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       combine_image $result_in $result_out $out_result $motion_mask
  94       abort_on_error registration $? clean_up_registration
  95
  96       # combine in and out vf
  97       vf_result=$vf_dir/vf_${ref_phase_nb}_$phase_nb.mhd
  98       #clitkCombineImage -i $vf_in -j $vf_out -m $motion_mask -o $vf_result
  99       combine_image $vf_in $vf_out $vf_result $motion_mask
 100       abort_on_error registration $? clean_up_registration
 101
 102       clitkZeroVF -i $vf_in -o vf_zero.mhd
 103       abort_on_error registration $? clean_up_registration
 104
 105       patient_mask=$mask_dir/patient_mask_$phase_nb.mhd
 106       #clitkCombineImage -i $vf_result -j vf_zero.mhd -m $patient_mask -o $vf_result
 107       combine_image $vf_result vf_zero.mhd $vf_result $patient_mask
 108       abort_on_error registration $? clean_up_registration
 109
 110       rm vf_zero.*
 111
 112       # save for later...
 113       vf_ref=$vf_in
 114     fi
 115   done
 116
 117   # create (zero) vf from reference to reference and associated images
 118   vf_in=$vf_dir/vf_inside_${ref_phase_nb}_${ref_phase_nb}.mhd
 119   vf_out=$vf_dir/vf_outside_${ref_phase_nb}_${ref_phase_nb}.mhd
 120   clitkZeroVF -i $vf_ref -o $vf_dir/vf_${ref_phase_nb}_${ref_phase_nb}.mhd
 121   clitkZeroVF -i $vf_ref -o $vf_in
 122   clitkZeroVF -i $vf_ref -o $vf_out
 123   abort_on_error registration $? clean_up_registration
 124
 125   motion_mask=$mask_dir/mm_${ref_phase_nb}.mhd
 126   reference_in=$mask_dir/${banded}inside_${ref_phase_nb}.mhd
 127   reference_out=$mask_dir/${banded}outside_$ref_phase_nb.mhd
 128   out_result=$output_dir/result_${ref_phase_nb}_${ref_phase_nb}.mhd
 129   #clitkCombineImage -i $reference_in -j $reference_out -m $motion_mask -o $out_result
 130   combine_image $reference_in $reference_out $out_result $motion_mask
 131   abort_on_error registration $? clean_up_registration
 132
 133   # create 4D vf
 134   create_mhd_4D_pattern.sh $vf_dir/vf_${ref_phase_nb}_
 135   create_mhd_4D_pattern.sh $vf_dir/vf_inside_${ref_phase_nb}_
 136   create_mhd_4D_pattern.sh $vf_dir/vf_outside_${ref_phase_nb}_
 137
 138   # create 4D coeffs
 139   create_mhd_4D_pattern.sh $vf_dir/coeff_inside_${ref_phase_nb}_ _0
 140   create_mhd_4D_pattern.sh $vf_dir/coeff_outside_${ref_phase_nb}_ _0
 141
 142   # create 4D result image
 143   create_mhd_4D_pattern.sh $output_dir/result_inside_${ref_phase_nb}_
 144   create_mhd_4D_pattern.sh $output_dir/result_outside_${ref_phase_nb}_
 145   create_mhd_4D_pattern.sh $output_dir/result_${ref_phase_nb}_
 146
 147   echo
 148   echo "-------- Registration done ! --------"
 149   end=`date`
 150   echo "start: $start"
 151   echo "end: $end"
 152   echo
 153 }
 154
 155 midp()
 156 {
 157   echo
 158   echo "----------- Mid-position ------------"
 159   start=`date`
 160   echo "start: $start"
 161   echo
 162
 163   mkdir -p $midp_dir
 164
 165   ########### calculate the midp wrt the reference phase
 166   phase_nb=$ref_phase_nb
 167   echo "Calculating midp_$phase_nb.mhd..."
