common/clitkSignal.h

   1 #ifndef CLITKSIGNAL_H
   2 #define CLITKSIGNAL_H
   3
   4 //Adapted from Signal.hh in ilr (Simon)
   5
   6 #include "clitkCommon.h"
   7 #include "clitkIO.h"
   8
   9 //include external library
  10 //#include <fftw3.h>
  11 //#include <complex>
  12
  13 //itk include
  14 #include "itkImage.h"
  15 #include "itkImageRegionConstIterator.h"
  16 #include "itkPointSet.h"
  17 // #include "itkBSplineScatteredDataPointSetToImageFilter.h"
  18
  19 using namespace std;
  20
  21 namespace clitk{
  22
  23 class Signal{
  24   public:
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  26   //=====================================================================================
  27   //Typedefs
  28   typedef double SignalValueType;
  29   typedef vector< SignalValueType > SignalType;
  30   typedef SignalType::iterator iterator;
  31   typedef SignalType::const_iterator const_iterator;
  32   //typedef vector< complex<double> > SIGNAL_FFT_TYPE;
  33
  34   typedef itk::Image<double,1> ImageType;
  35   typedef itk::Vector<double,1> VectorType;
  36   typedef itk::Image<VectorType,1> VectorImageType;
  37
  38   //=====================================================================================
  39   //Constructors - Destructors
  40   Signal(){SetSamplingPeriod(1.);}
  41   Signal(double sp):m_SamplingPeriod(sp){;}
  42   Signal(const string fileName){Read(fileName);}
  43   Signal(unsigned int size, SignalValueType voidValue=0.)
  44   {
  45     m_Data.resize(size,voidValue);
  46     SetSamplingPeriod(1);
  47   };
  48
  49   ~Signal(){}
  50
  51   //=====================================================================================
  52   //IO
  53   void Read(string fileName);
  54   void Read(string fileName, int col);
  55   void ReadXDR(string fileName);
  56   void Write(const string fileName);
  57
  58   //=====================================================================================
  59   //Common vector properties for signals
  60   unsigned int size() const {return m_Data.size();}
  61   iterator begin(){return m_Data.begin();}
  62   iterator end() {return m_Data.end();}
  63   const_iterator begin() const {return m_Data.begin();}
  64   const_iterator end() const {return m_Data.end();}
  65   SignalValueType front() {return m_Data.front();}
  66   SignalValueType back() {return m_Data.back();}
  67   void push_back(SignalValueType value){return m_Data.push_back(value);}
  68   void resize(unsigned int newSize){return m_Data.resize(newSize);}
  69   void clear(){m_Data.clear();}
  70
  71   void print(ostream & os = cout, const int level = 0) const;
  72
  73   //=====================================================================================
  74   //Operators
  75   SignalValueType& operator[](int index){return m_Data[index];}
  76   const SignalValueType& operator[](int index) const {return m_Data[index];}
  77   Signal & operator/=(Signal & d);
  78   Signal & operator*=(Signal & d);
  79
  80   //Functions
  81   Signal Normalize(double newMin=0.,double newMax=1.);
  82   vector<double> GetGlobalMinMax() const;
  83   double GetGlobalMean() const;
  84   Signal MovingAverageFilter ( unsigned int length);
  85   Signal GaussLikeFilter ();
  86   Signal NormalizeMeanStdDev(double newMean=0.5,double newStdDev=0.5);
  87   //Signal HighPassFilter (double sampPeriod, double cutOffFrequency );
  88   //Signal LowPassFilter (double sampPeriod, double cutOffFrequency );
  89   //double MaxFreq(const Signal &sig,SIGNAL_FFT_TYPE & fft);
  90   //void OneDForwardFourier(const Signal& input,SIGNAL_FFT_TYPE & fft);
  91   //void OneDBackwardFourier(SIGNAL_FFT_TYPE & fft, Signal &output);
  92   Signal DetectLocalExtrema(unsigned int width);
  93   Signal LimPhase();
  94   Signal MonPhase();
  95   Signal MonPhaseDE(double ee, double ei);
  96   double SSD(const Signal &sig2) const;
  97   Signal LinearlyInterpolateScatteredValues();
  98   //   Signal ApproximateScatteredValuesWithBSplines (unsigned int splineOrder, unsigned int numberOfControlPoints);
  99   Signal LimitSignalRange();
 100
 101   void AddValue(double v);
 102   void ComputeAugmentedSpace(Signal & outputX, Signal & outputY, unsigned int delay) const;
 103
 104   //     double Compare(Signal & sigRef);
 105   //     int DerivateSigne( const_iterator & it) const;
 106   //     void CenteredFiniteDifferences(Signal & result,int order,int* weights);
 107   //     void FirstDerivate(Signal & result,int order);
 108   //     void SecondDerivate(Signal & result,int order);
 109
 110   //     void Crop(unsigned int posmin, unsigned int posmax);
 111   //     void LinearResample(const unsigned int newSize);
 112
 113
 114   //=====================================================================================
 115   // Get and Set function
 116   double GetSamplingPeriod() const {return m_SamplingPeriod;}
 117   void SetSamplingPeriod(double sp){m_SamplingPeriod=sp;}
 118
 119   //=====================================================================================
 120   //Conversion for using itk filters
 121   Signal ConvertImageToSignal(ImageType::Pointer image);
 122   ImageType::Pointer ConvertSignalToImage( Signal);
 123   Signal ConvertVectorImageToSignal (VectorImageType::Pointer m);
 124
 125 protected:
 126   SignalType m_Data;
 127   double m_SamplingPeriod;
 128 };
 129 }
 130 #endif