src/gdcmOrientation.cxx

   1 /*=========================================================================
   2
   3   Program:   gdcm
   4   Module:    $RCSfile: gdcmOrientation.cxx,v $
   5   Language:  C++
   6   Date:      $Date: 2005/09/13 18:32:54 $
   7   Version:   $Revision: 1.6 $
   8
   9   Copyright (c) CREATIS (Centre de Recherche et d'Applications en Traitement de
  10   l'Image). All rights reserved. See Doc/License.txt or
  11   http://www.creatis.insa-lyon.fr/Public/Gdcm/License.html for details.
  12
  13      This software is distributed WITHOUT ANY WARRANTY; without even
  14      the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR
  15      PURPOSE.  See the above copyright notices for more information.
  16
  17 =========================================================================*/
  18
  19 #include "gdcmOrientation.h"
  20 #include "gdcmFile.h"
  21 #include "gdcmDebug.h"
  22 #include <math.h> // for sqrt
  23
  24 namespace gdcm
  25 {
  26 //--------------------------------------------------------------------
  27 //  THERALYS Algorithm to determine the most similar basic orientation
  28 //
  29 //  Transliterated from original Python code.
  30 //  Kept as close as possible to the original code
  31 //  in order to speed up any further modif of Python code :-(
  32 //-----------------------------------------------------------------------
  33
  34 /**
  35  * \brief  THERALYS' Algorithm to determine the most similar basic orientation
  36  *           (Axial, Coronal, Sagital) of the image
  37  * \note Should be run on the first gdcm::File of a 'coherent' Serie
  38  * @return orientation code
  39  *   #   0 : Not Applicable (neither 0020,0037 Image Orientation Patient
  40  *   #                       nor     0020,0032 Image Position           found)
  41  *   #   1 : Axial
  42  *   #  -1 : Axial invert
  43  *   #   2 : Coronal
  44  *   #  -2 : Coronal invert
  45  *   #   3 : Sagital
  46  *   #  -3 : Sagital invert
  47  *   #   4 : Heart Axial
  48  *   #  -4 : Heart Axial invert
  49  *   #   5 : Heart Coronal
  50  *   #  -5 : Heart Coronal invert
  51  *   #   6 : Heart Sagital
  52  *   #  -6 : Heart Sagital invert
  53  */
  54 double Orientation::TypeOrientation( File *f )
  55 {
  56    float iop[6];
  57    bool succ = f->GetImageOrientationPatient( iop );
  58    if ( !succ )
  59    {
  60       gdcmErrorMacro( "No Image Orientation (0020,0037) found in the file, cannot proceed." )
  61       return 0;
  62    }
  63
  64    vector3D ori1;
  65    vector3D ori2;
  66
  67    ori1.x = iop[0]; ori1.y = iop[1]; ori1.z = iop[2];
  68    ori2.x = iop[3]; ori2.y = iop[4]; ori2.z = iop[5];
  69
  70    // two perpendicular vectors describe one plane
  71    double dicPlane[6][2][3] =
  72    { {  {1,    0,    0   },{0,       1,     0     }  }, // Axial
  73      {  {1,    0,    0   },{0,       0,    -1     }  }, // Coronal
  74      {  {0,    1,    0   },{0,       0,    -1     }  }, // Sagittal
  75      {  { 0.8, 0.5,  0.0 },{-0.1,    0.1 , -0.95  }  }, // Axial - HEART
  76      {  { 0.8, 0.5,  0.0 },{-0.6674, 0.687, 0.1794}  }, // Coronal - HEART
  77      {  {-0.1, 0.1, -0.95},{-0.6674, 0.687, 0.1794}  }  // Sagittal - HEART
  78    };
  79
  80    vector3D refA;
  81    vector3D refB;
  82    int i = 0;
  83    Res res;   // [ <result> , <memory of the last succes calcule> ]
  84    res.first = 0;
  85    res.second = 99999;
  86    for (int numDicPlane=0; numDicPlane<6; numDicPlane++)
  87    {
  88        ++i;
  89        // refA=plane[0]
  90        refA.x = dicPlane[numDicPlane][0][0];
  91        refA.y = dicPlane[numDicPlane][0][1];
  92        refA.z = dicPlane[numDicPlane][0][2];
  93        // refB=plane[1]
  94        refB.x = dicPlane[numDicPlane][1][0];
