registration/clitkAffineRegistrationGenericFilter.txx

   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://oncora1.lyon.fnclcc.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 #ifndef CLITKAFFINEREGISTRATIONGENERICFILTER_TXX
  20 #define CLITKAFFINEREGISTRATIONGENERICFILTER_TXX
  21
  22 namespace clitk
  23 {
  24
  25 //==============================================================================
  26 //Creating an observer class that allows us to monitor the registration
  27 //================================================================================
  28 class CommandIterationUpdate : public itk::Command
  29 {
  30 public:
  31   typedef  CommandIterationUpdate   Self;
  32   typedef  itk::Command             Superclass;
  33   typedef  itk::SmartPointer<Self>  Pointer;
  34   itkNewMacro( Self );
  35 protected:
  36   CommandIterationUpdate() {};
  37 public:
  38   typedef   clitk::GenericOptimizer<args_info_clitkAffineRegistration>     OptimizerType;
  39   typedef   const OptimizerType   *           OptimizerPointer;
  40
  41   // Set the generic optimizer
  42   void SetOptimizer(OptimizerPointer o) {
  43     m_Optimizer=o;
  44   }
  45
  46   // Execute
  47   void Execute(itk::Object *caller, const itk::EventObject & event) {
  48     Execute( (const itk::Object *)caller, event);
  49   }
  50
  51   void Execute(const itk::Object * object, const itk::EventObject & event) {
  52     if ( !(itk::IterationEvent().CheckEvent( &event )) ) {
  53       return;
  54     }
  55
  56     m_Optimizer->OutputIterationInfo();
  57   }
  58
  59   OptimizerPointer m_Optimizer;
  60 };
  61 //==================================================================================================================================//
  62 //Constructor
  63 //===================================================================================================================================//
  64
  65 template<class args_info_clitkAffineRegistration>
  66 AffineRegistrationGenericFilter<args_info_clitkAffineRegistration>::AffineRegistrationGenericFilter():
  67     ImageToImageGenericFilter<Self>("Register")
  68
  69 {
  70   InitializeImageType<2>();
  71   InitializeImageType<3>();
  72   m_Verbose=false;
  73 }
  74 //==========================================================================================================//
  75 //============================================================================================================//
  76 //--------------------------------------------------------------------
  77 template<class args_info_type>
  78 template<unsigned int Dim>
  79 void AffineRegistrationGenericFilter<args_info_type>::InitializeImageType()
  80 {
  81   ADD_DEFAULT_IMAGE_TYPES(Dim);
  82 }
  83 //--------------------------------------------------------------------
  84
  85
  86 //==============================================================================
  87 //Creating an observer class that allows us to change parameters at subsequent levels
  88 //==============================================================================
  89 template <typename TRegistration, class args_info_clitkAffineRegistration>
  90 class RegistrationInterfaceCommand : public itk::Command
  91 {
  92 public:
  93   typedef  RegistrationInterfaceCommand   Self;
  94   typedef  itk::Command             Superclass;
  95   typedef itk::SmartPointer<Self>  Pointer;
  96   itkNewMacro( Self );
  97 protected:
  98   RegistrationInterfaceCommand() {};
  99 public:
 100
 101   // Registration
 102   typedef   TRegistration                              RegistrationType;
 103   typedef   RegistrationType *                         RegistrationPointer;
 104
 105   // Metric
 106   typedef typename RegistrationType::FixedImageType    InternalImageType;
 107   typedef clitk::GenericMetric<args_info_clitkAffineRegistration, InternalImageType, InternalImageType> GenericMetricType;
 108
 109   // Two arguments are passed to the Execute() method: the first
 110   // is the pointer to the object which invoked the event and the
 111   // second is the event that was invoked.
 112   void Execute(itk::Object * object, const itk::EventObject & event) {
 113     if ( !(itk::IterationEvent().CheckEvent( &event )) ) {
 114       return;
 115     }
 116
 117     // Get the levels
 118     RegistrationPointer registration = dynamic_cast<RegistrationPointer>( object );
 119     unsigned int numberOfLevels=registration->GetNumberOfLevels();
 120     unsigned int currentLevel=registration->GetCurrentLevel()+1;
 121
 122     // Output the levels
 123     std::cout<<std::endl;
 124     std::cout<<"========================================"<<std::endl;
 125     std::cout<<"Starting resolution level "<<currentLevel<<" of "<<numberOfLevels<<"..."<<std::endl;
 126     std::cout<<"========================================"<<std::endl;
 127     std::cout<<std::endl;
 128
 129     // Higher level?
