scripts/create_midP-2.0.sh

   1 #!/bin/sh -x
   2
   3 ###############################################################################
   4 #
   5 # FILE: create_midP-2.0.sh
   6 # AUTHOR: Rômulo Pinho 05/08/2011
   7 #
   8 # Version 2.0 of the create_midP.sh script. The most relevant changes are:
   9 #   * receives a .conf file as input, with variables related to the registration
  10 #   parameters and to paramters of the script itself (see accompanying midp_template.conf)
  11 #   for details.
  12 #   * separates execution steps: it's now possible to choose which operation to execute
  13 #   (mask, registration, midp, or all).
  14 #   * some steps are now in different modules, to facilitate re-use (see "includes" section).
  15 #   * minor modifications on output file names.
  16 #   * attempt to simplify the code a bit.
  17 #
  18 ###############################################################################
  19
  20 ######################### includes
  21
  22 source `dirname $0`/create_midP_masks-2.0.sh using-as-lib 2 nn
  23 source `dirname $0`/registration.sh
  24 source `dirname $0`/midp_common.sh
  25
  26 registration()
  27 {
  28   echo
  29   echo "----------- Registration ------------"
  30   start=`date`
  31   echo "start: $start"
  32   echo
  33
  34   mkdir -p $vf_dir
  35   mkdir -p $output_dir
  36
  37   # banded images may be created as separate files,
  38   # with the specified preffix, which is interesting for debugging.
  39   # if blank, it means that the original images (those without bands)
  40   # will be used (see create_midP_masks-2.0.sh for details).
  41   banded=""
  42
  43   # params read from conf file
  44   use_coeffs=1
  45   params="$nb_iter $nb_samples $sampling_algo $nb_hist_bins $nb_levels $bspline_spacing $metric $optimizer $interpolator"
  46
  47   # register all phases to the reference
  48   for i in $( seq 0 $((${#phase_files[@]} - 1))); do
  49     phase_file=${phase_files[$i]}
  50     phase_nb=${phase_nbs[$i]}
  51
  52     if [ "$phase_nb" != "$ref_phase_nb" ]; then
  53       # inside params
  54       reference_in=$mask_dir/${banded}inside_$ref_phase_nb.mhd
  55       target_in=$mask_dir/${banded}inside_$phase_nb.mhd
  56       mask_ref_in=$mask_dir/mask_inside_$ref_phase_nb.mhd
  57       mask_targ_in=$mask_dir/mask_inside_$phase_nb.mhd
  58       vf_in=$vf_dir/vf_inside_${ref_phase_nb}_$phase_nb.mhd
  59       result_in=$output_dir/result_inside_${ref_phase_nb}_$phase_nb.mhd
  60       log_in=$log_dir/log_inside_${ref_phase_nb}_$phase_nb.log
  61       if [ $use_coeffs = 1 ]; then
  62         init_coeff_in=$coeff_in # empty at first iteration
  63         coeff_in=$vf_dir/coeff_inside_${ref_phase_nb}_$phase_nb.mhd
  64       fi
  65
  66       # outside params
  67       reference_out=$mask_dir/${banded}outside_$ref_phase_nb.mhd
  68       target_out=$mask_dir/${banded}outside_$phase_nb.mhd
  69       mask_ref_out=$mask_dir/mask_outside_$ref_phase_nb.mhd
  70       mask_targ_out=$mask_dir/mask_outside_$phase_nb.mhd
  71       vf_out=$vf_dir/vf_outside_$ref_phase_nb\_$phase_nb.mhd
  72       result_out=$output_dir/result_outside_$ref_phase_nb\_$phase_nb.mhd
  73       log_out=$log_dir/log_outside_${ref_phase_nb}_$phase_nb.log
  74       if [ $use_coeffs = 1 ]; then
  75         init_coeff_out=$coeff_out # empty at first iteration
  76         coeff_out=$vf_dir/coeff_outside_${ref_phase_nb}_$phase_nb.mhd
  77       fi
  78
  79       # registration
  80       if [ "$method" == "blutdir" ]; then
  81         registration_blutdir $reference_in $target_in $mask_ref_in $mask_targ_in $vf_in $result_in $params $log_in $coeff_in
  82         registration_blutdir $reference_out $target_out $mask_ref_out $mask_targ_out $vf_out $result_out $params $log_out $coeff_out
  83       elif [ "$method" == "elastix" ]; then
  84         registration_elastix $reference_in $target_in $mask_ref_in $mask_targ_in $vf_in $result_in $params $log_in
  85         registration_elastix $reference_out $target_out $mask_ref_out $mask_targ_out $vf_out $result_out $params $log_out
  86       fi
  87
  88       motion_mask=$mask_dir/mm_$phase_nb.mhd
  89
  90       # combine in and out results
  91       out_result=$output_dir/result_${ref_phase_nb}_$phase_nb.mhd
  92       clitkCombineImage -i $result_in -j $result_out -m $motion_mask -o $out_result
  93       abort_on_error registration $? clean_up_registration
  94
  95       # combine in and out vf
  96       vf_result=$vf_dir/vf_${ref_phase_nb}_$phase_nb.mhd
  97       clitkCombineImage -i $vf_in -j $vf_out -m $motion_mask -o $vf_result
  98       abort_on_error registration $? clean_up_registration
  99
 100       clitkZeroVF -i $vf_in -o vf_zero.mhd
 101       abort_on_error registration $? clean_up_registration
 102
 103       patient_mask=$mask_dir/patient_mask_$phase_nb.mhd
 104       clitkCombineImage -i $vf_result -j vf_zero.mhd -m $patient_mask -o $vf_result
 105       abort_on_error registration $? clean_up_registration
 106
 107       rm vf_zero.*
 108
 109       # save for later...
