
 346   m_detStart = _detStart;
 347   m_detInc = _detInc;
 348   m_dFocalLength = _focalLength;
 349   m_dSourceDetectorLength = _sourceDetectorLength;
 350   m_dViewDiameter = _viewDiameter;
 351   m_dFanBeamAngle = _fanBeamAngle;
 352   m_year = _year;
 353   m_month = _month;
 354   m_day = _day;
 355   m_hour = _hour;
 356   m_minute = _minute;
 357   m_second = _second;
 358
 359   m_label.setLabelType (Array2dFileLabel::L_HISTORY);
 360   m_label.setLabelString (m_remark);
 361   m_label.setCalcTime (m_calcTime);
 362   m_label.setDateTime (m_year, m_month, m_day, m_hour, m_minute, m_second);
 363
 364   return true;
 365 }
 366
 367 bool
 368 Projections::read (const std::string& filename)
 369 {
 370   return read (filename.c_str());
 371 }
 372
 373
 374 bool
 375 Projections::read (const char* filename)
 376 {
 377   m_filename = filename;
 378 #ifdef MSVC
 379   frnetorderstream fileRead (m_filename.c_str(), std::ios::in | std::ios::binary);
 380 #else
 381   frnetorderstream fileRead (m_filename.c_str(), std::ios::in | std::ios::binary | std::ios::nocreate);
 382 #endif
 383
 384   if (fileRead.fail())
 385     return false;
 386
 387   if (! headerRead (fileRead))
 388     return false;
 389
 390   deleteProjData ();
 391   newProjData();
 392
 393   for (int i = 0; i < m_nView; i++) {
 394     if (! detarrayRead (fileRead, *m_projData[i], i))
 395       break;
 396   }
 397
 398   fileRead.close();
 399   return true;
 400 }
 401
 402
 403 bool
 404 Projections::copyViewData (const std::string& filename, std::ostream& os, int startView, int endView)
 405 {
 406   return copyViewData (filename.c_str(), os, startView, endView);
 407 }
 408
 409 bool
 410 Projections::copyViewData (const char* const filename, std::ostream& os, int startView, int endView)
 411 {
 412   frnetorderstream is (filename, std::ios::in | std::ios::binary);
 413   kuint16 sizeHeader, signature;
 414   kuint32 _nView, _nDet;
 415
 416   is.seekg (0);
 417   if (is.fail()) {
 418     sys_error (ERR_SEVERE, "Unable to read projection file %s", filename);
 419     return false;
 420   }
 421
 422   is.readInt16 (sizeHeader);
 423   is.readInt16 (signature);
 424   is.readInt32 (_nView);
 425   is.readInt32 (_nDet);
 426   int nView = _nView;
 427   int nDet = _nDet;
 428
 429   if (signature != m_signature) {
 430     sys_error (ERR_SEVERE, "Illegal signature in projection file %s", filename);
 431     return false;
 432   }
 433
 434   if (startView < 0)
 435     startView = 0;
 436   if (startView > nView - 1)
 437     startView = nView;
 438   if (endView < 0 || endView > nView - 1)
 439     endView = nView - 1;
 440
 441   if (startView > endView) { // swap if start > end
 442     int tempView = endView;
 443     endView = startView;
 444     startView = tempView;
 445   }
 446
 447   int sizeView = 8 /* view_angle */ + 4 /* nDet */ + (4 * nDet);
 448   unsigned char* pViewData = new unsigned char [sizeView];
 449
 450   for (int i = startView; i <= endView; i++) {
 451     is.seekg (sizeHeader + i * sizeView);
 452     is.read (reinterpret_cast<char*>(pViewData), sizeView);
 453     os.write (reinterpret_cast<char*>(pViewData), sizeView);
 454     if (is.fail() || os.fail())
 455       break;
 456   }
 457
 458   delete pViewData;
 459   if (is.fail())
 460     sys_error (ERR_SEVERE, "Error reading projection file");
 461   if (os.fail())
 462     sys_error (ERR_SEVERE, "Error writing projection file");
 463
 464   return (! (is.fail() | os.fail()));
 465 }
 466
 467 bool
 468 Projections::copyHeader (const std::string& filename, std::ostream& os)
 469 {
 470   return copyHeader (filename.c_str(), os);
 471 }
 472
 473 bool
 474 Projections::copyHeader (const char* const filename, std::ostream& os)
 475 {
 476   frnetorderstream is (filename, std::ios::in | std::ios::binary);
 477   kuint16 sizeHeader, signature;
 478   is.readInt16 (sizeHeader);
 479   is.readInt16 (signature);
 480   is.seekg (0);
 481   if (signature != m_signature) {