 130     if (currentLevel>1) {
 131       // Reinitialize the metric (!= number of samples)
 132       typename GenericMetricType::Pointer genericMetric= GenericMetricType::New();
 133       genericMetric->SetArgsInfo(m_ArgsInfo);
 134       genericMetric->SetFixedImage(registration->GetFixedImagePyramid()->GetOutput(registration->GetCurrentLevel()));
 135       if (m_ArgsInfo.referenceMask_given)  genericMetric->SetFixedImageMask(registration->GetMetric()->GetFixedImageMask());
 136       typedef itk::ImageToImageMetric< InternalImageType, InternalImageType >  MetricType;
 137       typename  MetricType::Pointer metric=genericMetric->GetMetricPointer();
 138       registration->SetMetric(metric);
 139     }
 140   }
 141
 142   void Execute(const itk::Object * , const itk::EventObject & ) {
 143     return;
 144   }
 145
 146  void SetArgsInfo(args_info_clitkAffineRegistration a) {
 147     m_ArgsInfo=a;
 148   }
 149   args_info_clitkAffineRegistration m_ArgsInfo;
 150 };
 151
 152 //==============================================================================================//
 153 // ArgsInfo
 154 //==============================================================================================//
 155 template<class args_info_clitkAffineRegistration>
 156 void AffineRegistrationGenericFilter<args_info_clitkAffineRegistration>::SetArgsInfo(const args_info_clitkAffineRegistration & a)
 157 {
 158   m_ArgsInfo=a;
 159   if (m_ArgsInfo.reference_given) AddInputFilename(m_ArgsInfo.reference_arg);
 160   if (m_ArgsInfo.target_given) {
 161     AddInputFilename(m_ArgsInfo.target_arg);
 162   }
 163
 164   if (m_ArgsInfo.output_given) SetOutputFilename(m_ArgsInfo.output_arg);
 165 }
 166 //==============================================================================
 167 // Update with the number of dimensions and pixeltype
 168 //==============================================================================
 169 template<class args_info_clitkAffineRegistration>
 170 template<class InputImageType>
 171 void AffineRegistrationGenericFilter<args_info_clitkAffineRegistration>::UpdateWithInputImageType()
 172 {
 173   //=============================================================================
 174   //Input
 175   //=============================================================================
 176
 177   typedef typename  InputImageType::PixelType PixelType;
 178 //typedef typename InputImageType::ImageDimension Dimension;
 179
 180
 181   bool threadsGiven=m_ArgsInfo.threads_given;
 182   int threads=m_ArgsInfo.threads_arg;
 183
 184   //Coordinate Representation
 185   typedef double TCoordRep;
 186
 187
 188   typename InputImageType::Pointer fixedImage = this->template GetInput<InputImageType>(0);
 189
 190   typename InputImageType::Pointer inputFixedImage = this->template GetInput<InputImageType>(0);
 191
 192   // typedef input2
 193   typename InputImageType::Pointer movingImage = this->template GetInput<InputImageType>(1);
 194
 195   typename InputImageType::Pointer inputMovingImage = this->template GetInput<InputImageType>(1);
 196
 197
 198
 199   //The pixeltype of the fixed image will be used for output
 200   typedef itk::Image< PixelType, InputImageType::ImageDimension > FixedImageType;
 201
 202   //Whatever the pixel type, internally we work with an image represented in float
 203   typedef typename  InputImageType::PixelType  InternalPixelType;
 204   typedef itk::Image< InternalPixelType, InputImageType::ImageDimension > InternalImageType;
 205
 206   //Read in the reference/fixed image
 207 //  typedef itk::ImageFileReader< InternalImageType > ReaderType;
 208 //  typename ReaderType::Pointer  fixedImageReader  = ReaderType::New();
 209 //  fixedImageReader->SetFileName( m_ArgsInfo.reference_arg);
 210
 211
 212   //Read in the object/moving image
 213 //  typename ReaderType::Pointer movingImageReader = ReaderType::New();
 214 //  movingImageReader->SetFileName( m_ArgsInfo.target_arg );
 215   if (m_Verbose) std::cout<<"Reading images..."<<std::endl;
 216 //  fixedImageReader->Update();
 217 //  movingImageReader->Update();
 218
 219   if (m_Verbose) std::cout  << "Reading images... " << std::endl;
 220
 221   //we connect pointers to these internal images
 222  // typedef typename  fixedImageReader fixedImage;
 223  // typedef typename  movingImageReader movingImage;
 224
 225   //We keep the images used for input for possible output
 226 // typedef typename   fixedImageReader inputFixedImage;
 227 // typedef typename  movingImageReader inputMovingImage;
 228
 229