 168   vf_midp=$midp_dir/vf_midp_$phase_nb.mhd
 169   midp=$midp_dir/midp_$phase_nb.mhd
 170   # average the vf's from reference phase to phase
 171   #clitkAverageTemporalDimension -i $vf_dir/vf_${ref_phase_nb}_4D.mhd -o $vf_midp
 172   average_temporal_dimension $vf_dir/vf_${ref_phase_nb}_4D.mhd $vf_midp
 173   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 174
 175   # invert the vf (why?)
 176   clitkInvertVF -i $vf_midp -o $vf_midp
 177   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 178
 179   # create the midp by warping the reference phase with the reference vf
 180   clitkWarpImage -i $ref_phase_file -o $midp --vf=$vf_midp -s 1
 181   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 182
 183   ref_vf_midp=$vf_midp
 184   ref_midp=$midp
 185   clitkImageConvert -i $ref_midp -o $ref_midp -t float
 186   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 187
 188   ########### calculate the midp wrt the other phases
 189   for i in $( seq 0 $((${#phase_files[@]} - 1))); do
 190     phase_file=${phase_files[$i]}
 191     phase_nb=${phase_nbs[$i]}
 192     vf_midp=$midp_dir/vf_midp_$phase_nb.mhd
 193     midp=$midp_dir/midp_$phase_nb.mhd
 194
 195     if [ "$phase_nb" != "$ref_phase_nb" ]; then
 196       echo "Calculating midp_$phase_nb.mhd..."
 197       # calculate vf from phase to midp, using the vf from reference phase to midp (-i)
 198       # and the vf from reference phase to phase (-j)
 199       clitkComposeVF -i $ref_vf_midp -j $vf_dir/vf_$ref_phase_nb\_$phase_nb.mhd -o $vf_midp
 200       abort_on_error midp $? clean_up_midp
 201
 202       clitkWarpImage -i $phase_file -o $midp --vf=$vf_midp -s 1
 203       abort_on_error midp $? clean_up_midp
 204
 205       clitkImageConvert -i $midp -o $midp -t float
 206       abort_on_error midp $? clean_up_midp
 207     fi
 208   done
 209
 210   # create 4D midp
 211   create_mhd_4D_pattern.sh $midp_dir/midp_
 212   create_mhd_4D_pattern.sh $midp_dir/vf_midp_
 213
 214   echo "Calculating midp_avg.mhd..."
 215   #clitkAverageTemporalDimension -i $midp_dir/midp_4D.mhd -o $midp_dir/midp_avg.mhd
 216   average_temporal_dimension $midp_dir/midp_4D.mhd $midp_dir/midp_avg.mhd
 217   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 218
 219   echo "Calculating midp_med.mhd..."
 220   clitkMedianTemporalDimension -i $midp_dir/midp_4D.mhd -o $midp_dir/midp_med.mhd
 221   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 222
 223   # clean-up
 224   #rm $midp_dir/vf_*
 225
 226   echo
 227   echo "-------- Mid-position done ! --------"
 228   end=`date`
 229   echo "start: $start"
 230   echo "end: $end"
 231   echo
 232 }
 233
 234 midp_in_out()
 235 {
 236   echo
 237   echo "----------- Mid-position ------------"
 238   start=`date`
 239   echo "start: $start"
 240   echo
 241
 242   mkdir -p $midp_dir
 243
 244   ########### calculate the midp wrt the reference phase
 245   phase_nb=$ref_phase_nb
 246   phase_file=$ref_phase_file
 247   echo "Calculating midp_$phase_nb.mhd..."