 482     sys_error (ERR_SEVERE, "Illegal signature in projection file %s", filename);
 483     return false;
 484   }
 485
 486   unsigned char* pHdrData = new unsigned char [sizeHeader];
 487   is.read (reinterpret_cast<char*>(pHdrData), sizeHeader);
 488   if (is.fail()) {
 489     sys_error (ERR_SEVERE, "Error reading header");
 490     return false;
 491   }
 492
 493   os.write (reinterpret_cast<char*>(pHdrData), sizeHeader);
 494   if (os.fail()) {
 495     sys_error (ERR_SEVERE, "Error writing header");
 496     return false;
 497   }
 498
 499   return true;
 500 }
 501
 502 bool
 503 Projections::write (const std::string& filename)
 504 {
 505   return write (filename.c_str());
 506 }
 507
 508 bool
 509 Projections::write (const char* filename)
 510 {
 511   frnetorderstream fs (filename, std::ios::out | std::ios::binary | std::ios::trunc | std::ios::ate);
 512   m_filename = filename;
 513   if (! fs) {
 514     sys_error (ERR_SEVERE, "Error opening file %s for output [projections_create]", filename);
 515     return false;
 516   }
 517
 518   if (! headerWrite (fs))
 519     return false;
 520
 521   if (m_projData != NULL) {
 522     for (int i = 0; i < m_nView; i++) {
 523       if (! detarrayWrite (fs, *m_projData[i], i))
 524         break;
 525     }
 526   }
 527   if (! fs)
 528     return false;
 529
 530   fs.close();
 531
 532   return true;
 533 }
 534
 535 /* NAME
 536 *   detarrayRead                Read a Detector Array structure from the disk
 537 *
 538 * SYNOPSIS
 539 *   detarrayRead (proj, darray, view_num)
 540 *   DETARRAY *darray            Detector array storage location to be filled
 541 *   int      view_num           View number to read
 542 */
 543
 544 bool
 545 Projections::detarrayRead (fnetorderstream& fs, DetectorArray& darray, const int iview)
 546 {
 547   const int detval_bytes = darray.nDet() * sizeof(kfloat32);
 548   const int detheader_bytes = sizeof(kfloat64) /* view_angle */ + sizeof(kint32) /* nDet */;
 549   const int view_bytes = detheader_bytes + detval_bytes;
 550   const off_t start_data = m_headerSize + (iview * view_bytes);
 551   DetectorValue* detval_ptr = darray.detValues();
 552   kfloat64 view_angle;
 553   kuint32 nDet;
 554
 555   fs.seekg (start_data);
 556
 557   fs.readFloat64 (view_angle);
 558   fs.readInt32 (nDet);
 559   darray.setViewAngle (view_angle);
 560   //  darray.setNDet ( nDet);
 561
 562   for (unsigned int i = 0; i < nDet; i++) {
 563     kfloat32 detval;
 564     fs.readFloat32 (detval);
 565     detval_ptr[i] = detval;
 566   }
 567   if (! fs)
 568     return false;
 569
 570   return true;
 571 }
 572
 573
 574 /* NAME
 575 *   detarrayWrite                       Write detector array data to the disk
 576 *
 577 * SYNOPSIS
 578 *   detarrayWrite (darray, view_num)
 579 *   DETARRAY *darray                    Detector array data to be written
 580 *   int      view_num                   View number to write
 581 *
 582 * DESCRIPTION
 583 *       This routine writes the detarray data from the disk sequentially to
 584 *    the file that was opened with open_projections().  Data is written in
 585 *    binary format.
 586 */
 587
 588 bool
 589 Projections::detarrayWrite (fnetorderstream& fs, const DetectorArray& darray, const int iview)
 590 {
 591   const int detval_bytes = darray.nDet() * sizeof(float);
 592   const int detheader_bytes = sizeof(kfloat64) /* view_angle */ + sizeof(kint32) /* nDet */;
 593   const int view_bytes = detheader_bytes + detval_bytes;
 594   const off_t start_data = m_headerSize + (iview * view_bytes);
 595   const DetectorValue* const detval_ptr = darray.detValues();
 596   kfloat64 view_angle = darray.viewAngle();
 597   kuint32 nDet = darray.nDet();
 598
 599   fs.seekp (start_data);
 600   if (! fs) {
 601     sys_error (ERR_SEVERE, "Error seeking detectory array [detarrayWrite]");
 602     return false;
 603   }
 604
 605   fs.writeFloat64 (view_angle);
 606   fs.writeInt32 (nDet);
 607