 230   //============================================================================
 231   // Preprocessing
 232   //============================================================================
 233
 234   //If given, the intensities of both images are first normalized to a zero mean and SD of 1
 235   // (usefull for MI, not necessary for Mattes' MI but performed anyway for the ouput)
 236   if ( m_ArgsInfo.normalize_flag ) {
 237     typedef itk::NormalizeImageFilter< InternalImageType,InternalImageType >  NormalizeFilterType;
 238
 239     typename  NormalizeFilterType::Pointer  fixedNormalizeFilter = NormalizeFilterType::New();
 240     typename  NormalizeFilterType::Pointer  movingNormalizeFilter = NormalizeFilterType::New();
 241
 242     fixedNormalizeFilter->SetInput( fixedImage );
 243     movingNormalizeFilter->SetInput( movingImage );
 244
 245     fixedNormalizeFilter->Update();
 246     movingNormalizeFilter->Update();
 247
 248     //We keep the images used for input for possible output
 249     inputFixedImage= fixedNormalizeFilter->GetOutput();
 250     inputMovingImage= movingNormalizeFilter->GetOutput();
 251
 252     //the pointers are reconnected for further output
 253     fixedImage=fixedNormalizeFilter->GetOutput();
 254     movingImage=movingNormalizeFilter->GetOutput();
 255
 256     if (m_Verbose)  std::cout <<  "Normalizing image intensities to zero mean and SD of 1..." << std::endl;
 257   }
 258
 259
 260   //If given, the images are blurred before processing
 261   if ( m_ArgsInfo.blur_arg!= 0) {
 262     typedef itk::DiscreteGaussianImageFilter<InternalImageType,InternalImageType> GaussianFilterType;
 263     typename GaussianFilterType::Pointer fixedSmoother = GaussianFilterType::New();
 264     typename GaussianFilterType::Pointer movingSmoother = GaussianFilterType::New();
 265     fixedSmoother->SetVariance( m_ArgsInfo.blur_arg );
 266     movingSmoother->SetVariance(m_ArgsInfo.blur_arg );
 267
 268     fixedSmoother->SetInput( fixedImage );
 269     movingSmoother->SetInput( movingImage );
 270
 271     fixedSmoother->Update();
 272     movingSmoother->Update();
 273
 274     fixedImage=fixedSmoother->GetOutput();
 275     movingImage=movingSmoother->GetOutput();
 276
 277     if (m_Verbose)  std::cout <<  "Blurring images with a Gaussian with standard deviation of " << m_ArgsInfo.blur_arg <<"..." << std::endl;
 278   }
 279
 280
 281   //============================================================================
 282   // Setting up the moving image in a reference system
 283   //============================================================================
 284   const itk::Vector<double, InputImageType::ImageDimension> movingResolution = movingImage->GetSpacing();
 285   typename InternalImageType::RegionType movingRegion = movingImage->GetLargestPossibleRegion();
 286   typename InternalImageType::RegionType::SizeType  movingSize = movingRegion.GetSize();
 287
 288   // Print the parameters of the moving image
 289   if (m_Verbose) {
 290     std::cout << "Object or Moving image:"<<std::endl;
 291     std::cout << "Size: " << movingSize[0] << ", " << movingSize[1];
 292     if (InputImageType::ImageDimension==3) std::cout<<", " << movingSize[2];
 293     std::cout << std::endl;
 294
 295     std::cout<< "Resolution: "<< movingResolution[0] << ", " << movingResolution[1];
 296     if (InputImageType::ImageDimension==3) std::cout<< ", " << movingResolution[2];
 297     std::cout << std::endl;
 298   }
 299
 300
 301   //============================================================================
 302   // Setting up the fixed image in a reference system
 303   //============================================================================
 304   const itk::Vector<double, InputImageType::ImageDimension> fixedResolution = fixedImage->GetSpacing();
 305   typename InternalImageType::RegionType fixedRegion = fixedImage->GetLargestPossibleRegion();
 306   typename InternalImageType::RegionType::SizeType fixedSize = fixedRegion.GetSize();
 307
 308   // Print the parameters of the moving image and the transform
 309   if (m_Verbose) {
 310     std::cout << "Target or Moving image:"<<std::endl;
 311     std::cout << "Size: " << fixedSize[0] << ", " << fixedSize[1];
 312     if (InputImageType::ImageDimension==3) std::cout<<", " << fixedSize[2];
 313     std::cout << std::endl;
 314
 315     std::cout<< "Resolution: "<< fixedResolution[0] << ", " << fixedResolution[1];
 316     if (InputImageType::ImageDimension==3) std::cout<< ", " << fixedResolution[2];
 317     std::cout << std::endl;
 318   }
 319