 110       vf_ref=$vf_in
 111     fi
 112   done
 113
 114   # create (zero) vf from reference to reference and associated images
 115   vf_in=$vf_dir/vf_inside_${ref_phase_nb}_${ref_phase_nb}.mhd
 116   vf_out=$vf_dir/vf_outside_${ref_phase_nb}_${ref_phase_nb}.mhd
 117   clitkZeroVF -i $vf_ref -o $vf_dir/vf_${ref_phase_nb}_${ref_phase_nb}.mhd
 118   clitkZeroVF -i $vf_ref -o $vf_in
 119   clitkZeroVF -i $vf_ref -o $vf_out
 120   abort_on_error registration $? clean_up_registration
 121
 122   motion_mask=$mask_dir/mm_${ref_phase_nb}.mhd
 123   reference_in=$mask_dir/${banded}inside_${ref_phase_nb}.mhd
 124   reference_out=$mask_dir/${banded}outside_$ref_phase_nb.mhd
 125   out_result=$output_dir/result_${ref_phase_nb}_${ref_phase_nb}.mhd
 126   clitkCombineImage -i $reference_in -j $reference_out -m $motion_mask -o $out_result
 127   abort_on_error registration $? clean_up_registration
 128
 129   # create 4D vf
 130   create_mhd_4D_pattern.sh $vf_dir/vf_${ref_phase_nb}_
 131   create_mhd_4D_pattern.sh $vf_dir/vf_inside_${ref_phase_nb}_
 132   create_mhd_4D_pattern.sh $vf_dir/vf_outside_${ref_phase_nb}_
 133
 134   # create 4D coeffs
 135   create_mhd_4D_pattern.sh $vf_dir/coeff_inside_${ref_phase_nb}_ _0
 136   create_mhd_4D_pattern.sh $vf_dir/coeff_outside_${ref_phase_nb}_ _0
 137
 138   # create 4D result image
 139   create_mhd_4D_pattern.sh $output_dir/result_inside_${ref_phase_nb}_
 140   create_mhd_4D_pattern.sh $output_dir/result_outside_${ref_phase_nb}_
 141   create_mhd_4D_pattern.sh $output_dir/result_${ref_phase_nb}_
 142
 143   echo
 144   echo "-------- Registration done ! --------"
 145   end=`date`
 146   echo "start: $start"
 147   echo "end: $end"
 148   echo
 149 }
 150
 151 midp()
 152 {
 153   echo
 154   echo "----------- Mid-position ------------"
 155   start=`date`
 156   echo "start: $start"
 157   echo
 158
 159   mkdir -p $midp_dir
 160
 161   ########### calculate the midp wrt the reference phase
 162   phase_nb=$ref_phase_nb
 163   echo "Calculating midp_$phase_nb.mhd..."
 164   vf_midp=$midp_dir/vf_midp_$phase_nb.mhd
 165   midp=$midp_dir/midp_$phase_nb.mhd
 166   # average the vf's from reference phase to phase
 167   clitkAverageTemporalDimension -i $vf_dir/vf_${ref_phase_nb}_4D.mhd -o $vf_midp
 168   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 169
 170   # invert the vf (why?)
 171   clitkInvertVF -i $vf_midp -o $vf_midp
 172   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 173
 174   # create the midp by warping the reference phase with the reference vf
 175   clitkWarpImage -i $ref_phase_file -o $midp --vf=$vf_midp -s 1
 176   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 177
 178   ref_vf_midp=$vf_midp
 179   ref_midp=$midp
 180   clitkImageConvert -i $ref_midp -o $ref_midp -t float
 181   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 182
 183   ########### calculate the midp wrt the other phases
 184   for i in $( seq 0 $((${#phase_files[@]} - 1))); do
 185     phase_file=${phase_files[$i]}
 186     phase_nb=${phase_nbs[$i]}
 187     vf_midp=$midp_dir/vf_midp_$phase_nb.mhd
 188     midp=$midp_dir/midp_$phase_nb.mhd
 189
 190     if [ "$phase_nb" != "$ref_phase_nb" ]; then
 191       echo "Calculating midp_$phase_nb.mhd..."
