r380: no message
[ctsim.git] / libctsim / procsignal.cpp
index a7933b21eb2a4ffb508c88d5caa35ffc834d3723..c40e2972ad606290afef9a33ec7dd0f9a8f96355 100644 (file)
@@ -9,7 +9,7 @@
 **  This is part of the CTSim program
 **  Copyright (C) 1983-2000 Kevin Rosenberg
 **
-**  $Id: procsignal.cpp,v 1.11 2000/12/29 15:45:06 kevin Exp $
+**  $Id: procsignal.cpp,v 1.15 2001/01/12 03:49:07 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
@@ -77,7 +77,10 @@ const int ProcessSignal::s_iFilterGenerationCount = sizeof(s_aszFilterGeneration
 // CLASS IDENTIFICATION
 //   ProcessSignal
 //
-ProcessSignal::ProcessSignal (const char* szFilterName, const char* szFilterMethodName, double dBandwidth, double dSignalIncrement, int nSignalPoints, double dFilterParam, const char* szDomainName, const char* szFilterGenerationName, int iZeropad, int iPreinterpolationFactor, int iTraceLevel, int iGeometry, double dFocalLength, SGP* pSGP)
+ProcessSignal::ProcessSignal (const char* szFilterName, const char* szFilterMethodName, double dBandwidth, 
+                                                         double dSignalIncrement, int nSignalPoints, double dFilterParam, const char* szDomainName, 
+                                                         const char* szFilterGenerationName, int iZeropad, int iPreinterpolationFactor, int iTraceLevel, 
+                                                         int iGeometry, double dFocalLength, SGP* pSGP)
 : m_adFourierCosTable(NULL), m_adFourierSinTable(NULL), m_adFilter(NULL), m_fail(false)
 {
   m_idFilterMethod = convertFilterMethodNameToID (szFilterMethodName);
@@ -109,13 +112,17 @@ ProcessSignal::ProcessSignal (const char* szFilterName, const char* szFilterMeth
     return;
   }
   
-  init (m_idFilter, m_idFilterMethod, dBandwidth, dSignalIncrement, nSignalPoints, dFilterParam, m_idDomain, m_idFilterGeneration, iZeropad, iPreinterpolationFactor, iTraceLevel, iGeometry, dFocalLength, pSGP);
+  init (m_idFilter, m_idFilterMethod, dBandwidth, dSignalIncrement, nSignalPoints, dFilterParam, m_idDomain, 
+         m_idFilterGeneration, iZeropad, iPreinterpolationFactor, iTraceLevel, iGeometry, dFocalLength, pSGP);
 }
 
 
 void
-ProcessSignal::init (const int idFilter, const int idFilterMethod, double dBandwidth, double dSignalIncrement, int nSignalPoints, double dFilterParam, const int idDomain, const int idFilterGeneration, const int iZeropad, const int iPreinterpolationFactor, int iTraceLevel, int iGeometry, double dFocalLength, SGP* pSGP)
-{\r
+ProcessSignal::init (const int idFilter, const int idFilterMethod, double dBandwidth, double dSignalIncrement, 
+                                        int nSignalPoints, double dFilterParam, const int idDomain, const int idFilterGeneration, 
+                                        const int iZeropad, const int iPreinterpolationFactor, int iTraceLevel, int iGeometry, 
+                                        double dFocalLength, SGP* pSGP)
+{
   int i;
   m_idFilter = idFilter;
   m_idDomain = idDomain;
@@ -139,7 +146,8 @@ ProcessSignal::init (const int idFilter, const int idFilterMethod, double dBandw
   m_iPreinterpolationFactor = iPreinterpolationFactor;
   