 320
 321
 322   //===========================================================================
 323   // If given, we connect a mask to reference or target
 324   //============================================================================
 325   typedef itk::ImageMaskSpatialObject<  InputImageType::ImageDimension >   MaskType;
 326   typename MaskType::Pointer  fixedMask=NULL;
 327   if (m_ArgsInfo.referenceMask_given) {
 328     fixedMask= MaskType::New();
 329     typedef itk::Image< unsigned char, InputImageType::ImageDimension >   ImageMaskType;
 330     typedef itk::ImageFileReader< ImageMaskType >    MaskReaderType;
 331     typename MaskReaderType::Pointer  maskReader = MaskReaderType::New();
 332     maskReader->SetFileName(m_ArgsInfo.referenceMask_arg);
 333     try {
 334       maskReader->Update();
 335     } catch ( itk::ExceptionObject & err ) {
 336       std::cerr << "ExceptionObject caught while reading mask !" << std::endl;
 337       std::cerr << err << std::endl;
 338       return;
 339     }
 340     if (m_Verbose)std::cout <<"Reference image mask was read..." <<std::endl;
 341
 342     // Set the image to the spatialObject
 343     fixedMask->SetImage( maskReader->GetOutput() );
 344   }
 345
 346   typedef itk::ImageMaskSpatialObject<  InputImageType::ImageDimension >   MaskType;
 347   typename MaskType::Pointer  movingMask=NULL;
 348   if (m_ArgsInfo.targetMask_given) {
 349     movingMask= MaskType::New();
 350     typedef itk::Image< unsigned char, InputImageType::ImageDimension >   ImageMaskType;
 351     typedef itk::ImageFileReader< ImageMaskType >    MaskReaderType;
 352     typename MaskReaderType::Pointer  maskReader = MaskReaderType::New();
 353     maskReader->SetFileName(m_ArgsInfo.targetMask_arg);
 354     try {
 355       maskReader->Update();
 356     } catch ( itk::ExceptionObject & err ) {
 357       std::cerr << "ExceptionObject caught !" << std::endl;
 358       std::cerr << err << std::endl;
 359     }
 360     if (m_Verbose)std::cout <<"Target image mask was read..." <<std::endl;
 361
 362     movingMask->SetImage( maskReader->GetOutput() );
 363   }
 364
 365
 366   //============================================================================
 367   // The image pyramids
 368   //============================================================================
 369   typedef itk::RecursiveMultiResolutionPyramidImageFilter<InternalImageType,InternalImageType >  FixedImagePyramidType;
 370   typedef itk::RecursiveMultiResolutionPyramidImageFilter<InternalImageType,InternalImageType >  MovingImagePyramidType;
 371   typename FixedImagePyramidType::Pointer fixedImagePyramid = FixedImagePyramidType::New();
 372   typename MovingImagePyramidType::Pointer movingImagePyramid = MovingImagePyramidType::New();
 373   fixedImagePyramid->SetUseShrinkImageFilter(false);
 374   fixedImagePyramid->SetInput(fixedImage);
 375   fixedImagePyramid->SetNumberOfLevels(m_ArgsInfo.levels_arg);
 376   movingImagePyramid->SetUseShrinkImageFilter(false);
 377   movingImagePyramid->SetInput(movingImage);
 378   movingImagePyramid->SetNumberOfLevels(m_ArgsInfo.levels_arg);
 379   if (m_Verbose) std::cout<<"Creating the image pyramid..."<<std::endl;
 380   fixedImagePyramid->Update();
 381   movingImagePyramid->Update();
 382
 383
 384
 385   //============================================================================
 386   // We retrieve the type of metric from the command line
 387   //============================================================================
 388   typedef clitk::GenericMetric<args_info_clitkAffineRegistration, InternalImageType, InternalImageType> GenericMetricType;
 389   typename GenericMetricType::Pointer genericMetric=GenericMetricType::New();
 390   genericMetric->SetArgsInfo(m_ArgsInfo);
 391   genericMetric->SetFixedImage(fixedImagePyramid->GetOutput(0));
 392   if (fixedMask) genericMetric->SetFixedImageMask(fixedMask);
 393   typedef itk::ImageToImageMetric< InternalImageType, InternalImageType >  MetricType;
 394   typename  MetricType::Pointer metric=genericMetric->GetMetricPointer();
 395   if (movingMask) metric->SetMovingImageMask(movingMask);
 396
 397 #ifdef ITK_USE_OPTIMIZED_REGISTRATION_METHODS
 398   if (threadsGiven) metric->SetNumberOfThreads( threads );
 399 #else
 400   if (m_Verbose) std::cout<<"Not setting the number of threads (not compiled with USE_OPTIMIZED_REGISTRATION_METHODS)..."<<std::endl;
 401 #endif
 402
 403   //============================================================================
 404   // Initialize using image moments.
