]> Creatis software - gdcm.git/blob - src/gdcmlib.h
7c16dba9a8cf3442fe7c5f9f7a56a2da2e921e35
[gdcm.git] / src / gdcmlib.h
1 // gdcmlib Intro:  
2 // * gdcmlib is a library dedicated to reading and writing dicom files.
3 // * LGPL for the license
4 // * lightweigth as opposed to CTN or DCMTK wich come bundled which try
5 //   to implement the full DICOM standard (networking...). gdcmlib concentrates
6 //   on reading and 
7 // * Formats: this lib should be able to read ACR-NEMA v1 and v2, Dicom v3 (as
8 //   stated in part10). [cf dcmtk/dcmdata/docs/datadict.txt]
9 // * Targeted plateforms: Un*xes and Win32/VC++6.0
10
11 #include <string>
12 #include <stddef.h>    // For size_t
13 #include <glib.h>
14 #include <stdio.h>
15
16 // The requirement for the hash table (or map) that we shall use:
17 // 1/ First, next, last (iterators)
18 // 2/ should be sortable (i.e. sorted by TagKey). This condition
19 //    shall be droped since the Win32/VC++ implementation doesn't look
20 //    a sorted one. Pffff....
21 // 3/ Make sure we can setup some default size value, which should be
22 //    around 4500 entries which is the average dictionary size (said JPR)
23 #include <map>
24
25
26 // Tag based hash tables.
27 // We shall use as keys the strings (as the C++ type) obtained by
28 // concatenating the group value and the element value (both of type
29 // unsigned 16 bit integers in Dicom) expressed in hexadecimal.
30 // Example: consider the tag given as (group, element) = (0x0010, 0x0010).
31 // Then the corresponding TagKey shall be the string 0010|0010 (where
32 // the | (pipe symbol) acts as a separator). Refer to 
33 // gdcmDictEntry::TranslateToKey for this conversion function.
34 typedef string TagKey;
35
36 class gdcmDictEntry {
37 private:
38         guint16 group;    // e.g. 0x0010
39         guint16 element;  // e.g. 0x0010
40         string  vr;       // Value Representation i.e. some clue about the nature
41                           // of the data represented e.g. "FD" short for
42                           // "Floating Point Double"
43         // CLEAN ME: find the official dicom name for this field !
44         string  fourth;   // Fourth field containing some semantics.
45         string  name;     // e.g. "Patient_Name"
46         TagKey  key;      // This is redundant zith (group, element) but we add
47                           // on efficiency purposes.
48         // DCMTK has many fields for handling a DictEntry (see below). What are the
49         // relevant ones for gdcmlib ?
50         //      struct DBI_SimpleEntry {
51         //         Uint16 group;
52         //         Uint16 element;
53         //         Uint16 upperGroup;
54         //         Uint16 upperElement;
55         //         DcmEVR evr;
56         //         const char* tagName;
57         //         int vmMin;
58         //         int vmMax;
59         //         const char* standardVersion;
60         //         DcmDictRangeRestriction groupRestriction;
61         //         DcmDictRangeRestriction elementRestriction;
62         //       };
63 public:
64         //CLEANME gdcmDictEntry();
65         gdcmDictEntry(guint16 group, guint16 element,
66                       string vr, string fourth, string vr);
67         static TagKey TranslateToKey(guint16 group, guint16 element);
68         guint16 GetGroup(void)  { return group;};
69         guint16 GetElement(void){return element;};
70         string  GetVR(void)     {return vr; };
71         void    SetVR(string in){vr = in; };
72         string  GetFourth(void) {return fourth;};
73         string  GetName(void)   {return name;};
74         string  GetKey(void)    {return key;};
75 };
76   
77 typedef map<TagKey, gdcmDictEntry*> TagHT;
78
79 // A single DICOM dictionary i.e. a container for a collection of dictionary
80 // entries. There should be a single public dictionary (THE dictionary of
81 // the actual DICOM v3) but as many shadow dictionaries as imagers 
82 // combined with all software versions...
83 class gdcmDict {
84         string name;
85         string filename;
86         TagHT entries;
87 public:
88         gdcmDict();
89         gdcmDict(char *FileName);   // Read Dict from disk
90         int AppendEntry(gdcmDictEntry* NewEntry);
91         gdcmDictEntry * GetTag(guint32 group, guint32 element);
92         void Print(ostream&);
93 };
94
95 // Container for managing a set of loaded dictionaries. Sharing dictionaries
96 // should avoid :
97 // * reloading an allready loaded dictionary.
