common/rtkHndImageIO.cxx

   1 /*=========================================================================
   2  *
   3  *  Copyright RTK Consortium
   4  *
   5  *  Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   6  *  you may not use this file except in compliance with the License.
   7  *  You may obtain a copy of the License at
   8  *
   9  *         http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0.txt
  10  *
  11  *  Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  12  *  distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  13  *  WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  14  *  See the License for the specific language governing permissions and
  15  *  limitations under the License.
  16  *
  17  *=========================================================================*/
  18
  19 // std include
  20 #include <stdio.h>
  21
  22 #include "rtkHndImageIO.h"
  23 #include <itkMetaDataObject.h>
  24
  25 //--------------------------------------------------------------------
  26 // Read Image Information
  27 void rtk::HndImageIO::ReadImageInformation()
  28 {
  29   Hnd_header hnd;
  30   FILE *     fp;
  31
  32   fp = fopen (m_FileName.c_str(), "rb");
  33   if (fp == NULL)
  34     itkGenericExceptionMacro(<< "Could not open file (for reading): " << m_FileName);
  35
  36   size_t nelements = 0;
  37   nelements += fread ( (void *) hnd.sFileType, sizeof(char), 32, fp);
  38   nelements += fread ( (void *) &hnd.FileLength, sizeof(itk::uint32_t), 1, fp);
  39   nelements += fread ( (void *) hnd.sChecksumSpec, sizeof(char), 4, fp);
  40   nelements += fread ( (void *) &hnd.nCheckSum, sizeof(itk::uint32_t), 1, fp);
  41   nelements += fread ( (void *) hnd.sCreationDate, sizeof(char), 8, fp);
  42   nelements += fread ( (void *) hnd.sCreationTime, sizeof(char), 8, fp);
  43   nelements += fread ( (void *) hnd.sPatientID, sizeof(char), 16, fp);
  44   nelements += fread ( (void *) &hnd.nPatientSer, sizeof(itk::uint32_t), 1, fp);
  45   nelements += fread ( (void *) hnd.sSeriesID, sizeof(char), 16, fp);
  46   nelements += fread ( (void *) &hnd.nSeriesSer, sizeof(itk::uint32_t), 1, fp);
  47   nelements += fread ( (void *) hnd.sSliceID, sizeof(char), 16, fp);
  48   nelements += fread ( (void *) &hnd.nSliceSer, sizeof(itk::uint32_t), 1, fp);
  49   nelements += fread ( (void *) &hnd.SizeX, sizeof(itk::uint32_t), 1, fp);
  50   nelements += fread ( (void *) &hnd.SizeY, sizeof(itk::uint32_t), 1, fp);
  51   nelements += fread ( (void *) &hnd.dSliceZPos, sizeof(double), 1, fp);
  52   nelements += fread ( (void *) hnd.sModality, sizeof(char), 16, fp);
  53   nelements += fread ( (void *) &hnd.nWindow, sizeof(itk::uint32_t), 1, fp);
  54   nelements += fread ( (void *) &hnd.nLevel, sizeof(itk::uint32_t), 1, fp);
  55   nelements += fread ( (void *) &hnd.nPixelOffset, sizeof(itk::uint32_t), 1, fp);
  56   nelements += fread ( (void *) hnd.sImageType, sizeof(char), 4, fp);
  57   nelements += fread ( (void *) &hnd.dGantryRtn, sizeof(double), 1, fp);
  58   nelements += fread ( (void *) &hnd.dSAD, sizeof(double), 1, fp);
  59   nelements += fread ( (void *) &hnd.dSFD, sizeof(double), 1, fp);
  60   nelements += fread ( (void *) &hnd.dCollX1, sizeof(double), 1, fp);
  61   nelements += fread ( (void *) &hnd.dCollX2, sizeof(double), 1, fp);
  62   nelements += fread ( (void *) &hnd.dCollY1, sizeof(double), 1, fp);
  63   nelements += fread ( (void *) &hnd.dCollY2, sizeof(double), 1, fp);
  64   nelements += fread ( (void *) &hnd.dCollRtn, sizeof(double), 1, fp);
  65   nelements += fread ( (void *) &hnd.dFieldX, sizeof(double), 1, fp);
  66   nelements += fread ( (void *) &hnd.dFieldY, sizeof(double), 1, fp);
  67   nelements += fread ( (void *) &hnd.dBladeX1, sizeof(double), 1, fp);
