r120: *** empty log message ***
[ctsim.git] / libctsim / imagefile.cpp
index bcb07e2e75092d42e79cad842f63ea7183ecc2da..7f1c6a03085a2f9e51a50f32872becbff5296f2b 100644 (file)
@@ -9,7 +9,7 @@
 **  This is part of the CTSim program
 **  Copyright (C) 1983-2000 Kevin Rosenberg
 **
-**  $Id: imagefile.cpp,v 1.3 2000/06/22 10:17:28 kevin Exp $
+**  $Id: imagefile.cpp,v 1.4 2000/06/25 17:32:24 kevin Exp $
 **
 **  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 **  it under the terms of the GNU General Public License (version 2) as
@@ -93,39 +93,39 @@ Array2dFileLabel::getDateString (void) const
 
 
 void 
-image_filter_response (ImageFile& im, const char* const domainName, double bw, const char* const filterName, double filt_param, const int opt_trace)
+ImageFile::filterResponse (const char* const domainName, double bw, const char* const filterName, double filt_param)
 {
-  int hx = im.nx() / 2;
-  int hy = im.ny() / 2;
-  ImageFileArray v = im.getArray();
+  int hx = (mNX - 1) / 2;
+  int hy = (mNY - 1) / 2;
+  ImageFileArray v = getArray();
+  SignalFilter filter (filterName, domainName, bw, filt_param);
 
   for (int i = -hx; i <= hx; i++) {
     for (int j = -hy; j <= hy; j++) {
-      double r = sqrt(i * i + j * j);
+      double r = sqrt (i * i + j * j);
       
-      v[i+hx][j+hy] = SignalFilter::response (filterName, domainName, bw, r, filt_param);
-      if (opt_trace >= TRACE_PHM)
-       printf ("r=%8.4f, v=%8.4f\n", r, v[i+hx][j+hy]);
+      v[i+hx][j+hy] = filter.response (r);
     }
   }
 }
 
 int
-image_display (const ImageFile& im)
+ImageFile::display (void)
 {
     ImageFileValue pmin, pmax;
 
-    im.getPixelValueRange (pmin, pmax);
+    getPixelValueRange (pmin, pmax);
 
-    return (image_display_scale (im, 1, pmin, pmax));
+    return (displayScaling (1, pmin, pmax));
 }
 
-int image_display_scale (const ImageFile& im, const int scale, const double pmin, const double pmax)
+int 
+ImageFile::displayScaling (const int scale, const ImageFileValue pmin, const ImageFileValue pmax)
 {
     int grayscale[256];
-    int nx = im.nx();
-    int ny = im.ny();
-    ImageFileArray v = im.getArray();
+    int nx = mNX;
+    int ny = mNY;
+    ImageFileArray v = getArray();
 
 #if HAVE_G2_H
     int pens [nx * ny * scale * scale ];
@@ -158,4 +158,148 @@ int image_display_scale (const ImageFile& im, const int scale, const double pmin
 
 
 