 248   vf_midp_in=$midp_dir/vf_inside_midp_$phase_nb.mhd
 249   vf_midp_out=$midp_dir/vf_outside_midp_$phase_nb.mhd
 250   coeff_midp_in=$midp_dir/coeff_inside_midp_$phase_nb.mhd
 251   coeff_midp_out=$midp_dir/coeff_outside_midp_$phase_nb.mhd
 252   # average the vf's from reference phase to phase
 253   # clitkAverageTemporalDimension -i $vf_dir/vf_inside_${ref_phase_nb}_4D.mhd -o $vf_midp_in
 254   #clitkAverageTemporalDimension -i $vf_dir/coeff_inside_${ref_phase_nb}_4D_0.mhd -o $coeff_midp_in
 255   average_temporal_dimension $vf_dir/coeff_inside_${ref_phase_nb}_4D_0.mhd $coeff_midp_in
 256   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 257   # clitkAverageTemporalDimension -i $vf_dir/vf_outside_${ref_phase_nb}_4D.mhd -o $vf_midp_out
 258   #clitkAverageTemporalDimension -i $vf_dir/coeff_outside_${ref_phase_nb}_4D_0.mhd -o $coeff_midp_out
 259   average_temporal_dimension $vf_dir/coeff_outside_${ref_phase_nb}_4D_0.mhd $coeff_midp_out
 260   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 261
 262   # invert the vf
 263   # clitkInvertVF -i $vf_midp_in -o $vf_midp_in
 264   clitkInvertVF -i $coeff_midp_in -o $vf_midp_in --type 1 --like $ref_phase_file
 265   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 266   # clitkInvertVF -i $vf_midp_out -o $vf_midp_out
 267   clitkInvertVF -i $coeff_midp_out -o $vf_midp_out --type 1 --like $ref_phase_file
 268   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 269
 270   # combine in and out VF's
 271   ref_vf_midp_in=$vf_midp_in
 272   ref_vf_midp_out=$vf_midp_out
 273   vf_midp=$midp_dir/vf_midp_$phase_nb.mhd
 274   #clitkCombineImage -i $vf_midp_in -j $vf_midp_out -o $vf_midp -m $mask_dir/mm_$phase_nb.mhd
 275   combine_image $vf_midp_in $vf_midp_out $vf_midp $mask_dir/mm_$phase_nb.mhd
 276   clitkZeroVF -i $vf_midp -o vf_zero.mhd
 277   #clitkCombineImage -i $vf_midp -j vf_zero.mhd -o $vf_midp -m $mask_dir/patient_mask_$phase_nb.mhd
 278   combine_image $vf_midp vf_zero.mhd $vf_midp $mask_dir/patient_mask_$phase_nb.mhd
 279
 280   # create the midp by warping the reference phase with the reference vf
 281   midp=$midp_dir/midp_$phase_nb.mhd
 282   clitkWarpImage -i $phase_file -o $midp --vf=$vf_midp -s 1
 283   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 284
 285   clitkImageConvert -i $midp -o $midp -t float
 286   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 287
 288   ########### calculate the midp wrt the other phases
 289   for i in $( seq 0 $((${#phase_files[@]} - 1))); do
 290     phase_file=${phase_files[$i]}
 291     phase_nb=${phase_nbs[$i]}
 292     vf_midp_in=$midp_dir/vf_inside_midp_$phase_nb.mhd
 293     vf_midp_out=$midp_dir/vf_outside_midp_$phase_nb.mhd
 294
 295     if [ "$phase_nb" != "$ref_phase_nb" ]; then
 296       echo "Calculating midp_$phase_nb.mhd..."