 608   for (unsigned int i = 0; i < nDet; i++) {
 609     kfloat32 detval = detval_ptr[i];
 610     fs.writeFloat32 (detval);
 611   }
 612
 613   if (! fs)
 614     return (false);
 615
 616   return true;
 617 }
 618
 619 /* NAME
 620 *   printProjectionData                 Print projections data
 621 *
 622 * SYNOPSIS
 623 *   printProjectionData ()
 624 */
 625
 626 void
 627 Projections::printProjectionData ()
 628 {
 629   printProjectionData (0, nView() - 1);
 630 }
 631
 632 void
 633 Projections::printProjectionData (int startView, int endView)
 634 {
 635   printf("Projections Data\n\n");
 636   printf("Description: %s\n", m_remark.c_str());
 637   printf("Geometry: %s\n", Scanner::convertGeometryIDToName (m_geometry));
 638   printf("nView       = %8d             nDet = %8d\n", m_nView, m_nDet);
 639   printf("focalLength = %8.4f   ViewDiameter = %8.4f\n", m_dFocalLength, m_dViewDiameter);
 640   printf("fanBeamAngle= %8.4f SourceDetector = %8.4f\n", convertRadiansToDegrees(m_dFanBeamAngle), m_dSourceDetectorLength);
 641   printf("rotStart    = %8.4f         rotInc = %8.4f\n", m_rotStart, m_rotInc);
 642   printf("detStart    = %8.4f         detInc = %8.4f\n", m_detStart, m_detInc);
 643   if (m_projData != NULL) {
 644     if (startView < 0)
 645       startView = 0;
 646     if (endView < 0)
 647       endView = m_nView - 1;
 648     if (startView > m_nView - 1)
 649       startView = m_nView - 1;
 650     if (endView > m_nView - 1)
 651       endView = m_nView - 1;
 652     for (int ir = startView; ir <= endView - 1; ir++) {
 653       printf("View %d: angle %f\n", ir, m_projData[ir]->viewAngle());
 654       DetectorValue* detval = m_projData[ir]->detValues();
 655       for (int id = 0; id < m_projData[ir]->nDet(); id++)
 656         printf("%8.4f  ", detval[id]);
 657       printf("\n");
 658     }
 659   }
 660 }
 661
 662 void
 663 Projections::printScanInfo (std::ostringstream& os) const
 664 {
 665   os << "Number of detectors: " << m_nDet << "\n";
 666   os << "Number of views: " << m_nView<< "\n";
 667   os << "Description: " << m_remark.c_str()<< "\n";
 668   os << "Geometry: " << Scanner::convertGeometryIDToName (m_geometry)<< "\n";
 669   os << "Focal Length: " << m_dFocalLength<< "\n";
 670   os << "Source Detector Length: " << m_dSourceDetectorLength << "\n";
 671   os << "View Diameter: " << m_dViewDiameter<< "\n";
 672   os << "Fan Beam Angle: " << convertRadiansToDegrees(m_dFanBeamAngle) << "\n";
 673   os << "detStart: " << m_detStart<< "\n";
 674   os << "detInc: " << m_detInc<< "\n";
 675   os << "rotStart: " << m_rotStart<< "\n";
 676   os << "rotInc: " << m_rotInc<< "\n";
 677 }
 678
 679
 680 bool
 681 Projections::convertPolar (ImageFile& rIF, int iInterpolationID)
 682 {
 683   unsigned int nx = rIF.nx();
 684   unsigned int ny = rIF.ny();
 685   ImageFileArray v = rIF.getArray();
 686   ImageFileArray vImag = rIF.getImaginaryArray();
 687
 688   if (! v || nx == 0 || ny == 0)
 689     return false;
 690
 691   Projections* pProj = this;
 692   if (m_geometry == Scanner::GEOMETRY_EQUIANGULAR || m_geometry == Scanner::GEOMETRY_EQUILINEAR)
 693     pProj = interpolateToParallel();
 694
 695   Array2d<double> adView (nx, ny);
 696   Array2d<double> adDet (nx, ny);
 697   double** ppdView = adView.getArray();
 698   double** ppdDet = adDet.getArray();
 699
 700   pProj->calcArrayPolarCoordinates (nx, ny, ppdView, ppdDet, m_nDet, 1.);
 701
 702   std::complex<double>** ppcDetValue = new std::complex<double>* [m_nView];
 703   unsigned int iView;
 704   for (iView = 0; iView < m_nView; iView++) {
 705     ppcDetValue[iView] = new std::complex<double> [m_nDet];
 706     DetectorValue* detval = pProj->getDetectorArray (iView).detValues();
 707     for (unsigned int iDet = 0; iDet < m_nDet; iDet++)
 708       ppcDetValue[iView][iDet] = std::complex<double>(detval[iDet], 0);
 709   }
 710
 711   pProj->interpolatePolar (v, vImag, nx, ny, ppcDetValue, ppdView, ppdDet, pProj->m_nView, pProj->m_nDet, pProj->m_nDet, iInterpolationID);