 405   //============================================================================
 406   if (m_ArgsInfo.moment_flag) {
 407     typedef itk::ImageMomentsCalculator< InternalImageType > CalculatorType;
 408     typename CalculatorType::Pointer fixedCalculator= CalculatorType::New();
 409
 410     typename InternalImageType::Pointer fixedThresh;
 411     if (m_ArgsInfo.intThreshold_given) {
 412       typedef itk::ThresholdImageFilter<InternalImageType> ThresholdImageFilterType;
 413       typename ThresholdImageFilterType::Pointer thresholder = ThresholdImageFilterType::New();
 414       thresholder->SetInput(fixedImage);
 415       thresholder->SetLower(m_ArgsInfo.intThreshold_arg);
 416       thresholder->Update();
 417       fixedThresh=thresholder->GetOutput();
 418     } else fixedThresh=fixedImage;
 419
 420     fixedCalculator->SetImage(fixedThresh);
 421     fixedCalculator->Compute();
 422     Vector<double, InputImageType::ImageDimension> fixedCenter=fixedCalculator->GetCenterOfGravity();
 423     if (m_Verbose)std::cout<<"The fixed center of gravity is "<<fixedCenter<<"..."<<std::endl;
 424
 425     typedef itk::ImageMomentsCalculator< InternalImageType > CalculatorType;
 426     typename CalculatorType::Pointer movingCalculator= CalculatorType::New();
 427
 428     typename InternalImageType::Pointer movingThresh;
 429     if (m_ArgsInfo.intThreshold_given) {
 430       typedef itk::ThresholdImageFilter<InternalImageType> ThresholdImageFilterType;
 431       typename ThresholdImageFilterType::Pointer thresholder = ThresholdImageFilterType::New();
 432       thresholder->SetInput(movingImage);
 433       thresholder->SetLower(m_ArgsInfo.intThreshold_arg);
 434       thresholder->Update();
 435       movingThresh=thresholder->GetOutput();
 436     } else movingThresh=movingImage;
 437
 438     movingCalculator->SetImage(movingThresh);
 439     movingCalculator->Compute();
 440     Vector<double, InputImageType::ImageDimension> movingCenter=movingCalculator->GetCenterOfGravity();
 441     if (m_Verbose)std::cout<<"The moving center of gravity is "<<movingCenter<<"..."<<std::endl;
 442
 443     Vector<double, InputImageType::ImageDimension> shift= movingCenter-fixedCenter;
 444     if (m_Verbose)std::cout<<"The initial shift applied is "<<shift<<"..."<<std::endl;
 445
 446     m_ArgsInfo.transX_arg= shift [0];
 447     m_ArgsInfo.transY_arg= shift [1];
 448     if (InputImageType::ImageDimension==3) m_ArgsInfo.transZ_arg=shift [2];
 449   }
 450
 451   //============================================================================
 452   // Transform
 453   //============================================================================
 454   typedef clitk::GenericAffineTransform<args_info_clitkAffineRegistration, TCoordRep, InputImageType::ImageDimension > GenericAffineTransformType;
 455   typename GenericAffineTransformType::Pointer genericAffineTransform = GenericAffineTransformType::New();
 456   genericAffineTransform->SetArgsInfo(m_ArgsInfo);
 457   typedef itk::Transform< double, InputImageType::ImageDimension, InputImageType::ImageDimension > TransformType;
 458   typename TransformType::Pointer transform = genericAffineTransform->GetTransform();
 459
 460
 461   //=======================================================
 462   // Interpolator
 463   //=======================================================
 464   typedef clitk::GenericInterpolator<args_info_clitkAffineRegistration, InternalImageType,TCoordRep > GenericInterpolatorType;
 465   typename GenericInterpolatorType::Pointer genericInterpolator=GenericInterpolatorType::New();
 466   genericInterpolator->SetArgsInfo(m_ArgsInfo);
 467   typedef itk::InterpolateImageFunction< InternalImageType, TCoordRep >  InterpolatorType;