+// ImageFile::comparativeStatistics    Calculate comparative stats
+//
+// OUTPUT
+//   d   Normalized root mean squared distance measure
+//   r   Normalized mean absolute distance measure
+//   e   Worst case distance measure
+//
+// REFERENCES
+//  G.T. Herman, Image Reconstruction From Projections, 1980
+
+bool
+ImageFile::comparativeStatistics (const ImageFile& imComp, double& d, double& r, double& e) const
+{
+    if (imComp.nx() != mNX && imComp.ny() != mNY) {
+       sys_error (ERR_WARNING, "Image sizes differ [ImageFile::comparativeStatistics]");
+       return false;
+    }
+    ImageFileArray v = getArray();
+    ImageFileArray vComp = imComp.getArray();
+
+    double myMean = 0.;
+    for (int ix = 0; ix < mNX; ix++) {
+       for (int iy = 0; iy < mNY; iy++) {
+           myMean += v[ix][iy];
+       }
+    }
+    myMean /= (mNX * mNY);
+
+    double sqErrorSum = 0.;
+    double absErrorSum = 0.;
+    double sqDiffFromMeanSum = 0.;
+    double absValueSum = 0.;
+    for (int ix = 0; ix < mNX; ix++) {
+       for (int iy = 0; iy < mNY; iy++) {
+           double diff = v[ix][iy] - vComp[ix][iy];
+           sqErrorSum += diff * diff;
+           absErrorSum += fabs(diff);
+           double diffFromMean = v[ix][iy] - myMean;
+           sqDiffFromMeanSum += diffFromMean * diffFromMean;
+           absValueSum += fabs(v[ix][iy]);
+       }
+    }
+
+    d = sqrt (sqErrorSum / sqDiffFromMeanSum);
+    r = absErrorSum / absValueSum;
+
+    int hx = mNX / 2;
+    int hy = mNY / 2;
+    double eMax = -1;
+    for (int ix = 0; ix < hx; ix++) {
+      for (int iy = 0; iy < hy; iy++) {
+       double avgPixel = 0.25 * (v[2*ix][2*iy] + v[2*ix+1][2*iy] + v[2*ix][2*iy+1] + v[2*ix+1][2*iy+1]);
+       double avgPixelComp = 0.25 * (vComp[2*ix][2*iy] + vComp[2*ix+1][2*iy] + vComp[2*ix][2*iy+1] + vComp[2*ix+1][2*iy+1]);
+       double error = fabs (avgPixel - avgPixelComp);
+       if (error > eMax)
+         eMax = error;
+      }
+    }
+
+    e = eMax;
+
+    return true;
+}
+
+
+bool
+ImageFile::printComparativeStatistics (const ImageFile& imComp, ostream& os) const
+{
+  double d, r, e;
+
+  if (comparativeStatistics (imComp, d, r, e)) {
+    os << "  Normalized root mean squared distance (d): " << d << endl;
+    os << "      Normalized mean absolute distance (r): " << r << endl;
+    os << "Worst case distance (2x2 pixel average) (e): " << e << endl;
+  }
+}
+
+
+void
+ImageFile::printStatistics (ostream& os) const
+{
+    double min, max, mean, mode, median, stddev;
+
+    statistics (min, max, mean, mode, median, stddev);
+
+    os << "   min: " << min << endl;
+    os << "   max: " << max << endl;
+    os << "  mean: " << mean << endl;
+    os << "  mode: " << mode << endl;
+    os << "median: " << median << endl;
+    os << "stddev: " << stddev << endl;
+}
+
+
+void
+ImageFile::statistics (double& min, double& max, double& mean, double& mode, double& median, double& stddev) const
+{
+    int nx = mNX;
+    int ny = mNY;
+    ImageFileArray v = getArray();
+    
+    mean = 0;
+    min = v[0][0];
+    max = v[0][0];
+    for (int ix = 0; ix < nx; ix++) {
+      for (int iy = 0; iy < ny; iy++) {
+       if (v[ix][iy] > max)
+         max = v[ix][iy];
+       if (v[ix][iy] < min)
+         min = v[ix][iy];
+       mean += v[ix][iy];
+      }
+    }
+    mean /= (nx * ny);
+
+    static const int nbin = 256;
+    int hist[ nbin ] = {0};
+    double spread = max - min;
+    mode = 0;
+    stddev = 0;
+    for (int ix = 0; ix < nx; ix++) {
+      for (int iy = 0; iy < ny; iy++) {
+       int b = static_cast<int>((((v[ix][iy] - min) / spread) * (nbin - 1)) + 0.5);
+       hist[b]++;
+       double diff = (v[ix][iy] - mean);
+       stddev += diff * diff;
+       }
+    }
+    stddev = sqrt(stddev / (nx * ny));
+
+    int max_binindex = 0;
+    int max_bin = -1;
+    for (int ibin = 0; ibin < nbin; ibin++) {
+      if (hist[ibin] > max_bin) {
+       max_bin = hist[ibin];
+       max_binindex = ibin;
+      }
+    }
+
+    mode = (max_binindex * spread / (nbin - 1)) + min;
+      
+    median = 0.;
+}
+