 712
 713   for (iView = 0; iView < m_nView; iView++)
 714     delete [] ppcDetValue[iView];
 715   delete [] ppcDetValue;
 716
 717   if (m_geometry == Scanner::GEOMETRY_EQUIANGULAR || m_geometry == Scanner::GEOMETRY_EQUILINEAR)
 718     delete pProj;
 719
 720   return true;
 721 }
 722
 723
 724 bool
 725 Projections::convertFFTPolar (ImageFile& rIF, int iInterpolationID, int iZeropad)
 726 {
 727 #ifndef HAVE_FFT
 728   return false;
 729 #else
 730   unsigned int nx = rIF.nx();
 731   unsigned int ny = rIF.ny();
 732   ImageFileArray v = rIF.getArray();
 733   if (! rIF.isComplex())
 734     rIF.convertRealToComplex();
 735   ImageFileArray vImag = rIF.getImaginaryArray();
 736
 737   if (! v || nx == 0 || ny == 0)
 738     return false;
 739
 740   if (m_geometry != Scanner::GEOMETRY_PARALLEL) {
 741     sys_error (ERR_WARNING, "convertFFTPolar supports Parallel only");
 742     return false;
 743   }
 744
 745   Array2d<double> adView (nx, ny);
 746   Array2d<double> adDet (nx, ny);
 747   double** ppdView = adView.getArray();
 748   double** ppdDet = adDet.getArray();
 749
 750   std::complex<double>** ppcDetValue = new std::complex<double>* [m_nView];
 751
 752   int iNumDetWithZeros = ProcessSignal::addZeropadFactor (m_nDet, iZeropad);
 753   double dZeropadRatio = iNumDetWithZeros / static_cast<double>(m_nDet);
 754
 755   double* pdDet = new double [iNumDetWithZeros];
 756   fftw_complex* pcIn = new fftw_complex [iNumDetWithZeros];
 757   fftw_plan plan = fftw_create_plan (iNumDetWithZeros, FFTW_FORWARD, FFTW_IN_PLACE);
 758
 759   for (unsigned int iView = 0; iView < m_nView; iView++) {
 760     DetectorValue* detval = getDetectorArray(iView).detValues();
 761     for (unsigned int iDet = 0; iDet < m_nDet; iDet++) {
 762       pcIn[iDet].re = detval[iDet];
 763       pcIn[iDet].im = 0;
 764     }
 765     for (unsigned int iDet2 = m_nDet; iDet2 < iNumDetWithZeros; iDet2++)
 766       pcIn[iDet2].re = pcIn[iDet2].im = 0;
 767
 768     fftw_one (plan, pcIn, NULL);
 769     ppcDetValue[iView] = new std::complex<double> [iNumDetWithZeros];
 770     for (unsigned int iD = 0; iD < iNumDetWithZeros; iD++)
 771       ppcDetValue[iView][iD] = std::complex<double> (pcIn[iD].re, pcIn[iD].im);
 772 //ppcDetValue[iView][iD] = std::complex<double> (std::abs(std::complex<double>(pcIn[iD].re, pcIn[iD].im)), 0);
 773     Fourier::shuffleFourierToNaturalOrder (ppcDetValue[iView], iNumDetWithZeros);
 774   }
 775
 776   fftw_destroy_plan (plan);
 777   delete [] pcIn;
 778
 779   calcArrayPolarCoordinates (nx, ny, ppdView, ppdDet, iNumDetWithZeros, dZeropadRatio);
 780   interpolatePolar (v, vImag, nx, ny, ppcDetValue, ppdView, ppdDet, m_nView, m_nDet, iNumDetWithZeros,
 781     iInterpolationID);
 782
 783   for (int i = 0; i < m_nView; i++)
 784     delete [] ppcDetValue[i];
 785   delete [] ppcDetValue;
 786
 787   return true;
 788 #endif
 789 }
 790
 791
 792 void
 793 Projections::calcArrayPolarCoordinates (unsigned int nx, unsigned int ny, double** ppdView, double** ppdDet,
 794                                         int iNumDetWithZeros, double dZeropadRatio)
 795 {
 796   double xMin = -phmLen() / 2;
 797   double xMax = xMin + phmLen();
 798   double yMin = -phmLen() / 2;
 799   double yMax = yMin + phmLen();
 800   double xCent = (xMin + xMax) / 2;
 801   double yCent = (yMin + yMax) / 2;
 802
 803   xMin = (xMin - xCent) * dZeropadRatio + xCent;
 804   xMax = (xMax - xCent) * dZeropadRatio + xCent;
 805   yMin = (yMin - yCent) * dZeropadRatio + yCent;
 806   yMax = (yMax - yCent) * dZeropadRatio + yCent;
 807
 808   double xInc = (xMax - xMin) / nx;     // size of cells
 809   double yInc = (yMax - yMin) / ny;
 810
 811   // +1 is correct for frequency data, ndet-1 is correct for projections
 812   int iDetCenter = (iNumDetWithZeros - 1) / 2;  // index refering to L=0 projection
 813   if (iNumDetWithZeros % 2 == 0)
 814     iDetCenter = (iNumDetWithZeros + 1) / 2;