 468   typename  InterpolatorType::Pointer interpolator=genericInterpolator->GetInterpolatorPointer();
 469
 470
 471   //============================================================================
 472   // Optimizer
 473   //============================================================================
 474   typedef clitk::GenericOptimizer<args_info_clitkAffineRegistration> GenericOptimizerType;
 475   unsigned int nParam = transform->GetNumberOfParameters();
 476   typename GenericOptimizerType::Pointer genericOptimizer=GenericOptimizerType::New();
 477   genericOptimizer->SetArgsInfo(m_ArgsInfo);
 478   genericOptimizer->SetOutputIteration(m_Verbose);
 479   genericOptimizer->SetOutputPosition(m_Verbose);
 480   genericOptimizer->SetOutputValue(m_Verbose);
 481   genericOptimizer->SetOutputGradient(m_ArgsInfo.gradient_flag);
 482   genericOptimizer->SetMaximize(genericMetric->GetMaximize());
 483   genericOptimizer->SetNumberOfParameters(nParam);
 484   typedef itk::SingleValuedNonLinearOptimizer OptimizerType;
 485   OptimizerType::Pointer optimizer=genericOptimizer->GetOptimizerPointer();
 486
 487   // Scales
 488   itk::Optimizer::ScalesType scales( nParam );
 489   for (unsigned int i=nParam-InputImageType::ImageDimension; i<nParam; i++) //Translations
 490     scales[i] = m_ArgsInfo.tWeight_arg;
 491   for (unsigned int i=0; i<nParam-InputImageType::ImageDimension; i++)      //Rest
 492     scales[i] = m_ArgsInfo.rWeight_arg*180./M_PI;
 493   optimizer->SetScales(scales);
 494   //============================================================================
 495   // Multiresolution registration
 496   //============================================================================
 497   typedef itk::MultiResolutionImageRegistrationMethod< InternalImageType,InternalImageType >  RegistrationType;
 498   typename  RegistrationType::Pointer registration = RegistrationType::New();
 499   registration->SetFixedImage( fixedImage  );
 500   registration->SetFixedImageRegion(fixedImage->GetLargestPossibleRegion());
 501   registration->SetMovingImage(  movingImage );
 502   registration->SetFixedImagePyramid( fixedImagePyramid );
 503   registration->SetMovingImagePyramid( movingImagePyramid );
 504   registration->SetTransform( transform );
 505   registration->SetInitialTransformParameters( transform->GetParameters() );
 506   registration->SetInterpolator( interpolator );
 507   registration->SetMetric(metric);
 508   registration->SetOptimizer(optimizer);
 509   registration->SetNumberOfLevels( m_ArgsInfo.levels_arg );
 510   if (m_Verbose) std::cout << "Setting "<< m_ArgsInfo.levels_arg <<" resolution levels..." << std::endl;
 511   if (m_Verbose) std::cout << "Initial Transform: "<< registration->GetInitialTransformParameters()<<std::endl;
 512
 513   //============================================================================
 514   // Connecting the commander to the registration to monitor it
 515   //============================================================================
 516   if (m_Verbose) {
 517
 518     // Output iteration info
 519     CommandIterationUpdate::Pointer observer = CommandIterationUpdate::New();
 520     observer->SetOptimizer(genericOptimizer);
 521     optimizer->AddObserver( itk::IterationEvent(), observer );
 522
 523
 524     // Output level info
 525     typedef RegistrationInterfaceCommand<RegistrationType, args_info_clitkAffineRegistration> CommandType;
 526     typename CommandType::Pointer command = CommandType::New();
 527     command->SetArgsInfo(m_ArgsInfo);
 528     registration->AddObserver( itk::IterationEvent(), command );
 529
 530   }
 531
 532
 533   //============================================================================