   // scale signalInc/BW to signalInc/2 to adjust for imaginary detector
-  // through origin of phantom, see Kak-Slaney Fig 3.22, for Collinear
+  // through origin of phantom rather than 2 times distance to detector, 
+  // see Kak-Slaney Fig 3.22, for Collinear diagram
   if (m_idGeometry == Scanner::GEOMETRY_EQUILINEAR) {
     m_dSignalInc /= 2;
     m_dBandwidth *= 2;
@@ -189,7 +197,7 @@ ProcessSignal::init (const int idFilter, const int idFilterMethod, double dBandw
         pEZPlot->plot (pSGP);
       }
 #endif     
-      shuffleNaturalToFourierOrder (adFrequencyFilter, m_nFilterPoints);
+      Fourier::shuffleNaturalToFourierOrder (adFrequencyFilter, m_nFilterPoints);
 #ifdef HAVE_SGP
       if (pEZPlot && m_traceLevel >= Trace::TRACE_PLOT) {
         pEZPlot->ezset ("title Filter Response: Fourier Order");
@@ -199,8 +207,8 @@ ProcessSignal::init (const int idFilter, const int idFilterMethod, double dBandw
         pEZPlot->plot (pSGP);
       }
 #endif
-      ProcessSignal::finiteFourierTransform (adFrequencyFilter, m_adFilter, m_nFilterPoints, -1);
-      delete adFrequencyFilter;\r
+      ProcessSignal::finiteFourierTransform (adFrequencyFilter, m_adFilter, m_nFilterPoints, FORWARD);
+      delete adFrequencyFilter;
 #ifdef HAVE_SGP
       if (pEZPlot && m_traceLevel >= Trace::TRACE_PLOT) {
         pEZPlot->ezset ("title Inverse Fourier Frequency: Fourier Order");
@@ -210,7 +218,7 @@ ProcessSignal::init (const int idFilter, const int idFilterMethod, double dBandw
         pEZPlot->plot (pSGP);
       }
 #endif
-      shuffleFourierToNaturalOrder (m_adFilter, m_nFilterPoints);
+      Fourier::shuffleFourierToNaturalOrder (m_adFilter, m_nFilterPoints);
 #ifdef HAVE_SGP
       if (pEZPlot && m_traceLevel >= Trace::TRACE_PLOT) {
         pEZPlot->ezset ("title Inverse Fourier Frequency: Natural Order");
@@ -278,6 +286,9 @@ ProcessSignal::init (const int idFilter, const int idFilterMethod, double dBandw
       
       // This doesn't work!
       // Need to add filtering for divergent geometries & Frequency/Direct filtering
+         // Jan 2001: Direct seems to work for equilinear and equiangular
+         // however, inverse_fourier doesn't work for equiangular on all versions of CTSim tested
+
       if (m_idGeometry == Scanner::GEOMETRY_EQUILINEAR) {
         for (i = 0; i < m_nFilterPoints; i++)
           m_adFilter[i] *= 0.5;
@@ -304,7 +315,7 @@ ProcessSignal::init (const int idFilter, const int idFilterMethod, double dBandw
         pEZPlot->plot (pSGP);
       }
 #endif
-      shuffleNaturalToFourierOrder (m_adFilter, m_nFilterPoints);
+      Fourier::shuffleNaturalToFourierOrder (m_adFilter, m_nFilterPoints);
 #ifdef HAVE_SGP
       if (pEZPlot && m_traceLevel >= Trace::TRACE_PLOT) {
         pEZPlot->ezset ("title Filter Filter: Fourier Order");
@@ -335,7 +346,7 @@ ProcessSignal::init (const int idFilter, const int idFilterMethod, double dBandw
       if (m_traceLevel >= Trace::TRACE_CONSOLE)
         std::cout << "nFilterPoints = " << m_nFilterPoints << endl;
 #endif
-      double* adSpatialFilter = new double [m_nFilterPoints];\r
+      double* adSpatialFilter = new double [m_nFilterPoints];
       SignalFilter filter (m_idFilter, m_dFilterMin, m_dFilterMax, nSpatialPoints, m_dBandwidth, m_dFilterParam, SignalFilter::DOMAIN_SPATIAL);
       filter.copyFilterData (adSpatialFilter, 0, nSpatialPoints);
 #ifdef HAVE_SGP
@@ -350,6 +361,7 @@ ProcessSignal::init (const int idFilter, const int idFilterMethod, double dBandw
         delete pEZPlot;
       }
 #endif
+
       if (m_idGeometry == Scanner::GEOMETRY_EQUILINEAR) {
         for (i = 0; i < m_nFilterPoints; i++)
           adSpatialFilter[i] *= 0.5;
@@ -364,17 +376,18 @@ ProcessSignal::init (const int idFilter, const int idFilterMethod, double dBandw
           double dScale = 0.5 * sinScale * sinScale;
           adSpatialFilter[i] *= dScale;
         }
-      }\r
+      }
       for (i = nSpatialPoints; i < m_nFilterPoints; i++)
         adSpatialFilter[i] = 0;
       
