lib/cpExtensions/Algorithms/IterativeGaussianModelEstimator.h

   1 // -------------------------------------------------------------------------
   2 // @author Leonardo Florez-Valencia (florez-l@javeriana.edu.co)
   3 // -------------------------------------------------------------------------
   4
   5 #ifndef __CPEXTENSIONS__ALGORITHMS__ITERATIVEGAUSSIANMODELESTIMATOR__H__
   6 #define __CPEXTENSIONS__ALGORITHMS__ITERATIVEGAUSSIANMODELESTIMATOR__H__
   7
   8 #include <vector>
   9 #include <itkConceptChecking.h>
  10 #include <itkObject.h>
  11 #include <vnl/vnl_matrix.h>
  12
  13 namespace cpExtensions
  14 {
  15   namespace Algorithms
  16   {
  17     /**
  18      */
  19     template< class S, unsigned int D >
  20     class IterativeGaussianModelEstimator
  21       : public itk::Object
  22     {
  23     public:
  24       typedef IterativeGaussianModelEstimator Self;
  25       typedef itk::Object                     Superclass;
  26       typedef itk::SmartPointer< Self >       Pointer;
  27       typedef itk::SmartPointer< const Self > ConstPointer;
  28
  29       typedef S TScalar;
  30       itkStaticConstMacro( Dimension, unsigned int, D );
  31
  32       // Begin concept checking
  33 #ifdef ITK_USE_CONCEPT_CHECKING
  34       itkConceptMacro(
  35         ScalarTypeHasFloatResolution,
  36         ( itk::Concept::IsFloatingPoint< S > )
  37         );
  38 #endif
  39       // End concept checking
  40
  41       typedef vnl_matrix< S >        TMatrix;
  42       typedef std::vector< TMatrix > TMatrices;
  43
  44     public:
  45       itkNewMacro( Self );
  46       itkTypeMacro( IterativeGaussianModelEstimator, itkObject );
  47
  48     public:
  49       unsigned long GetNumberOfSamples( ) const
  50         { return( ( unsigned long )( this->m_N ) ); }
  51       const TMatrix& GetMu( ) const
  52         { return( this->m_M ); }
  53       const TMatrix& GetOmega( ) const
  54         { return( this->m_O ); }
  55
  56       void SetNumberOfSamples( unsigned long n );
  57       void SetMu( const TMatrix& m );
  58       void SetOmega( const TMatrix& O );
  59
  60       bool SaveModelToFile( const std::string& filename ) const;
  61       bool LoadModelFromFile( const std::string& filename );
  62
  63       template< class V >
  64       S Probability( const V& sample ) const;
  65
  66       S Probability( const S& s_x, const S& s_y, ... ) const;
  67
  68       template< class V, class M >
  69       void GetModel( V& m, M& E ) const;
  70
  71       void Clear( );
  72
  73       template< class V >
  74       void AddSample( const V& sample );
  75
  76       void AddSample( const S& s_x, const S& s_y, ... );
  77
  78     protected:
  79       IterativeGaussianModelEstimator( );
  80       virtual ~IterativeGaussianModelEstimator( );
  81
  82     protected:
  83       void _UpdateModel( ) const;
  84
  85     private:
  86       // Purposely not implemented
  87       IterativeGaussianModelEstimator( const Self& other );
  88       void operator=( const Self& other );
  89
  90     protected:
  91       S m_N;
  92       TMatrix m_M;
  93       TMatrix m_O;
  94
  95       mutable bool m_Updated;
  96       mutable TMatrix m_Cov;
  97       mutable TMatrix m_Inv;
  98       mutable S m_Norm;
  99     };
 100
 101   } // ecapseman
 102
 103 } // ecapseman
 104
 105 #ifndef ITK_MANUAL_INSTANTIATION
 106 #include <cpExtensions/Algorithms/IterativeGaussianModelEstimator.hxx>
 107 #endif // ITK_MANUAL_INSTANTIATION
 108
 109 #endif // __CPEXTENSIONS__ALGORITHMS__ITERATIVEGAUSSIANMODELESTIMATOR__H__
 110
 111 // eof - $RCSfile$