 192       # calculate vf from phase to midp, using the vf from reference phase to midp (-i)
 193       # and the vf from reference phase to phase (-j)
 194       clitkComposeVF -i $ref_vf_midp -j $vf_dir/vf_$ref_phase_nb\_$phase_nb.mhd -o $vf_midp
 195       abort_on_error midp $? clean_up_midp
 196
 197       clitkWarpImage -i $phase_file -o $midp --vf=$vf_midp -s 1
 198       abort_on_error midp $? clean_up_midp
 199
 200       clitkImageConvert -i $midp -o $midp -t float
 201       abort_on_error midp $? clean_up_midp
 202     fi
 203   done
 204
 205   # create 4D midp
 206   create_mhd_4D_pattern.sh $midp_dir/midp_
 207   create_mhd_4D_pattern.sh $midp_dir/vf_midp_
 208
 209   echo "Calculating midp_avg.mhd..."
 210   clitkAverageTemporalDimension -i $midp_dir/midp_4D.mhd -o $midp_dir/midp_avg.mhd
 211   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 212
 213   echo "Calculating midp_med.mhd..."
 214   clitkMedianTemporalDimension -i $midp_dir/midp_4D.mhd -o $midp_dir/midp_med.mhd
 215   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 216
 217   # clean-up
 218   #rm $midp_dir/vf_*
 219
 220   echo
 221   echo "-------- Mid-position done ! --------"
 222   end=`date`
 223   echo "start: $start"
 224   echo "end: $end"
 225   echo
 226 }
 227
 228 midp_in_out()
 229 {
 230   echo
 231   echo "----------- Mid-position ------------"
 232   start=`date`
 233   echo "start: $start"
 234   echo
 235
 236   mkdir -p $midp_dir
 237
 238   ########### calculate the midp wrt the reference phase
 239   phase_nb=$ref_phase_nb
 240   phase_file=$ref_phase_file
 241   echo "Calculating midp_$phase_nb.mhd..."
 242   vf_midp_in=$midp_dir/vf_inside_midp_$phase_nb.mhd
 243   vf_midp_out=$midp_dir/vf_outside_midp_$phase_nb.mhd
 244   coeff_midp_in=$midp_dir/coeff_inside_midp_$phase_nb.mhd
 245   coeff_midp_out=$midp_dir/coeff_outside_midp_$phase_nb.mhd
 246   # average the vf's from reference phase to phase
 247   # clitkAverageTemporalDimension -i $vf_dir/vf_inside_${ref_phase_nb}_4D.mhd -o $vf_midp_in
 248   clitkAverageTemporalDimension -i $vf_dir/coeff_inside_${ref_phase_nb}_4D_0.mhd -o $coeff_midp_in
 249   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 250   # clitkAverageTemporalDimension -i $vf_dir/vf_outside_${ref_phase_nb}_4D.mhd -o $vf_midp_out
 251   clitkAverageTemporalDimension -i $vf_dir/coeff_outside_${ref_phase_nb}_4D_0.mhd -o $coeff_midp_out
 252   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 253
 254   # invert the vf
 255   # clitkInvertVF -i $vf_midp_in -o $vf_midp_in
 256   clitkInvertVF -i $coeff_midp_in -o $vf_midp_in --type 1 --like $ref_phase_file
 257   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 258   # clitkInvertVF -i $vf_midp_out -o $vf_midp_out
 259   clitkInvertVF -i $coeff_midp_out -o $vf_midp_out --type 1 --like $ref_phase_file
 260   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 261
 262   # combine in and out VF's
 263   ref_vf_midp_in=$vf_midp_in
 264   ref_vf_midp_out=$vf_midp_out
 265   vf_midp=$midp_dir/vf_midp_$phase_nb.mhd
 266   clitkCombineImage -i $vf_midp_in -j $vf_midp_out -o $vf_midp -m $mask_dir/mm_$phase_nb.mhd
 267   clitkZeroVF -i $vf_midp -o vf_zero.mhd
 268   clitkCombineImage -i $vf_midp -j vf_zero.mhd -o $vf_midp -m $mask_dir/patient_mask_$phase_nb.mhd
 269
 270   # create the midp by warping the reference phase with the reference vf
 271   midp=$midp_dir/midp_$phase_nb.mhd
 272   clitkWarpImage -i $phase_file -o $midp --vf=$vf_midp -s 1
 273   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 274
 275   clitkImageConvert -i $midp -o $midp -t float
 276   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 277
 278   ########### calculate the midp wrt the other phases
 279   for i in $( seq 0 $((${#phase_files[@]} - 1))); do
 280     phase_file=${phase_files[$i]}
 281     phase_nb=${phase_nbs[$i]}
 282     vf_midp_in=$midp_dir/vf_inside_midp_$phase_nb.mhd
 283     vf_midp_out=$midp_dir/vf_outside_midp_$phase_nb.mhd
 284
 285     if [ "$phase_nb" != "$ref_phase_nb" ]; then
 286       echo "Calculating midp_$phase_nb.mhd..."