       m_adFilter = new double [m_nFilterPoints];
-      std::complex<double>* acInverseFilter = new std::complex<double> [m_nFilterPoints];\r
-      finiteFourierTransform (adSpatialFilter, acInverseFilter, m_nFilterPoints, 1);
-      delete adSpatialFilter;\r
+      std::complex<double>* acInverseFilter = new std::complex<double> [m_nFilterPoints];
+      finiteFourierTransform (adSpatialFilter, acInverseFilter, m_nFilterPoints, BACKWARD);
+      delete adSpatialFilter;
       for (i = 0; i < m_nFilterPoints; i++)
-        m_adFilter[i] = std::abs(acInverseFilter[i]) * m_dSignalInc;
-      delete acInverseFilter;\r
+        m_adFilter[i] = std::abs (acInverseFilter[i]) * m_dSignalInc;
+      delete acInverseFilter;
+
 #ifdef HAVE_SGP
       if (pEZPlot && m_traceLevel >= Trace::TRACE_PLOT) {
         pEZPlot->ezset ("title Spatial Filter: Inverse");
@@ -382,7 +395,7 @@ ProcessSignal::init (const int idFilter, const int idFilterMethod, double dBandw
         pEZPlot->ezset ("yporigin 0.50");
         pEZPlot->addCurve (m_adFilter, m_nFilterPoints);
         pEZPlot->plot (pSGP);
-        delete pEZPlot;\r
+        delete pEZPlot;
       }
 #endif
     }
@@ -528,7 +541,7 @@ void
 ProcessSignal::filterSignal (const float constInput[], double output[]) const
 {
   double* input = new double [m_nSignalPoints];
-  int i;\r
+  int i;
   for (i = 0; i < m_nSignalPoints; i++)
     input[i] = constInput[i];
   