 815
 816   // Calculates polar coordinates (view#, det#) for each point on phantom grid
 817   double x = xMin + xInc / 2;   // Rectang coords of center of pixel
 818   for (unsigned int ix = 0; ix < nx; x += xInc, ix++) {
 819     double y = yMin + yInc / 2;
 820     for (unsigned int iy = 0; iy < ny; y += yInc, iy++) {
 821       double r = ::sqrt (x * x + y * y);
 822       double phi = atan2 (y, x);
 823
 824       if (phi < 0)
 825         phi += TWOPI;
 826
 827       if (phi >= PI) {
 828         phi -= PI;
 829         r = -r;
 830       }
 831
 832       ppdView[ix][iy] = (phi - m_rotStart) / m_rotInc;
 833       ppdDet[ix][iy] = (r / m_detInc) + iDetCenter;
 834     }
 835   }
 836 }
 837
 838 void
 839 Projections::interpolatePolar (ImageFileArray& v, ImageFileArray& vImag,
 840      unsigned int nx, unsigned int ny, std::complex<double>** ppcDetValue, double** ppdView,
 841      double** ppdDet, unsigned int nView, unsigned int nDet, unsigned int nDetWithZeros, int iInterpolationID)
 842 {
 843
 844   for (unsigned int ix = 0; ix < ny; ix++) {
 845     for (unsigned int iy = 0; iy < ny; iy++) {
 846       if (iInterpolationID == POLAR_INTERP_NEAREST) {
 847         unsigned int iView = nearest<int> (ppdView[ix][iy]);
 848         unsigned int iDet = nearest<int> (ppdDet[ix][iy]);
 849         if (iView == nView) {
 850           iView = 0;
 851        //   iDet = m_nDet - iDet;
 852         }
 853         if (iDet >= 0 && iDet < nDetWithZeros && iView >= 0 && iView < nView) {
 854           v[ix][iy] = ppcDetValue[iView][iDet].real();
 855           if (vImag)
 856             vImag[ix][iy] = ppcDetValue[iView][iDet].imag();
 857         } else {
 858           sys_error (ERR_SEVERE, "Can't find projection data for ix=%d,iy=%d with radView=%f and radDet=%f",
 859             ix, iy, ppdView[ix][iy], ppdDet[ix][iy]);
 860           v[ix][iy] = 0;
 861         }
 862       } else if (iInterpolationID == POLAR_INTERP_BILINEAR) {
 863         unsigned int iFloorView = static_cast<int>(ppdView[ix][iy]);
 864         double dFracView = ppdView[ix][iy] - iFloorView;
 865         unsigned int iFloorDet = static_cast<int>(ppdDet[ix][iy]);
 866         double dFracDet = ppdDet[ix][iy] - iFloorDet;
 867
 868         if (iFloorDet >= 0 && iFloorView >= 0) {
 869           std::complex<double> v1 = ppcDetValue[iFloorView][iFloorDet];
 870           std::complex<double> v2, v3, v4;
 871           if (iFloorView < nView - 1)
 872             v2 = ppcDetValue[iFloorView + 1][iFloorDet];
 873           else
 874             v2 = ppcDetValue[0][iFloorDet];
 875           if (iFloorDet < nDetWithZeros - 1)
 876             v4 = ppcDetValue[iFloorView][iFloorDet+1];
 877           else
 878             v4 = v1;
 879           if (iFloorView < nView - 1 && iFloorDet < nDetWithZeros - 1)
 880             v3 = ppcDetValue [iFloorView+1][iFloorDet+1];
 881           else if (iFloorView < nView - 1)
 882             v3 = v2;
 883           else
 884             v3 = ppcDetValue[0][iFloorDet+1];
 885           std::complex<double> vInterp = (1 - dFracView) * (1 - dFracDet) * v1 +
 886             dFracView * (1 - dFracDet) * v2 + dFracView * dFracDet * v3 +
 887             dFracDet * (1 - dFracView) * v4;
 888           v[ix][iy] = vInterp.real();
 889           if (vImag)
 890             vImag[ix][iy] = vInterp.imag();
 891         } else {
 892           sys_error (ERR_SEVERE, "Can't find projection data for ix=%d,iy=%d with radView=%f and radDet=%f",
 893             ix, iy, ppdView[ix][iy], ppdDet[ix][iy]);
 894           v[ix][iy] = 0;
 895           if (vImag)
 896             vImag[ix][iy] = 0;
 897         }
 898       } else if (iInterpolationID == POLAR_INTERP_BICUBIC) {
 899         v[ix][iy] =0;
 900           if (vImag)
 901             vImag[ix][iy] = 0;
 902       }
 903     }
 904   }
 905 }
 906
 907 bool
 908 Projections::initFromSomatomAR_STAR (int iNViews, int iNDets, unsigned char* pData, unsigned long lDataLength)