 287       # calculate vf from phase to midp, using the vf from reference phase to midp (-i)
 288       # and the vf from reference phase to phase (-j)
 289       clitkComposeVF -i $ref_vf_midp_in -j $vf_dir/vf_inside_$ref_phase_nb\_$phase_nb.mhd -o $vf_midp_in
 290       abort_on_error midp $? clean_up_midp
 291       clitkComposeVF -i $ref_vf_midp_out -j $vf_dir/vf_outside_$ref_phase_nb\_$phase_nb.mhd -o $vf_midp_out
 292       abort_on_error midp $? clean_up_midp
 293
 294       # combine in and out VF's
 295       vf_midp=$midp_dir/vf_midp_$phase_nb.mhd
 296       clitkCombineImage -i $vf_midp_in -j $vf_midp_out -o $vf_midp -m $mask_dir/mm_$phase_nb.mhd
 297       clitkZeroVF -i $vf_midp -o vf_zero.mhd
 298       clitkCombineImage -i $vf_midp -j vf_zero.mhd -o $vf_midp -m $mask_dir/patient_mask_$phase_nb.mhd
 299
 300       midp=$midp_dir/midp_$phase_nb.mhd
 301       clitkWarpImage -i $phase_file -o $midp --vf=$vf_midp -s 1
 302       abort_on_error midp $? clean_up_midp
 303
 304       clitkImageConvert -i $midp -o $midp -t float
 305       abort_on_error midp $? clean_up_midp
 306     fi
 307   done
 308
 309   rm vf_zero.*
 310
 311   # create 4D midp
 312   create_mhd_4D_pattern.sh $midp_dir/midp_
 313   create_mhd_4D_pattern.sh $midp_dir/vf_midp_
 314   create_mhd_4D_pattern.sh $midp_dir/vf_inside_midp_
 315   create_mhd_4D_pattern.sh $midp_dir/vf_outside_midp_
 316
 317   echo "Calculating midp_avg.mhd..."
 318   clitkAverageTemporalDimension -i $midp_dir/midp_4D.mhd -o $midp_dir/midp_avg.mhd
 319   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 320
 321   echo "Calculating midp_med.mhd..."
 322   clitkMedianTemporalDimension -i $midp_dir/midp_4D.mhd -o $midp_dir/midp_med.mhd
 323   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 324
 325   # clean-up
 326   #rm $midp_dir/vf_*
 327
 328   echo
 329   echo "-------- Mid-position done ! --------"
 330   end=`date`
 331   echo "start: $start"
 332   echo "end: $end"
 333   echo
 334 }
 335
 336
 337 ######################### main
 338
 339 if [ $# != 3 ]; then
 340   echo "Usage: create_midP-2.0.sh CT_4D REF_PHASE CONF_FILE"
 341   exit -1
 342 fi
 343
 344 echo
 345 echo "--------------- START ---------------"
 346 begining=`date --rfc-3339=seconds`
 347 # echo "beginning: $begining"
 348 echo
 349
 350 # variable declarations
 351 mhd4d=$1
 352 ref_phase=$2
 353 conf=$3
 354 source $conf
 355
 356 cd `dirname $mhd4d`
 357
 358 mkdir -p $log_dir
 359 mask_dir="MASK-${mask_interpolation_spacing}mm-$mask_interpolation_algorithm"
 360
 361 extract_4d_phases_ref $mhd4d $ref_phase
 362
 363 if [ "$step" == "mask" -o "$step" == "all" ]; then
 364   motion_mask $mhd4d $mask_interpolation_spacing $mask_interpolation_algorithm
 365 fi
 366
 367 if [ "$step" == "registration" -o "$step" == "all" ]; then
 368   registration
 369 fi
 370
 371 midp_combined_vf=0
 372 if [ "$step" == "midp" -o "$step" == "all" ]; then
 373   if [ $midp_combined_vf = 0 ]; then
 374     midp_in_out
 375   else
 376     midp
 377   fi
 378 fi
 379
 380 echo
 381 echo "---------------- END ----------------"
 382 terminating=`date --rfc-3339=seconds`
 383 echo "beginning: $begining"
 384 echo "terminating: $terminating"
 385 echo