r7061: initial property settings
[ctsim.git] / include / projections.h
index eb1c3c7d03b852b4e2085eb976ab259b31e1ba8b..38aea33307f716cff873a16961a4130c496602c2 100644 (file)
@@ -7,9 +7,9 @@
 **   Date Started:  July 1, 1984
 **
 **  This is part of the CTSim program
-**  Copyright (C) 1983-2000 Kevin Rosenberg
+**  Copyright (c) 1983-2001 Kevin Rosenberg
 **
-**  $Id: projections.h,v 1.17 2000/12/16 03:29:02 kevin Exp $
+**  $Id$
 **
 **
 **  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 class Scanner;
 class DetectorArray;
 class Array2dFileLabel;
+class fnetorderstream;
+
+#include "array2dfile.h"
+#include "imagefile.h"
+#include <complex>
+#include <vector>
+
+
+//used for rebinning divergent beam projections to parallel
+class ParallelRaysumCoordinate {  
+public:
+  double m_dT;      // Distance from center of origin
+  double m_dTheta;  // perpendicular angle to origin
+  double m_dRaysum;
+
+  static bool compareByTheta (ParallelRaysumCoordinate* a, ParallelRaysumCoordinate* b)
+  { return a->m_dTheta == b->m_dTheta ? b->m_dT > a->m_dT : b->m_dTheta > a->m_dTheta; }
+
+  // sort first by T, then Theta
+  static bool compareByT (ParallelRaysumCoordinate* a, ParallelRaysumCoordinate* b)
+  { return a->m_dT == b->m_dT ? b->m_dTheta > a->m_dTheta : b->m_dT > a->m_dT; }
+
+};
+
+class ParallelRaysums {
+public:
+
+  enum {
+    THETA_RANGE_UNCONSTRAINED = 0,
+    THETA_RANGE_NORMALIZE_TO_TWOPI,
+    THETA_RANGE_FOLD_TO_PI,
+  };
+
+  ParallelRaysums (const Projections* pProjections, int iThetaRange);
+  ~ParallelRaysums ();
+
+  typedef std::vector<ParallelRaysumCoordinate*> CoordinateContainer;
+  typedef CoordinateContainer::iterator CoordinateIterator;
+
+  CoordinateContainer& getCoordinates() {return m_vecpCoordinates;}
+  int getNumCoordinates() const {return m_iNumCoordinates;}
+  void getLimits (double* dMinT, double* dMaxT, double* dMinTheta, double* dMaxTheta) const;
+  CoordinateContainer& getSortedByT();
+  CoordinateContainer& getSortedByTheta();
+  double interpolate (double* pdX, double* pdY, int n, double dXValue, int* iLastFloor = NULL);
+  void getThetaAndRaysumsForT (int iT, double* pdTheta, double* pdRaysum);
+  void getDetPositions (double* pdDetPos);
+
+private:
+  CoordinateContainer m_vecpCoordinates;
+  CoordinateContainer m_vecpSortedByT;
+  CoordinateContainer m_vecpSortedByTheta;
+  ParallelRaysumCoordinate* m_pCoordinates;
+  int m_iNumCoordinates;
+  int m_iNumView;
+  int m_iNumDet;
+  int m_iThetaRange;
+};
+
 
 
 // Projections
 class Projections
 {
  public:
+
+  static const int POLAR_INTERP_INVALID;
+  static const int POLAR_INTERP_NEAREST;
+  static const int POLAR_INTERP_BILINEAR;
+  static const int POLAR_INTERP_BICUBIC;
+
   Projections (const int nView, const int nDet);
   Projections (const Scanner& scanner);
   Projections ();
   ~Projections ();
 
+  static const int getInterpCount() {return s_iInterpCount;}
+  static const char* const* getInterpNameArray() {return s_aszInterpName;}
+  static const char* const* getInterpTitleArray() {return s_aszInterpTitle;}
+  static int convertInterpNameToID (const char* const interpName);
+  static const char* convertInterpIDToName (const int interpID);
+  static const char* convertInterpIDToTitle (const int interpID);
+
   void initFromScanner (const Scanner& scanner);
+  bool initFromSomatomAR_STAR (int iNViews, int iNDets, unsigned char* pData, unsigned long lDataLength);
 
   void printProjectionData (int startView, int endView);
   void printProjectionData ();
-  void printScanInfo (ostringstream& os) const;
+  void printScanInfo (std::ostringstream& os) const;
 
-  bool read (const string& fname);
+  int Helical180LI(int interpView);
+  int Helical180LI_Equiangular(int interpView);
+  int HalfScanFeather(void);
+
+  bool read (const std::string& fname);
   bool read (const char* fname);
   bool write (const char* fname);
-  bool write (const string& fname);
+  bool write (const std::string& fname);
   bool detarrayRead (fnetorderstream& fs, DetectorArray& darray, const int view_num);
   bool detarrayWrite (fnetorderstream& fs, const DetectorArray& darray, const int view_num);
 