 909 {
 910   init (iNViews, iNDets);
 911   m_geometry = Scanner::GEOMETRY_EQUIANGULAR;
 912   m_dFocalLength = 510;
 913   m_dSourceDetectorLength = 890;
 914   m_detInc = convertDegreesToRadians (3.06976 / 60);
 915   m_dFanBeamAngle = iNDets * m_detInc;
 916   m_detStart = -(m_dFanBeamAngle / 2);
 917   m_rotInc = TWOPI / static_cast<double>(iNViews);
 918   m_rotStart = 0;
 919   m_dViewDiameter = sin (m_dFanBeamAngle / 2) * m_dFocalLength * 2;
 920
 921   if (! ((iNViews == 750 && lDataLength == 1560000L) || (iNViews == 950 && lDataLength == 1976000L)
 922                 || (iNViews == 1500 && lDataLength == 3120000)))
 923     return false;
 924
 925   double dCenter = (iNDets - 1.) / 2.; // change from (Nm+1)/2 because of 0 vs. 1 indexing
 926   double* pdCosScale = new double [iNDets];
 927   for (int i = 0; i < iNDets; i++)
 928     pdCosScale[i] = 1. / cos ((i - dCenter) * m_detInc);
 929
 930   long lDataPos = 0;
 931   for (int iv = 0; iv < iNViews; iv++) {
 932     unsigned char* pArgBase = pData + lDataPos;
 933     unsigned char* p = pArgBase+0; SwapBytes4IfLittleEndian (p);
 934     long lProjNumber = *reinterpret_cast<long*>(p);
 935
 936     p = pArgBase+20;  SwapBytes4IfLittleEndian (p);
 937     long lEscale = *reinterpret_cast<long*>(p);
 938
 939     p = pArgBase+28;  SwapBytes4IfLittleEndian (p);
 940     long lTime = *reinterpret_cast<long*>(p);
 941
 942     p = pArgBase + 4; SwapBytes4IfLittleEndian (p);
 943     double dAlpha = *reinterpret_cast<float*>(p) + HALFPI;
 944
 945     p = pArgBase+12; SwapBytes4IfLittleEndian (p);
 946     double dAlign = *reinterpret_cast<float*>(p);
 947
 948     p = pArgBase + 16; SwapBytes4IfLittleEndian (p);
 949     double dMaxValue = *reinterpret_cast<float*>(p);
 950
 951     DetectorArray& detArray = getDetectorArray (iv);
 952     detArray.setViewAngle (dAlpha);
 953     DetectorValue* detval = detArray.detValues();
 954
 955     double dViewScale = 1. / (2294.4871 * ::pow (2.0, -lEscale));
 956     lDataPos += 32;
 957     for (int id = 0; id < iNDets; id++) {
 958       int iV = pData[lDataPos+1] + (pData[lDataPos] << 8);
 959       if (iV > 32767)   // two's complement signed conversion
 960         iV = iV - 65536;
 961       detval[id] = iV * dViewScale * pdCosScale[id];
 962       lDataPos += 2;
 963     }
 964 #if 1
 965     for (int k = iNDets - 2; k >= 0; k--)
 966       detval[k+1] = detval[k];
 967     detval[0] = 0;
 968 #endif
 969   }
 970
 971   delete pdCosScale;
 972   return true;
 973 }
 974
 975 Projections*
 976 Projections::interpolateToParallel () const
 977 {
 978   if (m_geometry == Scanner::GEOMETRY_PARALLEL)
 979     return const_cast<Projections*>(this);
 980
 981   int nDet = m_nDet;
 982   int nView = m_nView;
 983   Projections* pProjNew = new Projections (nView, nDet);
 984   pProjNew->m_geometry = Scanner::GEOMETRY_PARALLEL;
 985   pProjNew->m_dFocalLength = m_dFocalLength;
 986   pProjNew->m_dSourceDetectorLength = m_dSourceDetectorLength;
 987   pProjNew->m_dViewDiameter = m_dViewDiameter;
 988   pProjNew->m_dFanBeamAngle = m_dFanBeamAngle;
 989   pProjNew->m_calcTime  = 0;
 990   pProjNew->m_remark = m_remark;
 991   pProjNew->m_remark += "; Interpolate to Parallel";
 992   pProjNew->m_label.setLabelType (Array2dFileLabel::L_HISTORY);
 993   pProjNew->m_label.setLabelString (pProjNew->m_remark);
 994   pProjNew->m_label.setCalcTime (pProjNew->m_calcTime);
 995   pProjNew->m_label.setDateTime (pProjNew->m_year, pProjNew->m_month, pProjNew->m_day, pProjNew->m_hour, pProjNew->m_minute, pProjNew->m_second);
 996
 997   pProjNew->m_rotStart = 0;
 998 #ifdef CONVERT_PARALLEL_PI
 999   pProjNew->m_rotInc = PI / nView;;
1000 #else
1001   pProjNew->m_rotInc = TWOPI / nView;
1002 #endif
1003   pProjNew->m_detStart = -m_dViewDiameter / 2;
1004   pProjNew->m_detInc = m_dViewDiameter / nDet;
1005   if (nDet % 2 == 0) // even
1006     pProjNew->m_detInc = m_dViewDiameter / (nDet - 1);
1007
