itk/RelativePositionPropImageFilter.h

   1 /*=========================================================================
   2   Program:   vv                     http://www.creatis.insa-lyon.fr/rio/vv
   3
   4   Authors belong to:
   5   - University of LYON              http://www.universite-lyon.fr/
   6   - Léon Bérard cancer center       http://www.centreleonberard.fr
   7   - CREATIS CNRS laboratory         http://www.creatis.insa-lyon.fr
   8
   9   This software is distributed WITHOUT ANY WARRANTY; without even
  10   the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR
  11   PURPOSE.  See the copyright notices for more information.
  12
  13   It is distributed under dual licence
  14
  15   - BSD        See included LICENSE.txt file
  16   - CeCILL-B   http://www.cecill.info/licences/Licence_CeCILL-B_V1-en.html
  17 ===========================================================================*/
  18 /*=========================================================================
  19
  20   Program:   Insight Segmentation & Registration Toolkit
  21   Module:    $RCSfile: RelativePositionPropImageFilter.h,v $
  22   Language:  C++
  23   Date:      $Date: 2010/07/12 06:57:25 $
  24   Version:   $Revision: 1.2 $
  25
  26   Copyright (c) Insight Software Consortium. All rights reserved.
  27   See ITKCopyright.txt or http://www.itk.org/HTML/Copyright.htm for details.
  28
  29   This software is distributed WITHOUT ANY WARRANTY; without even
  30   the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR
  31   PURPOSE.  See the above copyright notices for more information.
  32
  33   =========================================================================*/
  34
  35 #ifndef __RelativePositionPropImageFilter_h
  36 #define __RelativePositionPropImageFilter_h
  37
  38 #include "itkImageToImageFilter.h"
  39 #include "itkImage.h"
  40 #include "itkConceptChecking.h"
  41 #include "itkPointSet.h"
  42 #include "itkImageRegionConstIteratorWithIndex.h"
  43 #include "itkImageRegionIteratorWithIndex.h"
  44 #include "itkMinimumImageFilter.h"
  45
  46 namespace itk
  47 {
  48
  49
  50   /** \class RelativePositionPropImageFilter
  51    * \brief Compute the fuzzy subset of an image which satisfies some directional relative position.
  52    * \author Jamal Atif and Olivier Nempont
  53    *
  54    * This filter computes a fuzzy subset of an image satisfying a particular directionnal relative position from an object (crisp or fuzzy).
  55    *
  56    *
  57    *    \par INPUT / OUTPUT
  58    *    This filter takes a crisp or a fuzzy object as input.
  59    *  In fuzzy case, the values have to be defined between 0 and 1.
  60    *
  61    *  The result is a fuzzy subset which values are defined between
  62    *  0 if the relation isn't fulfilled in this point to 1 is the relation is
  63    *  fully satisfied.
  64    *  WARNING: the output image type as to be decimal.
  65    *
  66    *    \par PARAMETERS
  67    *  \par
  68    *  The Alpha1 and Alpha2 parameters are used to specify the direction.
  69    *  Alpha1 is the angle in 'xy' plane from 'x' unit vector.
  70    *  Alpha2 is used in 3D to specify the angle with 'xy' plane
  71    *
  72    *  \par
  73    *    K is an opening parameter. Higher value enlarge the support of the result.
  74    *  By default it is fixed at PI/2
  75    *
  76    *  \par REFERENCE
  77    *   Fuzzy Relative Position Between Objects in Image Processing: A Morphological Approach
  78    *     Isabelle Bloch
  79    *   IEEE TRANSACTIONS ON PATTERN ANALYSIS AND MACHINE INTELLIGENCE, VOL. 21, NO. 7, JULY 1999
  80    *
  81    *   This filter is implemented using the propagation algorithm
  82    */
  83
  84 #if ITK_VERSION_MAJOR == 4
  85   template <class TInputImage, class TOutputImage, class TtNorm=Functor::Minimum<
  86                                                      typename TOutputImage::PixelType,
  87                                                      typename TOutputImage::PixelType,
  88                                                      typename TOutputImage::PixelType>  >
  89 #else
  90   template <class TInputImage, class TOutputImage, class TtNorm=Function::Minimum<
  91                                                      typename TOutputImage::PixelType,
  92                                                      typename TOutputImage::PixelType,
  93                                                      typename TOutputImage::PixelType>  >
  94 #endif
  95   class ITK_EXPORT RelativePositionPropImageFilter :
  96     public ImageToImageFilter< TInputImage, TOutputImage >
  97   {
  98   public:
  99     /** Standard class typedefs. */
 100     typedef RelativePositionPropImageFilter Self;
