itk/clitkVectorBSplineDecompositionImageFilterWithOBD.h

   1 #ifndef __clitkVectorBSplineDecompositionImageFilterWithOBD_h
   2 #define __clitkVectorBSplineDecompositionImageFilterWithOBD_h
   3
   4 #include <vector>
   5
   6 #include "itkImageLinearIteratorWithIndex.h"
   7 #include "vnl/vnl_matrix.h"
   8
   9 #include "itkImageToImageFilter.h"
  10
  11 namespace clitk
  12 {
  13
  14 template <class TInputImage, class TOutputImage>
  15 class ITK_EXPORT VectorBSplineDecompositionImageFilterWithOBD :
  16     public itk::ImageToImageFilter<TInputImage,TOutputImage>
  17 {
  18 public:
  19   /** Standard class typedefs. */
  20   typedef VectorBSplineDecompositionImageFilterWithOBD       Self;
  21   typedef itk::ImageToImageFilter<TInputImage,TOutputImage>  Superclass;
  22   typedef itk::SmartPointer<Self>                    Pointer;
  23   typedef itk::SmartPointer<const Self>              ConstPointer;
  24
  25   /** Run-time type information (and related methods). */
  26   itkTypeMacro(VectorBSplineDecompositionImageFilterWithOBD, ImageToImageFilter);
  27
  28   /** New macro for creation of through a Smart Pointer */
  29   itkNewMacro( Self );
  30
  31   /** Inherit input and output image types from Superclass. */
  32   typedef typename Superclass::InputImageType InputImageType;
  33   typedef typename Superclass::InputImagePointer InputImagePointer;
  34   typedef typename Superclass::InputImageConstPointer InputImageConstPointer;
  35   typedef typename Superclass::OutputImagePointer OutputImagePointer;
  36
  37   /** Dimension underlying input image. */
  38   itkStaticConstMacro(ImageDimension, unsigned int,TInputImage::ImageDimension);
  39   itkStaticConstMacro(OutputImageDimension, unsigned int,TOutputImage::ImageDimension);
  40
  41   //JV add the size
  42   typedef typename InputImageType::SizeType SizeType;
  43
  44   //JV vector dimension
  45   itkStaticConstMacro(VectorDimension, unsigned int,TInputImage::PixelType::Dimension);
  46
  47   /** Iterator typedef support */
  48   typedef itk::ImageLinearIteratorWithIndex<TOutputImage> OutputLinearIterator;
  49
  50   /** Get/Sets the Spline Order, supports 0th - 5th order splines. The default
  51    *  is a 3rd order spline. */
  52   void SetSplineOrder(unsigned int SplineOrder);
  53   itkGetMacro(SplineOrder, int);
  54   //JV  Set the order by Dimension
  55   void SetSplineOrders(SizeType);
  56
  57   //JV modified from the original "double" version
  58 #ifdef ITK_USE_CONCEPT_CHECKING
  59   /** Begin concept checking */
  60   itkConceptMacro(DimensionCheck,
  61                   (itk::Concept::SameDimension<ImageDimension, OutputImageDimension>));
  62   itkConceptMacro(InputConvertibleToDoubleCheck,
  63                   (itk::Concept::Convertible<typename TInputImage::PixelType, itk::Vector<double, VectorDimension> >));
  64   itkConceptMacro(OutputConvertibleToDoubleCheck,
  65                   (itk::Concept::Convertible<typename TOutputImage::PixelType, itk::Vector<double, VectorDimension> >));
  66   itkConceptMacro(InputConvertibleToOutputCheck,
  67                   (itk::Concept::Convertible<typename TInputImage::PixelType,
  68                            typename TOutputImage::PixelType>));
  69   itkConceptMacro(DoubleConvertibleToOutputCheck,
  70                   (itk::Concept::Convertible<itk::Vector<double, VectorDimension>, typename TOutputImage::PixelType>));
  71   /** End concept checking */
  72 #endif
  73
  74 protected:
  75   VectorBSplineDecompositionImageFilterWithOBD();
  76   virtual ~VectorBSplineDecompositionImageFilterWithOBD() {};
  77   void PrintSelf(std::ostream& os, itk::Indent indent) const;
  78
  79   void GenerateData( );
  80
  81   /** This filter requires all of the input image. */
  82   void GenerateInputRequestedRegion();
  83
  84   /** This filter must produce all of its output at once. */
  85   void EnlargeOutputRequestedRegion( itk::DataObject *output );
  86
  87   /** These are needed by the smoothing spline routine. */
  88   //JV multiple splineOrders
  89   SizeType                  m_SplineOrders; //SplineOrder by dimension
  90
  91   //JV
  92   std::vector< itk::Vector<double, VectorDimension> >       m_Scratch;       // temp storage for processing of Coefficients
  93   typename TInputImage::SizeType   m_DataLength;  // Image size
  94   unsigned int              m_SplineOrder;   // User specified spline order (3rd or cubic is the default)
  95   double                    m_SplinePoles[3];// Poles calculated for a given spline order
  96   int                       m_NumberOfPoles; // number of poles
  97   double                    m_Tolerance;     // Tolerance used for determining initial causal coefficient
  98   unsigned int              m_IteratorDirection; // Direction for iterator incrementing
  99
 100
 101 private:
 102   VectorBSplineDecompositionImageFilterWithOBD( const Self& ); //purposely not implemented
 103   void operator=( const Self& ); //purposely not implemented
 104
 105   /** Determines the poles given the Spline Order. */
 106   virtual void SetPoles();
 107
 108   /** Converts a vector of data to a vector of Spline coefficients. */
 109   virtual bool DataToCoefficients1D();
 110
 111   /** Converts an N-dimension image of data to an equivalent sized image
 112    *    of spline coefficients. */
 113   void DataToCoefficientsND();
 114
 115   /** Determines the first coefficient for the causal filtering of the data. */
 116   virtual void SetInitialCausalCoefficient(double z);
 117
 118   /** Determines the first coefficient for the anti-causal filtering of the data. */
 119   virtual void SetInitialAntiCausalCoefficient(double z);
 120
 121   /** Used to initialize the Coefficients image before calculation. */
 122   void CopyImageToImage();
 123
 124   /** Copies a vector of data from the Coefficients image to the m_Scratch vector. */
 125   void CopyCoefficientsToScratch( OutputLinearIterator & );
 126
 127   /** Copies a vector of data from m_Scratch to the Coefficients image. */
 128   void CopyScratchToCoefficients( OutputLinearIterator & );
 129
 130 };
 131
 132
 133 } // namespace clitk
 134
 135 #ifndef ITK_MANUAL_INSTANTIATION
 136 #include "clitkVectorBSplineDecompositionImageFilterWithOBD.txx"
 137 #endif
 138
 139 #endif
 140