 534   // Finally we can start the registration with the given amount of multiresolution levels
 535   //============================================================================
 536   if (m_Verbose) std::cout << "Starting the registration now..." << std::endl;
 537
 538   try {
 539     registration->StartRegistration();
 540   } catch ( itk::ExceptionObject & err ) {
 541     std::cerr << "ExceptionObject caught !" << std::endl;
 542     std::cerr << err << std::endl;
 543   }
 544
 545
 546   //============================================================================
 547   // Processing the result of the registration
 548   //============================================================================
 549   OptimizerType::ParametersType finalParameters = registration->GetLastTransformParameters();
 550   std::cout<< "Result : " <<std::setprecision(12)<<std::endl;
 551
 552   for (unsigned int i=nParam-InputImageType::ImageDimension; i<nParam; i++) //Translations
 553     std::cout << " Translation " << i << " = " << finalParameters[i];
 554   for (unsigned int i=0; i<nParam-InputImageType::ImageDimension; i++)      //Rest
 555     std::cout << " Other parameter " << i << " = " << finalParameters[i];
 556
 557
 558   itk::Matrix<double,InputImageType::ImageDimension+1,InputImageType::ImageDimension+1> matrix;
 559   if (m_ArgsInfo.transform_arg == 3) {
 560     for (unsigned int i=0; i<InputImageType::ImageDimension; i++) {
 561       matrix[i][3] =  finalParameters[nParam-InputImageType::ImageDimension+i];
 562       for (unsigned int j=0; j<InputImageType::ImageDimension; j++) {
 563         matrix[i][j] = finalParameters[i*3+j];
 564       }
 565       matrix[3][3] = 1.0;
 566     }
 567   } else {
 568     matrix = clitk::GetBackwardAffineMatrix<InputImageType::ImageDimension>(finalParameters);
 569   }
 570
 571   std::cout << " Affine transform matrix =" << std::endl;
 572   std::cout << matrix <<std::setprecision(6)<< std::endl;
 573
 574   // Write matrix to a file
 575   if (m_ArgsInfo.matrix_given) {
 576     std::ofstream mFile;
 577     mFile.open(m_ArgsInfo.matrix_arg);
 578     mFile<<std::setprecision(12)<<matrix<< std::setprecision(6)<<std::endl;
 579     mFile.close();
 580   }
 581
 582   //============================================================================
 583   // Prepare the resampling filter in order to transform the moving image.
 584   //============================================================================
 585   if (m_ArgsInfo.output_given || m_ArgsInfo.checker_after_given || m_ArgsInfo.after_given ) {
 586     transform->SetParameters( finalParameters );
 587     typedef itk::ResampleImageFilter< InternalImageType,InternalImageType >    ResampleFilterType;
 588     typename    ResampleFilterType::Pointer resampler = ResampleFilterType::New();
 589
 590     resampler->SetTransform( transform );
 591     resampler->SetInput( movingImage );
 592     resampler->SetSize( fixedImage->GetLargestPossibleRegion().GetSize() );
 593     resampler->SetOutputOrigin(  fixedImage->GetOrigin() );
 594     resampler->SetOutputSpacing( fixedImage->GetSpacing() );
 595     resampler->SetDefaultPixelValue( 0 );
 596
 597     //Output?
 598     if (m_ArgsInfo.output_given) {
 599       //We write an output in the same pixeltype then the input
 600       typedef itk::ImageFileWriter< FixedImageType >  WriterType;
 601       typename WriterType::Pointer outputWriter =  WriterType::New();
 602       outputWriter->SetFileName(m_ArgsInfo.output_arg );
 603       outputWriter->SetInput( resampler->GetOutput()   );
 604       outputWriter->Update();
 605     }
 606
 607
 608     //============================================================================
 609     // Checker after?