+  Projections* interpolateToParallel() const;
+
+  bool convertPolar (ImageFile& rIF, int iInterpolation);
+  bool convertFFTPolar (ImageFile& rIF, int iInterpolation, int iZeropad);
+  void calcArrayPolarCoordinates (unsigned int nx, unsigned int ny, double** ppdView, double** ppdDet, 
+    int iNumDetWithZeros, double dZeropadRatio, double dDetInc);
+  void interpolatePolar (ImageFileArray& v, ImageFileArray& vImag, unsigned int nx, unsigned int ny, std::complex<double>** ppcDetValue,
+    double** ppdDet, double** ppdView, unsigned int nView, unsigned int nDet, unsigned int nDetWithZeros, 
+    int iInterpolate);
+
   bool reconstruct (ImageFile& im, const char* const filterName, double filt_param, const char* const filterMethodName, const int zeropad, const char* frequencyFilterName, const char* const interpName, int interp_param, const char* const backprojName, const int trace) const;
 
   void setNView (int nView);  // used in MPI to restrict # of views
   void setRotInc (double rotInc) { m_rotInc = rotInc;}
   void setDetInc (double detInc) { m_detInc = detInc;}
-  void setPhmLen (double phmLen) { m_phmLen = phmLen;}
   void setCalcTime (double calcTime) {m_calcTime = calcTime;}
   void setRemark (const char* remark) {m_remark = remark; m_label.setLabelString(remark);}
-  void setRemark (const string& remark) {setRemark(remark.c_str());}
+  void setRemark (const std::string& remark) {setRemark(remark.c_str());}
 
   double detStart() const {return m_detStart;}
   double rotStart() const {return m_rotStart;}
   double calcTime() const {return m_calcTime;}
-  double phmLen() const {return m_phmLen;}
+  double viewLen() const {return m_dViewDiameter / SQRT2;}
   const char*  remark() const {return m_remark.c_str();}
   double detInc() const {return m_detInc;}
   double rotInc() const {return m_rotInc;}
   int nDet() const {return m_nDet;}
   int nView() const {return m_nView;}
   int geometry() const {return m_geometry;}
-  double focalLength() const {return m_focalLength;}
-  double fieldOfView() const {return m_fieldOfView;}
+  double focalLength() const {return m_dFocalLength;}
+  double sourceDetectorLength() const { return m_dSourceDetectorLength;}
+  double viewDiameter() const {return m_dViewDiameter; }
+  double phmLen() const { return m_dViewDiameter / SQRT2; }
+  void setPhmLen(double phmLen) { m_dViewDiameter = phmLen * SQRT2; }
 
-  const string& getFilename() const {return m_filename;}
+  const std::string& getFilename() const {return m_filename;}
   Array2dFileLabel& getLabel() {return m_label;}
   const Array2dFileLabel& getLabel() const {return m_label;}
 
@@ -90,16 +179,16 @@ class Projections
       { return (*m_projData[iview]); }
 
   static bool copyHeader (const char* const filename, std::ostream& os);
-  static bool copyHeader (const string& filename, std::ostream& os);
+  static bool copyHeader (const std::string& filename, std::ostream& os);
 
   static bool copyViewData (const char* const filename, std::ostream& os, int startView, int endView);
-  static bool copyViewData (const string& filename, std::ostream& os, int startView, int endView);
+  static bool copyViewData (const std::string& filename, std::ostream& os, int startView, int endView);
   
  private:
   int m_headerSize;            // Size of disk file header 
   int m_geometry;              // Geometry of scanner 
   class DetectorArray **m_projData;    // Pointer to array of detarray_st pointers 
-  string m_remark;             // description of raysum data 
+  std::string m_remark;                // description of raysum data 
   int m_nDet;                  // number of detectors in array 
   int m_nView;                 // number of rotated views 
   double m_calcTime;           // time required to calculate raysums 
@@ -107,20 +196,25 @@ class Projections
   double m_rotInc;             // angle between rotations 
   double m_detStart;           // distance of beginning detector to center phantom
   double m_detInc;             // increment between detectors 
-  double m_phmLen;             // Length of phantom edge (phm is square) 
-  double m_focalLength;
-  double m_fieldOfView;
+  double m_dFocalLength;
+  double m_dSourceDetectorLength;
+  double m_dViewDiameter;
+  double m_dFanBeamAngle;
   kuint32 m_year;                   // Creation date & time
   kuint32 m_month;
   kuint32 m_day;
   kuint32 m_hour;
   kuint32 m_minute;
   kuint32 m_second;
-  string m_filename;
+  std::string m_filename;
   Array2dFileLabel m_label;
 
   const static kuint16 m_signature;
 
+  static const char* const s_aszInterpName[];
+  static const char* const s_aszInterpTitle[];
+  static const int s_iInterpCount;
+
   bool headerWrite (fnetorderstream& fs);
   bool headerRead (fnetorderstream& fs);
   void newProjData ();