  68   nelements += fread ( (void *) &hnd.dBladeX2, sizeof(double), 1, fp);
  69   nelements += fread ( (void *) &hnd.dBladeY1, sizeof(double), 1, fp);
  70   nelements += fread ( (void *) &hnd.dBladeY2, sizeof(double), 1, fp);
  71   nelements += fread ( (void *) &hnd.dIDUPosLng, sizeof(double), 1, fp);
  72   nelements += fread ( (void *) &hnd.dIDUPosLat, sizeof(double), 1, fp);
  73   nelements += fread ( (void *) &hnd.dIDUPosVrt, sizeof(double), 1, fp);
  74   nelements += fread ( (void *) &hnd.dIDUPosRtn, sizeof(double), 1, fp);
  75   nelements += fread ( (void *) &hnd.dPatientSupportAngle, sizeof(double), 1, fp);
  76   nelements += fread ( (void *) &hnd.dTableTopEccentricAngle, sizeof(double), 1, fp);
  77   nelements += fread ( (void *) &hnd.dCouchVrt, sizeof(double), 1, fp);
  78   nelements += fread ( (void *) &hnd.dCouchLng, sizeof(double), 1, fp);
  79   nelements += fread ( (void *) &hnd.dCouchLat, sizeof(double), 1, fp);
  80   nelements += fread ( (void *) &hnd.dIDUResolutionX, sizeof(double), 1, fp);
  81   nelements += fread ( (void *) &hnd.dIDUResolutionY, sizeof(double), 1, fp);
  82   nelements += fread ( (void *) &hnd.dImageResolutionX, sizeof(double), 1, fp);
  83   nelements += fread ( (void *) &hnd.dImageResolutionY, sizeof(double), 1, fp);
  84   nelements += fread ( (void *) &hnd.dEnergy, sizeof(double), 1, fp);
  85   nelements += fread ( (void *) &hnd.dDoseRate, sizeof(double), 1, fp);
  86   nelements += fread ( (void *) &hnd.dXRayKV, sizeof(double), 1, fp);
  87   nelements += fread ( (void *) &hnd.dXRayMA, sizeof(double), 1, fp);
  88   nelements += fread ( (void *) &hnd.dMetersetExposure, sizeof(double), 1, fp);
  89   nelements += fread ( (void *) &hnd.dAcqAdjustment, sizeof(double), 1, fp);
  90   nelements += fread ( (void *) &hnd.dCTProjectionAngle, sizeof(double), 1, fp);
  91   nelements += fread ( (void *) &hnd.dCTNormChamber, sizeof(double), 1, fp);
  92   nelements += fread ( (void *) &hnd.dGatingTimeTag, sizeof(double), 1, fp);
  93   nelements += fread ( (void *) &hnd.dGating4DInfoX, sizeof(double), 1, fp);
  94   nelements += fread ( (void *) &hnd.dGating4DInfoY, sizeof(double), 1, fp);
  95   nelements += fread ( (void *) &hnd.dGating4DInfoZ, sizeof(double), 1, fp);
  96   nelements += fread ( (void *) &hnd.dGating4DInfoTime, sizeof(double), 1, fp);
  97
  98   if(nelements != /*char*/120 + /*itk::uint32_t*/10 +  /*double*/41)
  99     itkGenericExceptionMacro(<< "Could not read header data in " << m_FileName);
 100
 101   if(fclose (fp) != 0)
 102     itkGenericExceptionMacro(<< "Could not close file: " << m_FileName);
 103
 104   /* Convert hnd to ITK image information */
 105   SetNumberOfDimensions(2);
 106   SetDimensions(0, hnd.SizeX);
 107   SetDimensions(1, hnd.SizeY);
 108   SetSpacing(0, hnd.dIDUResolutionX);
 109   SetSpacing(1, hnd.dIDUResolutionY);
 110   SetOrigin(0, -0.5*(hnd.SizeX-1)*hnd.dIDUResolutionX); //SR: assumed centered
 111   SetOrigin(1, -0.5*(hnd.SizeY-1)*hnd.dIDUResolutionY); //SR: assumed centered
 112   SetComponentType(itk::ImageIOBase::UINT);
 113
 114   /* Store important meta information in the meta data dictionary */
 115   itk::EncapsulateMetaData<double>(this->GetMetaDataDictionary(), "dCTProjectionAngle", hnd.dCTProjectionAngle);
 116 }
 117
 118 //--------------------------------------------------------------------
 119 bool rtk::HndImageIO::CanReadFile(const char* FileNameToRead)
 120 {
 121   std::string                  filename(FileNameToRead);
 122   const std::string::size_type it = filename.find_last_of( "." );
 123   std::string                  fileExt( filename, it+1, filename.length() );
 124
 125   if (fileExt != std::string("hnd") )
 126     return false;
 127   return true;
 128 }
 129
 130 //--------------------------------------------------------------------