@@ -542,7 +555,7 @@ ProcessSignal::filterSignal (const float constInput[], double output[]) const
       int iDetFromCenter = i - (m_nSignalPoints / 2);
       input[i] *= m_dFocalLength * cos (iDetFromCenter * m_dSignalInc);
     }
-  }\r
+  }
   if (m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_CONVOLUTION) {
     for (i = 0; i < m_nSignalPoints; i++)
       output[i] = convolve (input, m_dSignalInc, i, m_nSignalPoints);
@@ -553,15 +566,15 @@ ProcessSignal::filterSignal (const float constInput[], double output[]) const
     for (i = m_nSignalPoints; i < m_nFilterPoints; i++)
       inputSignal[i] = 0;  // zeropad
     std::complex<double>* fftSignal = new std::complex<double> [m_nFilterPoints];
-    finiteFourierTransform (inputSignal, fftSignal, m_nFilterPoints, -1);\r
+    finiteFourierTransform (inputSignal, fftSignal, m_nFilterPoints, FORWARD);
     delete inputSignal;
     for (i = 0; i < m_nFilterPoints; i++)
       fftSignal[i] *= m_adFilter[i];
     double* inverseFourier = new double [m_nFilterPoints];
-    finiteFourierTransform (fftSignal, inverseFourier, m_nFilterPoints, 1);\r
+    finiteFourierTransform (fftSignal, inverseFourier, m_nFilterPoints, BACKWARD);
     delete fftSignal;
     for (i = 0; i < m_nSignalPoints; i++) 
-      output[i] = inverseFourier[i];\r
+      output[i] = inverseFourier[i];
     delete inverseFourier;
   } else if (m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_FOURIER_TABLE) {
     double* inputSignal = new double [m_nFilterPoints];
@@ -570,15 +583,15 @@ ProcessSignal::filterSignal (const float constInput[], double output[]) const
     for (i = m_nSignalPoints; i < m_nFilterPoints; i++)
       inputSignal[i] = 0;  // zeropad
     std::complex<double>* fftSignal = new std::complex<double> [m_nFilterPoints];
-    finiteFourierTransform (inputSignal, fftSignal, -1);\r
+    finiteFourierTransform (inputSignal, fftSignal, FORWARD);
     delete inputSignal;
     for (i = 0; i < m_nFilterPoints; i++)
       fftSignal[i] *= m_adFilter[i];
     double* inverseFourier = new double [m_nFilterPoints];
-    finiteFourierTransform (fftSignal, inverseFourier, 1);\r
+    finiteFourierTransform (fftSignal, inverseFourier, BACKWARD);
     delete fftSignal;
     for (i = 0; i < m_nSignalPoints; i++) 
-      output[i] = inverseFourier[i];\r
+      output[i] = inverseFourier[i];
     delete inverseFourier;
   }
 #if HAVE_FFTW
@@ -589,7 +602,7 @@ ProcessSignal::filterSignal (const float constInput[], double output[]) const
     fftw_real* fftOutput = new fftw_real [ m_nFilterPoints ];
     rfftw_one (m_realPlanForward, m_adRealFftInput, fftOutput);
     for (i = 0; i < m_nFilterPoints; i++)
-      m_adRealFftSignal[i] = m_adFilter[i] * fftOutput[i];\r
+      m_adRealFftSignal[i] = m_adFilter[i] * fftOutput[i];
     delete [] fftOutput;
     for (i = m_nFilterPoints; i < m_nOutputPoints; i++)
             m_adRealFftSignal[i] = 0;
@@ -597,7 +610,7 @@ ProcessSignal::filterSignal (const float constInput[], double output[]) const
     fftw_real* ifftOutput = new fftw_real [ m_nOutputPoints ];
     rfftw_one (m_realPlanBackward, m_adRealFftSignal, ifftOutput);
     for (i = 0; i < m_nSignalPoints * m_iPreinterpolationFactor; i++)
-      output[i] = ifftOutput[i];\r
+      output[i] = ifftOutput[i];
     delete [] ifftOutput;
   } else if (m_idFilterMethod == FILTER_METHOD_FFTW) {
     for (i = 0; i < m_nSignalPoints; i++)
@@ -608,15 +621,15 @@ ProcessSignal::filterSignal (const float constInput[], double output[]) const
     for (i = 0; i < m_nFilterPoints; i++) {
       m_adComplexFftSignal[i].re = m_adFilter[i] * fftOutput[i].re;
       m_adComplexFftSignal[i].im = m_adFilter[i] * fftOutput[i].im;
-    }\r
+    }
     delete [] fftOutput;
     fftw_complex* ifftOutput = new fftw_complex [ m_nOutputPoints ];
     fftw_one (m_complexPlanBackward, m_adComplexFftSignal, ifftOutput);
     for (i = 0; i < m_nSignalPoints * m_iPreinterpolationFactor; i++) 
-      output[i] = ifftOutput[i].re;\r
+      output[i] = ifftOutput[i].re;
     delete [] ifftOutput;
   }
-#endif\r
+#endif
   delete input;
 }
 
@@ -690,7 +703,7 @@ ProcessSignal::finiteFourierTransform (const double input[], double output[], co
   
   finiteFourierTransform (input, complexOutput, n, direction);
   for (int i = 0; i < n; i++)
-    output[i] = complexOutput[i].real();\r
+    output[i] = complexOutput[i].real();
   delete [] complexOutput;
 }
 
@@ -855,119 +868,3 @@ ProcessSignal::finiteFourierTransform (const std::complex<double> input[], doubl
   }
 }
 