1008   ParallelRaysums parallel (this, ParallelRaysums::THETA_RANGE_NORMALIZE_TO_TWOPI);
1009
1010   double* pdThetaValuesForT = new double [pProjNew->nView()];
1011   double* pdRaysumsForT = new double [pProjNew->nView()];
1012
1013   // interpolate to evenly spaced theta (views)
1014   double dDetPos = pProjNew->m_detStart;
1015   for (int iD = 0; iD < pProjNew->nDet(); iD++, dDetPos += pProjNew->m_detInc) {
1016     parallel.getThetaAndRaysumsForT (iD, pdThetaValuesForT, pdRaysumsForT);
1017
1018     double dViewAngle = m_rotStart;
1019     int iLastFloor = -1;
1020     for (int iV = 0; iV < pProjNew->nView(); iV++, dViewAngle += pProjNew->m_rotInc) {
1021       DetectorValue* detValues = pProjNew->getDetectorArray (iV).detValues();
1022
1023       detValues[iD] = parallel.interpolate (pdThetaValuesForT, pdRaysumsForT, pProjNew->nView(), dViewAngle, &iLastFloor);
1024     }
1025   }
1026   delete pdThetaValuesForT;
1027   delete pdRaysumsForT;
1028
1029   // interpolate to evenly space t (detectors)
1030   double* pdOriginalDetPositions = new double [pProjNew->nDet()];
1031   parallel.getDetPositions (pdOriginalDetPositions);
1032
1033   double* pdDetValueCopy = new double [pProjNew->nDet()];
1034   double dViewAngle = m_rotStart;
1035   for (int iV = 0; iV < pProjNew->nView(); iV++, dViewAngle += pProjNew->m_rotInc) {
1036     DetectorArray& detArray = pProjNew->getDetectorArray (iV);
1037     DetectorValue* detValues = detArray.detValues();
1038     detArray.setViewAngle (dViewAngle);
1039
1040     for (int i = 0; i < pProjNew->nDet(); i++)
1041       pdDetValueCopy[i] = detValues[i];
1042
1043     double dDetPos = pProjNew->m_detStart;
1044     int iLastFloor = -1;
1045     for (int iD = 0; iD < pProjNew->nDet(); iD++, dDetPos += pProjNew->m_detInc) {
1046       detValues[iD] = parallel.interpolate (pdOriginalDetPositions, pdDetValueCopy, pProjNew->nDet(), dDetPos, &iLastFloor);
1047     }
1048   }
1049   delete pdDetValueCopy;
1050   delete pdOriginalDetPositions;
1051
1052   return pProjNew;
1053 }
1054
1055
1056 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1057 //
1058 // Class ParallelRaysums
1059 //
1060 // Used for converting divergent beam raysums into Parallel raysums
1061 //
1062 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1063
1064 ParallelRaysums::ParallelRaysums (const Projections* pProjections, int iThetaRange)
1065 : m_iNumCoordinates(0), m_iNumView(pProjections->nView()), m_iNumDet(pProjections->nDet()),
1066   m_iThetaRange (iThetaRange), m_pCoordinates(NULL)
1067 {
1068   int iGeometry = pProjections->geometry();
1069   double dDetInc = pProjections->detInc();
1070   double dDetStart = pProjections->detStart();
1071   double dFocalLength = pProjections->focalLength();
1072
1073   m_iNumCoordinates =  m_iNumView * m_iNumDet;
1074   m_pCoordinates = new ParallelRaysumCoordinate [m_iNumCoordinates];
1075   m_vecpCoordinates.reserve (m_iNumCoordinates);
1076   for (int i = 0; i < m_iNumCoordinates; i++)
1077     m_vecpCoordinates[i] = m_pCoordinates + i;
1078
1079   int iCoordinate = 0;
1080   for (int iV = 0; iV < m_iNumView; iV++) {
1081     double dViewAngle = pProjections->getDetectorArray(iV).viewAngle();
1082     const DetectorValue* detValues = pProjections->getDetectorArray(iV).detValues();
1083
1084     double dDetPos = dDetStart;
1085     for (int iD = 0; iD < m_iNumDet; iD++) {
1086       ParallelRaysumCoordinate* pC = m_vecpCoordinates[iCoordinate++];
1087
1088       if (iGeometry == Scanner::GEOMETRY_PARALLEL) {
1089         pC->m_dTheta = dViewAngle;
1090         pC->m_dT = dDetPos;
1091       } else if (iGeometry == Scanner::GEOMETRY_EQUILINEAR) {
1092         double dFanAngle = atan (dDetPos / pProjections->sourceDetectorLength());
1093         pC->m_dTheta = dViewAngle + dFanAngle;
1094         pC->m_dT = dFocalLength * sin(dFanAngle);
1095
1096       } else if (iGeometry == Scanner::GEOMETRY_EQUIANGULAR) {
1097         // fan angle is same as dDetPos
1098         pC->m_dTheta = dViewAngle + dDetPos;
