itk/clitkVectorBSplineDecompositionImageFilterWithOBD.h

   1 #ifndef __clitkVectorBSplineDecompositionImageFilterWithOBD_h
   2 #define __clitkVectorBSplineDecompositionImageFilterWithOBD_h
   3 #include <vector>
   4
   5 #include "itkImageLinearIteratorWithIndex.h"
   6 #include "vnl/vnl_matrix.h"
   7
   8 #include "itkImageToImageFilter.h"
   9
  10 namespace clitk
  11 {
  12
  13 template <class TInputImage, class TOutputImage>
  14 class ITK_EXPORT VectorBSplineDecompositionImageFilterWithOBD :
  15     public itk::ImageToImageFilter<TInputImage,TOutputImage>
  16 {
  17 public:
  18   /** Standard class typedefs. */
  19   typedef VectorBSplineDecompositionImageFilterWithOBD       Self;
  20   typedef itk::ImageToImageFilter<TInputImage,TOutputImage>  Superclass;
  21   typedef itk::SmartPointer<Self>                    Pointer;
  22   typedef itk::SmartPointer<const Self>              ConstPointer;
  23
  24   /** Run-time type information (and related methods). */
  25   itkTypeMacro(VectorBSplineDecompositionImageFilterWithOBD, ImageToImageFilter);
  26
  27   /** New macro for creation of through a Smart Pointer */
  28   itkNewMacro( Self );
  29
  30   /** Inherit input and output image types from Superclass. */
  31   typedef typename Superclass::InputImageType InputImageType;
  32   typedef typename Superclass::InputImagePointer InputImagePointer;
  33   typedef typename Superclass::InputImageConstPointer InputImageConstPointer;
  34   typedef typename Superclass::OutputImagePointer OutputImagePointer;
  35
  36   /** Dimension underlying input image. */
  37   itkStaticConstMacro(ImageDimension, unsigned int,TInputImage::ImageDimension);
  38   itkStaticConstMacro(OutputImageDimension, unsigned int,TOutputImage::ImageDimension);
  39
  40   //JV add the size
  41   typedef typename InputImageType::SizeType SizeType;
  42
  43   //JV vector dimension
  44   itkStaticConstMacro(VectorDimension, unsigned int,TInputImage::PixelType::Dimension);
  45
  46   /** Iterator typedef support */
  47   typedef itk::ImageLinearIteratorWithIndex<TOutputImage> OutputLinearIterator;
  48
  49   /** Get/Sets the Spline Order, supports 0th - 5th order splines. The default
  50    *  is a 3rd order spline. */
  51   void SetSplineOrder(unsigned int SplineOrder);
  52   itkGetMacro(SplineOrder, int);
  53   //JV  Set the order by Dimension
  54   void SetSplineOrders(SizeType);
  55
  56   //JV modified from the original "double" version
  57 #ifdef ITK_USE_CONCEPT_CHECKING
  58   /** Begin concept checking */
  59   itkConceptMacro(DimensionCheck,
  60                   (itk::Concept::SameDimension<ImageDimension, OutputImageDimension>));
  61   itkConceptMacro(InputConvertibleToDoubleCheck,
  62                   (itk::Concept::Convertible<typename TInputImage::PixelType, itk::Vector<double, VectorDimension> >));
  63   itkConceptMacro(OutputConvertibleToDoubleCheck,
  64                   (itk::Concept::Convertible<typename TOutputImage::PixelType, itk::Vector<double, VectorDimension> >));
  65   itkConceptMacro(InputConvertibleToOutputCheck,
  66                   (itk::Concept::Convertible<typename TInputImage::PixelType,
  67                            typename TOutputImage::PixelType>));
  68   itkConceptMacro(DoubleConvertibleToOutputCheck,
  69                   (itk::Concept::Convertible<itk::Vector<double, VectorDimension>, typename TOutputImage::PixelType>));
  70   /** End concept checking */
  71 #endif
  72
  73 protected:
  74   VectorBSplineDecompositionImageFilterWithOBD();
  75   virtual ~VectorBSplineDecompositionImageFilterWithOBD() {};
  76   void PrintSelf(std::ostream& os, itk::Indent indent) const;
  77
  78   void GenerateData( );
  79
  80   /** This filter requires all of the input image. */
  81   void GenerateInputRequestedRegion();
  82
  83   /** This filter must produce all of its output at once. */
  84   void EnlargeOutputRequestedRegion( itk::DataObject *output );
  85
  86   /** These are needed by the smoothing spline routine. */
  87   //JV multiple splineOrders
  88   SizeType                  m_SplineOrders; //SplineOrder by dimension
  89
  90   //JV
  91   std::vector< itk::Vector<double, VectorDimension> >       m_Scratch;       // temp storage for processing of Coefficients
  92   typename TInputImage::SizeType   m_DataLength;  // Image size
  93   unsigned int              m_SplineOrder;   // User specified spline order (3rd or cubic is the default)
  94   double                    m_SplinePoles[3];// Poles calculated for a given spline order
  95   int                       m_NumberOfPoles; // number of poles
  96   double                    m_Tolerance;     // Tolerance used for determining initial causal coefficient
  97   unsigned int              m_IteratorDirection; // Direction for iterator incrementing
  98
  99
 100 private:
 101   VectorBSplineDecompositionImageFilterWithOBD( const Self& ); //purposely not implemented
 102   void operator=( const Self& ); //purposely not implemented
 103
 104   /** Determines the poles given the Spline Order. */
 105   virtual void SetPoles();
 106
 107   /** Converts a vector of data to a vector of Spline coefficients. */
 108   virtual bool DataToCoefficients1D();
 109
 110   /** Converts an N-dimension image of data to an equivalent sized image
 111    *    of spline coefficients. */
 112   void DataToCoefficientsND();
 113
 114   /** Determines the first coefficient for the causal filtering of the data. */
 115   virtual void SetInitialCausalCoefficient(double z);
 116
 117   /** Determines the first coefficient for the anti-causal filtering of the data. */
 118   virtual void SetInitialAntiCausalCoefficient(double z);
 119
 120   /** Used to initialize the Coefficients image before calculation. */
 121   void CopyImageToImage();
 122
 123   /** Copies a vector of data from the Coefficients image to the m_Scratch vector. */
 124   void CopyCoefficientsToScratch( OutputLinearIterator & );
 125
 126   /** Copies a vector of data from m_Scratch to the Coefficients image. */
 127   void CopyScratchToCoefficients( OutputLinearIterator & );
 128
 129 };
 130
 131
 132 } // namespace clitk
 133
 134 #ifndef ITK_MANUAL_INSTANTIATION
 135 #include "clitkVectorBSplineDecompositionImageFilterWithOBD.txx"
 136 #endif
 137
 138 #endif
 139