 297       # calculate vf from phase to midp, using the vf from reference phase to midp (-i)
 298       # and the vf from reference phase to phase (-j)
 299       clitkComposeVF -i $ref_vf_midp_in -j $vf_dir/vf_inside_$ref_phase_nb\_$phase_nb.mhd -o $vf_midp_in
 300       abort_on_error midp $? clean_up_midp
 301       clitkComposeVF -i $ref_vf_midp_out -j $vf_dir/vf_outside_$ref_phase_nb\_$phase_nb.mhd -o $vf_midp_out
 302       abort_on_error midp $? clean_up_midp
 303
 304       # combine in and out VF's
 305       vf_midp=$midp_dir/vf_midp_$phase_nb.mhd
 306       #clitkCombineImage -i $vf_midp_in -j $vf_midp_out -o $vf_midp -m $mask_dir/mm_$phase_nb.mhd
 307       combine_image $vf_midp_in $vf_midp_out $vf_midp $mask_dir/mm_$phase_nb.mhd
 308       clitkZeroVF -i $vf_midp -o vf_zero.mhd
 309       #clitkCombineImage -i $vf_midp -j vf_zero.mhd -o $vf_midp -m $mask_dir/patient_mask_$phase_nb.mhd
 310       combine_image $vf_midp vf_zero.mhd $vf_midp $mask_dir/patient_mask_$phase_nb.mhd
 311
 312       midp=$midp_dir/midp_$phase_nb.mhd
 313       clitkWarpImage -i $phase_file -o $midp --vf=$vf_midp -s 1
 314       abort_on_error midp $? clean_up_midp
 315
 316       clitkImageConvert -i $midp -o $midp -t float
 317       abort_on_error midp $? clean_up_midp
 318     fi
 319   done
 320
 321   rm vf_zero.*
 322
 323   # create 4D midp
 324   create_mhd_4D_pattern.sh $midp_dir/midp_
 325   create_mhd_4D_pattern.sh $midp_dir/vf_midp_
 326   create_mhd_4D_pattern.sh $midp_dir/vf_inside_midp_
 327   create_mhd_4D_pattern.sh $midp_dir/vf_outside_midp_
 328
 329   echo "Calculating midp_avg.mhd..."
 330   #clitkAverageTemporalDimension -i $midp_dir/midp_4D.mhd -o $midp_dir/midp_avg.mhd
 331   average_temporal_dimension $midp_dir/midp_4D.mhd $midp_dir/midp_avg.mhd
 332   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 333
 334   echo "Calculating midp_med.mhd..."
 335   clitkMedianTemporalDimension -i $midp_dir/midp_4D.mhd -o $midp_dir/midp_med.mhd
 336   abort_on_error midp $? clean_up_midp
 337
 338   # clean-up
 339   #rm $midp_dir/vf_*
 340
 341   echo
 342   echo "-------- Mid-position done ! --------"
 343   end=`date`
 344   echo "start: $start"
 345   echo "end: $end"
 346   echo
 347 }
 348
 349
 350 ######################### main
 351
 352 if [ $# != 3 ]; then
 353   echo "Usage: create_midP-2.0.sh CT_4D REF_PHASE CONF_FILE"
 354   exit -1
 355 fi
 356
 357 echo
 358 echo "--------------- START ---------------"
 359 begining=`date --rfc-3339=seconds`
 360 # echo "beginning: $begining"
 361 echo
 362
 363 # variable declarations
 364 mhd4d=$1
 365 ref_phase=$2
 366 conf=$3
 367 source $conf
 368
 369 cd `dirname $mhd4d`
 370
 371 mkdir -p $log_dir
 372 mask_dir="MASK-${mask_interpolation_spacing}mm-$mask_interpolation_algorithm"
 373
 374 extract_4d_phases_ref $mhd4d $ref_phase
 375
 376 if [ "$step" == "mask" -o "$step" == "all" ]; then
 377   motion_mask $mhd4d $mask_interpolation_spacing $mask_interpolation_algorithm
 378 fi
 379
 380 if [ "$step" == "registration" -o "$step" == "all" ]; then
 381   registration
 382 fi
 383
 384 midp_combined_vf=0
 385 if [ "$step" == "midp" -o "$step" == "all" ]; then
 386   if [ $midp_combined_vf = 0 ]; then
 387     midp_in_out
 388   else
 389     midp
 390   fi
 391 fi
 392
 393 echo
 394 echo "---------------- END ----------------"
 395 terminating=`date --rfc-3339=seconds`
 396 echo "beginning: $begining"
 397 echo "terminating: $terminating"
 398 echo