1099         pC->m_dT = dFocalLength * sin (dDetPos);
1100       }
1101       if (m_iThetaRange != THETA_RANGE_UNCONSTRAINED) {
1102         pC->m_dTheta = normalizeAngle (pC->m_dTheta);
1103         if (m_iThetaRange == THETA_RANGE_FOLD_TO_PI && pC->m_dTheta >= PI) {
1104           pC->m_dTheta -= PI;
1105           pC->m_dT = -pC->m_dT;
1106         }
1107       }
1108       pC->m_dRaysum = detValues[iD];
1109       dDetPos += dDetInc;
1110     }
1111   }
1112 }
1113
1114 ParallelRaysums::~ParallelRaysums()
1115 {
1116   delete m_pCoordinates;
1117 }
1118
1119 ParallelRaysums::CoordinateContainer&
1120 ParallelRaysums::getSortedByTheta()
1121 {
1122   if (m_vecpSortedByTheta.size() == 0) {
1123     m_vecpSortedByTheta.resize (m_iNumCoordinates);
1124     for (int i = 0; i < m_iNumCoordinates; i++)
1125       m_vecpSortedByTheta[i] = m_vecpCoordinates[i];
1126     std::sort (m_vecpSortedByTheta.begin(), m_vecpSortedByTheta.end(), ParallelRaysumCoordinate::compareByTheta);
1127   }
1128
1129   return m_vecpSortedByTheta;
1130 }
1131
1132 ParallelRaysums::CoordinateContainer&
1133 ParallelRaysums::getSortedByT()
1134 {
1135   if (m_vecpSortedByT.size() == 0) {
1136     m_vecpSortedByT.resize (m_iNumCoordinates);
1137     for (int i = 0; i < m_iNumCoordinates; i++)
1138       m_vecpSortedByT[i] = m_vecpCoordinates[i];
1139     std::sort (m_vecpSortedByT.begin(), m_vecpSortedByT.end(), ParallelRaysumCoordinate::compareByT);
1140   }
1141
1142   return m_vecpSortedByT;
1143 }
1144
1145
1146 void
1147 ParallelRaysums::getLimits (double* dMinT, double* dMaxT, double* dMinTheta, double* dMaxTheta) const
1148 {
1149   if (m_iNumCoordinates <= 0)
1150     return;
1151
1152   *dMinT = *dMaxT = m_vecpCoordinates[0]->m_dT;
1153   *dMinTheta = *dMaxTheta = m_vecpCoordinates[0]->m_dTheta;
1154
1155   for (int i = 0; i < m_iNumCoordinates; i++) {
1156     double dT = m_vecpCoordinates[i]->m_dT;
1157     double dTheta = m_vecpCoordinates[i]->m_dTheta;
1158
1159     if (dT < *dMinT)
1160       *dMinT = dT;
1161     else if (dT > *dMaxT)
1162       *dMaxT = dT;
1163
1164     if (dTheta < *dMinTheta)
1165       *dMinTheta = dTheta;
1166     else if (dTheta > *dMaxTheta)
1167       *dMaxTheta = dTheta;
1168   }
1169 }
1170
1171 void
1172 ParallelRaysums::getThetaAndRaysumsForT (int iTheta, double* pTheta, double* pRaysum)
1173 {
1174   const CoordinateContainer& coordsT = getSortedByT();
1175
1176   int iBase = iTheta * m_iNumView;
1177   for (int i = 0; i < m_iNumView; i++) {
1178     int iPos = iBase + i;
1179     pTheta[i] = coordsT[iPos]->m_dTheta;
1180     pRaysum[i] = coordsT[iPos]->m_dRaysum;
1181   }
1182 }
1183
1184 void
1185 ParallelRaysums::getDetPositions (double* pdDetPos)
1186 {
1187   const CoordinateContainer& coordsT = getSortedByT();
1188
1189   int iPos = 0;
1190   for (int i = 0; i < m_iNumDet; i++) {
1191     pdDetPos[i] = coordsT[iPos]->m_dT;
1192     iPos += m_iNumView;
1193   }
1194 }
1195
1196 // locate by bisection, O(log2(n))
1197 // iLastFloor is used when sequential calls to interpolate with monotonically increasing dX
1198 double
1199 ParallelRaysums::interpolate (double* pdX, double* pdY, int n, double dX, int* iLastFloor)
1200 {
1201   int iLower = -1;
1202   int iUpper = n;
1203   if (iLastFloor && *iLastFloor >= 0 && pdX[*iLastFloor] < dX)
1204     iLower = *iLastFloor;
1205
1206   while (iUpper - iLower > 1) {
1207     int iMiddle = (iUpper + iLower) >> 1;
1208     if (dX >= pdX[iMiddle])
1209       iLower = iMiddle;
1210     else
1211       iUpper = iMiddle;
1212   }
1213   if (dX <= pdX[0])
1214     return pdY[0];
1215   else if (dX >= pdX[n-1])
1216     return pdY[1];
1217
1218   if (iLower < 0 || iLower >= n) {
1219     sys_error (ERR_SEVERE, "Coordinate out of range [locateThetaBase]");
1220     return 0;
1221   }
1222
1223   if (iLastFloor)
1224     *iLastFloor = iLower;
1225   return pdY[iLower] + (pdY[iUpper] - pdY[iLower]) * ((dX - pdX[iLower]) / (pdX[iUpper] - pdX[iLower]));
1226 }
1227