appli/examples/example_Image_Dijkstra_DanielssonCost.cxx

   1 #include <cstdlib>
   2 #include <iostream>
   3 #include <limits>
   4 #include <string>
   5
   6 #include <itkImage.h>
   7 #include <itkImageToVTKImageFilter.h>
   8
   9 #include <itkImageFileReader.h>
  10 #include <itkMinimumMaximumImageCalculator.h>
  11 #include <itkInvertIntensityImageFilter.h>
  12 #include <itkDanielssonDistanceMapImageFilter.h>
  13 #include <itkImageFileWriter.h>
  14
  15 #include <vtkCamera.h>
  16 #include <vtkImageActor.h>
  17 #include <vtkInteractorStyleImage.h>
  18 #include <vtkPointHandleRepresentation3D.h>
  19 #include <vtkProperty.h>
  20 #include <vtkRenderer.h>
  21 #include <vtkRenderWindow.h>
  22 #include <vtkRenderWindowInteractor.h>
  23 #include <vtkSeedRepresentation.h>
  24 #include <vtkSeedWidget.h>
  25 #include <vtkSmartPointer.h>
  26
  27 #include <fpa/Image/Dijkstra.h>
  28 #include <fpa/Base/Functors/InvertCostFunction.h>
  29 #include <fpa/VTK/Image2DObserver.h>
  30
  31 // -------------------------------------------------------------------------
  32 const unsigned int Dim = 2;
  33 typedef unsigned char TInputPixel;
  34 typedef float         TOutputPixel;
  35
  36 typedef itk::Image< TInputPixel, Dim >            TInputImage;
  37 typedef itk::Image< TOutputPixel, Dim >           TOutputImage;
  38 typedef itk::ImageToVTKImageFilter< TInputImage > TVTKInputImage;
  39
  40 // -------------------------------------------------------------------------
  41 int main( int argc, char* argv[] )
  42 {
  43   if( argc < 5 )
  44   {
  45     std::cerr
  46       << "Usage: " << argv[ 0 ]
  47       << " input_image output_image neighborhood_order stop_at_one_front"
  48       << std::endl;
  49     return( 1 );
  50
  51   } // fi
  52   std::string input_image_fn = argv[ 1 ];
  53   std::string output_image_fn = argv[ 2 ];
  54   unsigned int neighborhood_order = std::atoi( argv[ 3 ] );
  55   bool stop_at_one_front = ( std::atoi( argv[ 4 ] ) != 0 );
  56
  57   // Read image
  58   itk::ImageFileReader< TInputImage >::Pointer input_image_reader =
  59     itk::ImageFileReader< TInputImage >::New( );
  60   input_image_reader->SetFileName( input_image_fn );
  61   try
  62   {
  63     input_image_reader->Update( );
  64   }
  65   catch( itk::ExceptionObject& err )
  66   {
  67     std::cerr
  68       << "Error while reading image from " << input_image_fn << ": "
  69       << err << std::endl;
  70     return( 1 );
  71
  72   } // yrt
  73   TInputImage::ConstPointer input_image = input_image_reader->GetOutput( );
  74   TVTKInputImage::Pointer vtk_input_image = TVTKInputImage::New( );
  75   vtk_input_image->SetInput( input_image );
  76   vtk_input_image->Update( );
  77
  78   // VTK visualization
  79   vtkSmartPointer< vtkImageActor > actor =
  80     vtkSmartPointer< vtkImageActor >::New( );
  81   actor->SetInputData( vtk_input_image->GetOutput( ) );
  82
  83   vtkSmartPointer< vtkRenderer > renderer =
  84     vtkSmartPointer< vtkRenderer >::New( );
  85   renderer->SetBackground( 0.1, 0.2, 0.7 );
  86   renderer->AddActor( actor );
  87   vtkSmartPointer< vtkRenderWindow > window =
  88     vtkSmartPointer< vtkRenderWindow >::New( );
  89   window->SetSize( 800, 800 );
  90   window->AddRenderer( renderer );
  91
  92   // Correct camera due to the loaded image
  93   vtkCamera* camera = renderer->GetActiveCamera( );
  94   camera->SetViewUp( 0, -1, 0 );
  95   camera->SetPosition( 0, 0, -1 );
  96   camera->SetFocalPoint( 0, 0, 0 );
  97
  98   // VTK interaction
  99   vtkSmartPointer< vtkInteractorStyleImage > imageStyle =
 100     vtkSmartPointer< vtkInteractorStyleImage >::New( );
 101   vtkSmartPointer< vtkRenderWindowInteractor > interactor =
 102     vtkSmartPointer< vtkRenderWindowInteractor >::New( );