 610     //============================================================================
 611     if (m_ArgsInfo.checker_after_given) {
 612       //To display correctly the checkerboard image, the intensities must lie in the same range (normalized)
 613       //We write the image in the internal image type
 614       typedef itk::ResampleImageFilter< InternalImageType,InternalImageType >    ResampleFilterType;
 615       typename    ResampleFilterType::Pointer internalResampler = ResampleFilterType::New();
 616       internalResampler->SetTransform( transform );
 617       internalResampler->SetInput( inputMovingImage );
 618       internalResampler->SetSize( fixedImage->GetLargestPossibleRegion().GetSize() );
 619       internalResampler->SetOutputOrigin(  fixedImage->GetOrigin() );
 620       internalResampler->SetOutputSpacing( fixedImage->GetSpacing() );
 621       internalResampler->SetDefaultPixelValue( 0 );
 622
 623       //We pass the normalized images to the checker filter
 624       typedef itk::CheckerBoardImageFilter< InternalImageType > CheckerBoardFilterType;
 625       typename CheckerBoardFilterType::Pointer checkerFilter= CheckerBoardFilterType::New();
 626
 627       checkerFilter->SetInput1(inputFixedImage);
 628       checkerFilter->SetInput2(internalResampler->GetOutput());
 629       typedef itk::ImageFileWriter< InternalImageType >  InternalWriterType;
 630       typename  InternalWriterType::Pointer checkerWriter =  InternalWriterType::New();
 631       checkerWriter->SetFileName(m_ArgsInfo.checker_after_arg);
 632       checkerWriter->SetInput( checkerFilter->GetOutput() );
 633       checkerWriter->Update();
 634     }
 635
 636
 637     //============================================================================
 638     // Checker before?
 639     //============================================================================
 640     if (m_ArgsInfo.checker_before_given) {
 641       //To display correctly the checkerboard image, the intensities must lie in the same range (normalized)
 642       //We write the image in the internal image type
 643       //We pass the normalized images to the checker filter
 644       typedef itk::CheckerBoardImageFilter< InternalImageType > CheckerBoardFilterType;
 645       typename CheckerBoardFilterType::Pointer checkerFilter= CheckerBoardFilterType::New();
 646
 647       checkerFilter->SetInput1(inputFixedImage);
 648       checkerFilter->SetInput2(inputMovingImage);
 649       typedef itk::ImageFileWriter< InternalImageType >  InternalWriterType;
 650       typename  InternalWriterType::Pointer checkerWriter =  InternalWriterType::New();
 651       checkerWriter->SetFileName(m_ArgsInfo.checker_before_arg);
 652       checkerWriter->SetInput( checkerFilter->GetOutput() );
 653       checkerWriter->Update();
 654     }
 655
 656
 657     //============================================================================
 658     // Difference After?
 659     //============================================================================
 660     if (m_ArgsInfo.after_given) {
 661       typedef itk::SubtractImageFilter< InternalImageType, FixedImageType,FixedImageType > DifferenceImageFilterType;
 662       typename DifferenceImageFilterType::Pointer differenceAfterFilter= DifferenceImageFilterType::New();
 663
 664       differenceAfterFilter->SetInput1(fixedImage);
 665       differenceAfterFilter->SetInput2(resampler->GetOutput());
 666
 667       // Prepare a writer to write the difference image
 668       typedef itk::ImageFileWriter< FixedImageType >  WriterType;
 669       typename   WriterType::Pointer     differenceAfterWriter =  WriterType::New();
 670       differenceAfterWriter->SetFileName(m_ArgsInfo.after_arg );
 671       differenceAfterWriter->SetInput( differenceAfterFilter->GetOutput()   );
 672       differenceAfterWriter->Update();
 673     }
 674   }
 675
 676   //============================================================================
 677   // Difference Before?
 678   //============================================================================
 679   if (m_ArgsInfo.before_given) {
 680     typedef itk::CastImageFilter< InternalImageType,FixedImageType > CastFilterType;
 681     typename    CastFilterType::Pointer  caster =  CastFilterType::New();
 682     caster->SetInput( movingImage );
 683
 684     typedef itk::SubtractImageFilter< InternalImageType, FixedImageType, FixedImageType > DifferenceImageFilterType;
 685     typename DifferenceImageFilterType::Pointer differenceBeforeFilter= DifferenceImageFilterType::New();
 686
 687
 688     differenceBeforeFilter->SetInput1(fixedImage);
 689     differenceBeforeFilter->SetInput2(caster->GetOutput());
 690
 691     // Prepare a writer to write the difference image
 692     typedef itk::ImageFileWriter< FixedImageType >  WriterType;
 693     typename WriterType::Pointer     differenceBeforeWriter =  WriterType::New();
 694     differenceBeforeWriter->SetFileName(m_ArgsInfo.before_arg);
 695     differenceBeforeWriter->SetInput( differenceBeforeFilter->GetOutput()   );
 696     differenceBeforeWriter->Update();
 697   }
 698
 699 }
 700 }
 701 #endif  //#define  CLITKAFFINEREGISTRATIONGENERICFILTER_TXX
 702