-// Odd Number of Points
-//   Natural Frequency Order: -(n-1)/2...-1,0,1...(n-1)/2
-//   Fourier Frequency Order: 0, 1..(n-1)/2,-(n-1)/2...-1
-// Even Number of Points
-//   Natural Frequency Order: -n/2...-1,0,1...((n/2)-1)
-//   Fourier Frequency Order: 0,1...((n/2)-1),-n/2...-1
-
-void\r
-ProcessSignal::shuffleNaturalToFourierOrder (double* pdVector, const int n)\r
-{\r
-  double* pdTemp = new double [n];\r
-  int i;\r
-  if (n % 2) { // Odd\r
-    int iHalfN = (n - 1) / 2;\r
-    \r
-    pdTemp[0] = pdVector[iHalfN];\r
-    for (i = 0; i < iHalfN; i++)\r
-      pdTemp[i + 1] = pdVector[i + 1 + iHalfN];\r
-    for (i = 0; i < iHalfN; i++)\r
-      pdTemp[i + iHalfN + 1] = pdVector[i];\r
-  } else {     // Even\r
-    int iHalfN = n / 2;\r
-    pdTemp[0] = pdVector[iHalfN];\r
-    for (i = 0; i < iHalfN; i++)\r
-      pdTemp[i + 1] = pdVector[i + iHalfN];\r
-    for (i = 0; i < iHalfN - 1; i++)\r
-      pdTemp[i + iHalfN + 1] = pdVector[i];\r
-  }\r
-  \r
-  for (i = 0; i < n; i++)\r
-    pdVector[i] = pdTemp[i];\r
-  delete pdTemp;\r
-}\r
-\r
-void\r
-ProcessSignal::shuffleNaturalToFourierOrder (std::complex<double>* pdVector, const int n)\r
-{\r
-  std::complex<double>* pdTemp = new std::complex<double> [n];\r
-  int i;\r
-  if (n % 2) { // Odd\r
-    int iHalfN = (n - 1) / 2;\r
-    \r
-    pdTemp[0] = pdVector[iHalfN];\r
-    for (i = 0; i < iHalfN; i++)\r
-      pdTemp[i + 1] = pdVector[i + 1 + iHalfN];\r
-    for (i = 0; i < iHalfN; i++)\r
-      pdTemp[i + iHalfN + 1] = pdVector[i];\r
-  } else {     // Even\r
-    int iHalfN = n / 2;\r
-    pdTemp[0] = pdVector[iHalfN];\r
-    for (i = 0; i < iHalfN; i++)\r
-      pdTemp[i + 1] = pdVector[i + iHalfN];\r
-    for (i = 0; i < iHalfN - 1; i++)\r
-      pdTemp[i + iHalfN + 1] = pdVector[i];\r
-  }\r
-  \r
-  for (i = 0; i < n; i++)\r
-    pdVector[i] = pdTemp[i];\r
-  delete [] pdTemp;\r
-}\r
-\r
-
-void\r
-ProcessSignal::shuffleFourierToNaturalOrder (double* pdVector, const int n)\r
-{\r
-  double* pdTemp = new double [n];\r
-  int i;\r
-  if (n % 2) { // Odd\r
-    int iHalfN = (n - 1) / 2;\r
-    \r
-    pdTemp[iHalfN] = pdVector[0];\r
-    for (i = 0; i < iHalfN; i++)\r
-      pdTemp[i + 1 + iHalfN] = pdVector[i + 1];\r
-    for (i = 0; i < iHalfN; i++)\r
-      pdTemp[i] = pdVector[i + iHalfN + 1];\r
-  } else {     // Even\r
-    int iHalfN = n / 2;\r
-    pdTemp[iHalfN] = pdVector[0];\r
-    for (i = 0; i < iHalfN; i++)\r
-      pdTemp[i] = pdVector[i + iHalfN];\r
-    for (i = 0; i < iHalfN - 1; i++)\r
-      pdTemp[i + iHalfN + 1] = pdVector[i+1];\r
-  }\r
-  \r
-  for (i = 0; i < n; i++)\r
-    pdVector[i] = pdTemp[i];\r
-  delete pdTemp;\r
-}\r
-\r
-void\r
-ProcessSignal::shuffleFourierToNaturalOrder (std::complex<double>* pdVector, const int n)\r
-{\r
-  std::complex<double>* pdTemp = new std::complex<double> [n];\r
-  int i;\r
-  if (n % 2) { // Odd\r
-    int iHalfN = (n - 1) / 2;\r
-    \r
-    pdTemp[iHalfN] = pdVector[0];\r
-    for (i = 0; i < iHalfN; i++)\r
-      pdTemp[i + 1 + iHalfN] = pdVector[i + 1];\r
-    for (i = 0; i < iHalfN; i++)\r
-      pdTemp[i] = pdVector[i + iHalfN + 1];\r
-  } else {     // Even\r
-    int iHalfN = n / 2;\r
-    pdTemp[iHalfN] = pdVector[0];\r
-    for (i = 0; i < iHalfN; i++)\r
-      pdTemp[i] = pdVector[i + iHalfN];\r
-    for (i = 0; i < iHalfN - 1; i++)\r
-      pdTemp[i + iHalfN + 1] = pdVector[i+1];\r
-  }\r
-  \r
-  for (i = 0; i < n; i++)\r
-    pdVector[i] = pdTemp[i];\r
-  delete [] pdTemp;\r
-}\r
-\r