 103   interactor->SetInteractorStyle( imageStyle );
 104   window->SetInteractor( interactor );
 105
 106   // Create the widget and its representation
 107   vtkSmartPointer< vtkPointHandleRepresentation3D > handle =
 108     vtkSmartPointer< vtkPointHandleRepresentation3D >::New( );
 109   handle->GetProperty( )->SetColor( 1, 0, 0 );
 110   vtkSmartPointer< vtkSeedRepresentation > rep =
 111     vtkSmartPointer< vtkSeedRepresentation >::New( );
 112   rep->SetHandleRepresentation( handle );
 113
 114   vtkSmartPointer< vtkSeedWidget > widget =
 115     vtkSmartPointer< vtkSeedWidget >::New( );
 116   widget->SetInteractor( interactor );
 117   widget->SetRepresentation( rep );
 118
 119   // Let some interaction
 120   interactor->Initialize( );
 121   renderer->ResetCamera( );
 122   window->Render( );
 123   widget->On( );
 124   interactor->Start( );
 125
 126   // Invert input image
 127   itk::MinimumMaximumImageCalculator< TInputImage >::Pointer minmax =
 128     itk::MinimumMaximumImageCalculator< TInputImage >::New( );
 129   minmax->SetImage( input_image );
 130   minmax->Compute( );
 131
 132   itk::InvertIntensityImageFilter< TInputImage >::Pointer invert =
 133     itk::InvertIntensityImageFilter< TInputImage >::New( );
 134   invert->SetInput( input_image );
 135   invert->SetMaximum( minmax->GetMaximum( ) );
 136
 137   itk::DanielssonDistanceMapImageFilter< TInputImage, TOutputImage >::Pointer dmap =
 138     itk::DanielssonDistanceMapImageFilter< TInputImage, TOutputImage >::New( );
 139   dmap->SetInput( invert->GetOutput( ) );
 140   dmap->InputIsBinaryOn( );
 141   dmap->SquaredDistanceOn( );
 142   dmap->UseImageSpacingOn( );
 143   dmap->Update( );
 144
 145   typedef fpa::Base::Functors::InvertCostFunction< TOutputPixel > TFunction;
 146   TFunction::Pointer function = TFunction::New( );
 147
 148   // Prepare region grow filter
 149   typedef fpa::Image::Dijkstra< TOutputImage, TOutputImage > TFilter;
 150   TFilter::Pointer filter = TFilter::New( );
 151   filter->SetInput( dmap->GetOutput( ) );
 152   filter->SetConversionFunction( function );
 153   filter->SetNeighborhoodOrder( neighborhood_order );
 154   filter->SetStopAtOneFront( stop_at_one_front );
 155
 156   // Get user-given seeds
 157   for( unsigned int s = 0; s < rep->GetNumberOfSeeds( ); s++ )
 158   {
 159     double pos[ 3 ];
 160     rep->GetSeedWorldPosition( s, pos );
 161
 162     TInputImage::PointType pnt;
 163     pnt[ 0 ] = TInputImage::PointType::ValueType( pos[ 0 ] );
 164     pnt[ 1 ] = TInputImage::PointType::ValueType( pos[ 1 ] );
 165
 166     TInputImage::IndexType idx;
 167     if( input_image->TransformPhysicalPointToIndex( pnt, idx ) )
 168       filter->AddSeed( idx, 0 );
 169
 170   } // rof
 171
 172   // Prepare graphical debugger
 173   typedef fpa::VTK::Image2DObserver< TFilter, vtkRenderWindow > TDebugger;
 174   TDebugger::Pointer debugger = TDebugger::New( );
 175   debugger->SetRenderWindow( window );
 176   debugger->SetRenderPercentage( 0.001 );
 177   filter->AddObserver( itk::AnyEvent( ), debugger );
 178   filter->ThrowEventsOn( );
 179
 180   // Go!
 181   filter->Update( );
 182
 183   // Save final total cost map
 184   itk::ImageFileWriter< TOutputImage >::Pointer output_image_writer =
 185     itk::ImageFileWriter< TOutputImage >::New( );
 186   output_image_writer->SetFileName( output_image_fn );
 187   output_image_writer->SetInput( filter->GetOutput( ) );
 188   try
 189   {
 190     output_image_writer->Update( );
 191   }
 192   catch( itk::ExceptionObject& err )
 193   {
 194     std::cerr
 195       << "Error while writing image to " << output_image_fn << ": "
 196       << err << std::endl;
 197     return( 1 );
 198
 199   } // yrt
 200
 201   return( 0 );
 202 }
 203
 204 // eof - $RCSfile$