  95        refB.y = dicPlane[numDicPlane][1][1];
  96        refB.z = dicPlane[numDicPlane][1][2];
  97        res=VerfCriterion(  i, CalculLikelyhood2Vec(refA,refB,ori1,ori2), res );
  98        res=VerfCriterion( -i, CalculLikelyhood2Vec(refB,refA,ori1,ori2), res );
  99    }
 100    return res.first;
 101 /*
 102 //  i=0
 103 //  res=[0,99999]  ## [ <result> , <memory of the last succes calculus> ]
 104 //  for plane in dicPlane:
 105 //      i=i+1
 106 //      refA=plane[0]
 107 //      refB=plane[1]
 108 //      res=self.VerfCriterion(  i , self.CalculLikelyhood2Vec(refA,refB,ori1,ori2) , res )
 109 //      res=self.VerfCriterion( -i , self.CalculLikelyhood2Vec(refB,refA,ori1,ori2) , res )
 110 //  return res[0]
 111 */
 112 }
 113
 114 Res
 115 Orientation::VerfCriterion(int typeCriterion, double criterionNew, Res const &in)
 116 {
 117    Res res;
 118    double criterion = in.second;
 119    if (criterionNew < criterion)
 120    {
 121       res.first  = criterionNew;
 122       res.second = typeCriterion;
 123    }
 124 /*
 125 //   type = res[0]
 126 //   criterion = res[1]
 127 // #     if criterionNew<0.1 and criterionNew<criterion:
 128 //   if criterionNew<criterion:
 129 //      criterion=criterionNew
 130 //      type=typeCriterion
 131 //   return [ type , criterion ]
 132 */
 133    return res;
 134 }
 135
 136 inline double square_dist(vector3D const &v1, vector3D const &v2)
 137 {
 138   double res;
 139   res = (v1.x - v2.x)*(v1.x - v2.x) +
 140         (v1.y - v2.y)*(v1.y - v2.y) +
 141         (v1.z - v2.z)*(v1.z - v2.z);
 142   return res;
 143 }
 144
 145 //------------------------- Purpose : -----------------------------------
 146 //- This function determines the orientation similarity of two planes.
 147 //  Each plane is described by two vectors.
 148 //------------------------- Parameters : --------------------------------
 149 //- <refA>  : - type : vector 3D (double)
 150 //- <refB>  : - type : vector 3D (double)
 151 //            - Description of the first plane
 152 //- <ori1>  : - type : vector 3D (double)
 153 //- <ori2>  : - type : vector 3D (double)
 154 //            - Description of the second plane
 155 //------------------------- Return : ------------------------------------
 156 // double :   0 if the planes are perpendicular. While the difference of
 157 //            the orientation between the planes are big more enlarge is
 158 //            the criterion.
 159 //------------------------- Other : -------------------------------------
 160 // The calculus is based with vectors normalice
 161 double
 162 Orientation::CalculLikelyhood2Vec(vector3D const &refA, vector3D const &refB,
 163                                   vector3D const &ori1, vector3D const &ori2 )
 164 {
 165
 166    vector3D ori3 = ProductVectorial(ori1,ori2);
 167    vector3D refC = ProductVectorial(refA,refB);
 168    double res = square_dist(refC, ori3);
 169
 170    return sqrt(res);
 171 }
 172
 173 //------------------------- Purpose : -----------------------------------
 174 //- Calculus of the poduct vectorial between two vectors 3D
 175 //------------------------- Parameters : --------------------------------
 176 //- <vec1>  : - type : vector 3D (double)
 177 //- <vec2>  : - type : vector 3D (double)
 178 //------------------------- Return : ------------------------------------
 179 // (vec) :    - Vector 3D
 180 //------------------------- Other : -------------------------------------
 181 vector3D
 182 Orientation::ProductVectorial(vector3D const & vec1, vector3D const & vec2)
 183 {
 184    vector3D vec3;
 185    vec3.x =    vec1.y*vec2.z - vec1.z*vec2.y;
 186    vec3.y = -( vec1.x*vec2.z - vec1.z*vec2.x);
 187    vec3.z =    vec1.x*vec2.y - vec1.y*vec2.x;
 188
 189    return vec3;
 190 }
 191
 192 } // end namespace gdcm
 193