 101     typedef ImageToImageFilter< TInputImage, TOutputImage > Superclass;
 102     typedef SmartPointer<Self> Pointer;
 103     typedef SmartPointer<const Self>  ConstPointer;
 104
 105     /** Extract some information from the image types.  Dimensionality
 106      * of the two images is assumed to be the same. */
 107     typedef typename TOutputImage::PixelType OutputPixelType;
 108     typedef typename TOutputImage::InternalPixelType OutputInternalPixelType;
 109     typedef typename TInputImage::PixelType InputPixelType;
 110     typedef typename TInputImage::InternalPixelType InputInternalPixelType;
 111
 112     /** Extract some information from the image types.  Dimensionality
 113      * of the two images is assumed to be the same. */
 114     itkStaticConstMacro(ImageDimension, unsigned int,
 115                         TOutputImage::ImageDimension);
 116
 117
 118     typedef typename itk::Image<typename TInputImage::IndexType , ImageDimension>
 119       CorrespondanceMapType;
 120     typedef float TabulationPixelType;
 121     typedef typename itk::Image<TabulationPixelType , ImageDimension> TabulationImageType;
 122
 123
 124     /** Image typedef support. */
 125     typedef TInputImage  InputImageType;
 126     typedef TOutputImage OutputImageType;
 127
 128     typedef TtNorm TNormType;
 129
 130     typedef itk::Vector<double, ImageDimension> VectorType;
 131
 132
 133     /** Method for creation through the object factory. */
 134     itkNewMacro(Self);
 135
 136     /** Run-time type information (and related methods). */
 137     itkTypeMacro(RelativePositionPropImageFilter, ImageToImageFilter);
 138
 139     /** The output pixel type must be signed. */
 140     itkConceptMacro(SignedOutputPixelType, (Concept::Signed<OutputPixelType>));
 141
 142     /** Standard get/set macros for filter parameters. */
 143
 144
 145     itkSetMacro(Alpha1, double);
 146     itkGetMacro(Alpha1, double);
 147     itkSetMacro(Alpha2, double);
 148     itkGetMacro(Alpha2, double);
 149
 150     itkSetMacro(K1, double);
 151     itkGetMacro(K1, double);
 152     //   itkSetMacro(K2, double);
 153     //   itkGetMacro(K2, double);
 154
 155     itkSetMacro(Radius, double);
 156     itkGetMacro(Radius, double);
 157
 158     itkSetMacro(VerboseProgress, bool);
 159     itkGetMacro(VerboseProgress, bool);
 160     itkBooleanMacro(VerboseProgress);
 161
 162     itkSetMacro(Fast, bool);
 163     itkGetMacro(Fast, bool);
 164     itkBooleanMacro(Fast);
 165
 166     void computeDirection()
 167     {
 168       if (ImageDimension == 2) {
 169           m_DirectionVector[0]=cos(m_Alpha1);
 170           m_DirectionVector[1]=sin(m_Alpha1);
 171         }
 172       else { // 3D
 173         m_DirectionVector[0]=cos(m_Alpha1)*cos(m_Alpha2);
 174         m_DirectionVector[1]=cos(m_Alpha2)*sin(m_Alpha1);
 175         m_DirectionVector[2]=sin(m_Alpha2);
 176       }
 177     }
 178
 179
 180     virtual void GenerateInputRequestedRegion() throw(InvalidRequestedRegionError);
 181     void EnlargeOutputRequestedRegion (DataObject * output);
 182
 183   protected:
 184     RelativePositionPropImageFilter()
 185       {
 186         m_Alpha1 = 0;
 187         m_Alpha2 = 0;
 188         m_K1 = vcl_acos(-1.0)/2;
 189         // m_K2 = 3.1417/2;
 190         m_Radius = 2; // DS
 191         m_Fast = true; // DS
 192         m_VerboseProgress = false;
 193       }
 194     virtual ~RelativePositionPropImageFilter() {}
 195     void PrintSelf(std::ostream& os, Indent indent) const;
 196
 197     //void GenerateThreadedData(const typename TOutputImage::RegionType& outputRegionForThread, int threadId);
 198     void GenerateData();
 199
 200   private:
 201     RelativePositionPropImageFilter(const Self&); //purposely not implemented
 202     void operator=(const Self&); //purposely not implemented
 203
 204
 205     /** The angles*/
 206     double m_Alpha1;
 207     double m_Alpha2;
 208     double m_K1;
 209     // double m_K2;
 210
 211     unsigned int m_Radius;
 212     TNormType m_TNorm;
 213     bool m_VerboseProgress;
 214
 215     VectorType m_DirectionVector;
 216
 217     /**
 218      * 2 pass instead of 2^NDimension. Warning this may cause some artifacts
 219      */
 220     bool m_Fast;
 221
 222     //allocation et initialisation de la carte de correspondance
 223     typename CorrespondanceMapType::Pointer InitCorrespondanceMap();
 224
 225     //compute the tabulation map
 226     typename TabulationImageType::Pointer ComputeAngleTabulation();
 227
 228
 229   };
 230
 231 } // end namespace itk
 232
 233 #ifndef ITK_MANUAL_INSTANTIATION
 234 #include "RelativePositionPropImageFilter.txx"
 235 #endif
 236
 237 #endif