 131 // Read Image Content
 132 void rtk::HndImageIO::Read(void * buffer)
 133 {
 134   FILE *fp;
 135
 136   itk::uint32_t *buf = (itk::uint32_t*)buffer;
 137   unsigned char *pt_lut;
 138   itk::uint32_t  a;
 139   unsigned char  v;
 140   int            lut_idx, lut_off;
 141   size_t         num_read;
 142   char           dc;
 143   short          ds;
 144   long           dl, diff=0;
 145   itk::uint32_t  i;
 146
 147   fp = fopen (m_FileName.c_str(), "rb");
 148   if (fp == NULL)
 149     itkGenericExceptionMacro(<< "Could not open file (for reading): " << m_FileName);
 150
 151   pt_lut = (unsigned char*) malloc (sizeof (unsigned char) * GetDimensions(0) * GetDimensions(1) );
 152
 153   /* Read LUT */
 154   if(fseek (fp, 1024, SEEK_SET) != 0)
 155     itkGenericExceptionMacro(<< "Could not seek to image data in: " << m_FileName);
 156
 157   size_t nbytes = (GetDimensions(1)-1)*GetDimensions(0) / 4;
 158   if(nbytes != fread (pt_lut, sizeof(unsigned char), nbytes, fp))
 159     itkGenericExceptionMacro(<< "Could not read image LUT in: " << m_FileName);
 160
 161   /* Read first row */
 162   for (i = 0; i < GetDimensions(0); i++) {
 163     if(1 != fread (&a, sizeof(itk::uint32_t), 1, fp))
 164       itkGenericExceptionMacro(<< "Could not read first row in: " << m_FileName);
 165     buf[i] = a;
 166     }
 167
 168   /* Read first pixel of second row */
 169   if(1 != fread (&a, sizeof(itk::uint32_t), 1, fp))
 170     itkGenericExceptionMacro(<< "Could not read first pixel of second row");
 171   buf[i++] = a;
 172
 173   /* Decompress the rest */
 174   lut_idx = 0;
 175   lut_off = 0;
 176   while (i < GetDimensions(0) * GetDimensions(1) ) {
 177     itk::uint32_t r11, r12, r21;
 178
 179     r11 = buf[i-GetDimensions(0)-1];
 180     r12 = buf[i-GetDimensions(0)];
 181     r21 = buf[i-1];
 182     v = pt_lut[lut_idx];
 183     switch (lut_off) {
 184       case 0:
 185         v = v & 0x03;
 186         lut_off++;
 187         break;
 188       case 1:
 189         v = (v & 0x0C) >> 2;
 190         lut_off++;
 191         break;
 192       case 2:
 193         v = (v & 0x30) >> 4;
 194         lut_off++;
 195         break;
 196       case 3:
 197         v = (v & 0xC0) >> 6;
 198         lut_off = 0;
 199         lut_idx++;
 200         break;
 201       }
 202     switch (v) {
 203       case 0:
 204         num_read = fread (&dc, sizeof(unsigned char), 1, fp);
 205         if (num_read != 1) goto read_error;
 206         diff = dc;
 207         break;
 208       case 1:
 209         num_read = fread (&ds, sizeof(unsigned short), 1, fp);
 210         if (num_read != 1) goto read_error;
 211         diff = ds;
 212         break;
 213       case 2:
 214         num_read = fread (&dl, sizeof(itk::uint32_t), 1, fp);
 215         if (num_read != 1) goto read_error;
 216         diff = dl;
 217         break;
 218       }
 219
 220     buf[i] = r21 + r12 + diff - r11;
 221     i++;
 222     }
 223
 224   /* Clean up */
 225   free (pt_lut);
 226   if(fclose (fp) != 0)
 227     itkGenericExceptionMacro(<< "Could not close file: " << m_FileName);
 228   return;
 229
 230 read_error:
 231
 232   itkGenericExceptionMacro(<< "Error reading hnd file");
 233   free (pt_lut);
 234   if(fclose (fp) != 0)
 235     itkGenericExceptionMacro(<< "Could not close file: " << m_FileName);
 236   return;
 237 }
 238
 239 //--------------------------------------------------------------------
 240 bool rtk::HndImageIO::CanWriteFile(const char* itkNotUsed(FileNameToWrite))
 241 {
 242   return false;
 243 }
 244
 245 //--------------------------------------------------------------------
 246 // Write Image
 247 void rtk::HndImageIO::Write(const void* itkNotUsed(buffer))
 248 {
 249   //TODO?
 250 }