98 // * having many in memory representations of the same dictionary.
99 #define PUBDICTNAME     "DicomV3Dict"
100 #define PUBDICTFILENAME "../Dicts/dicomV3.dic"
101 typedef string DictKey;
102 typedef map<DictKey, gdcmDict*> DictSetHT;
103 class gdcmDictSet {
104 private:
105         DictSetHT dicts;
106         int AppendDict(gdcmDict* NewDict);
107 public:
108         gdcmDictSet(void);    // loads THE DICOM v3 dictionary
109         int LoadDictFromFile(string filename);
110 ///// QUESTION: the following function might not be thread safe !? Maybe
111 /////           we need some mutex here, to avoid concurent creation of
112 /////           the same dictionary !?!?!
113         int LoadDictFromName(string filename);
114         int LoadDictFromFile(char*, DictKey);
115         int LoadAllDictFromDirectory(string DirectoryName);
116         int LoadDicomV3Dict(void);
117         string* GetAllDictNames();
118         void Print(ostream&);
119         gdcmDict* GetDict(DictKey DictName);
120         gdcmDict* GetDefaultPublicDict(void);
121 };
122
123 // The dicom header of a Dicom file contains a set of such ELement VALUES
124 // (when successfuly parsed against a given Dicom dictionary)
125 class ElValue {
126 private:
127         gdcmDictEntry *entry;
128         guint32 LgrElem;
129         // Might prove of some interest (see _ID_DCM_ELEM)
130         // int Swap;
131 public:
132         string  value;     // used to be char * valeurElem
133         size_t Offset;     // Offset from the begining of file for direct user access
134         ElValue(gdcmDictEntry*);
135         void   SetVR(string);
136         string GetVR(void);
137         void SetLength(guint32 l){LgrElem = l; };
138         void SetValue(string val){ value = val; };
139         void SetOffset(size_t of){ Offset = of; };
140         string  GetValue(void)   { return value; };
141         guint32 GetLength(void) { return LgrElem; };
142         size_t  GetOffset(void)  { return Offset; };
143         guint16 GetGroup(void)   { return entry->GetGroup(); };
144         guint16 GetElement(void) { return entry->GetElement(); };
145         string  GetKey(void)     { return entry->GetKey(); };
146         string  GetName(void)    { return entry->GetName();};
147 };
148
149 typedef map<TagKey, ElValue*> TagElValueHT;
150 typedef map<string, ElValue*> TagElValueNameHT;
151 // Container for a set of succefully parsed ElValues.
152 class ElValSet {
153         // We need both accesses with a TagKey and the Dicentry.Name
154         TagElValueHT tagHt;
155         TagElValueNameHT NameHt;
156 public:
157         void Add(ElValue*);
158         void Print(ostream &);
159         void PrintByName(ostream &);
160         string GetElValue(guint32 group, guint32 element);
161         string GetElValue(string);
162 };
163
164 // The various entries of the explicit value representation (VR) shall
165 // be managed within a dictionary. 
166 typedef string VRKey;
167 typedef string VRAtr;
168 typedef map<TagKey, VRAtr> VRHT;    // Value Representation Hash Table
169
170 // The typical usage of objects of this class is to classify a set of
171 // dicom files according to header information e.g. to create a file hierachy
172 // reflecting the Patient/Study/Serie informations, or extracting a given
173 // SerieId. Accesing the content (image[s] or volume[s]) is beyond the
174 // functionality of this class (see dmcFile below).
175 // Notes:
176 // * the gdcmHeader::Set*Tag* family members cannot be defined as protected
177 //   (Swig limitations for as Has_a dependency between gdcmFile and gdcmHeader)
178 class gdcmHeader {      
179 //FIXME sw should be qn EndianType !!!
180         //enum EndianType {
181                 //LittleEndian, 
182                 //BadLittleEndian,
183                 //BigEndian, 
184                 //BadBigEndian};
185 private:
186         // All instances share the same valur representation dictionary
187         static VRHT *dicom_vr;
188         static gdcmDictSet* Dicts;  // Global dictionary container
189         gdcmDict* RefPubDict;       // Public Dictionary
190         gdcmDict* RefShaDict;       // Shadow Dictionary (optional)
191         ElValSet PubElVals;     // Element Values parsed with Public Dictionary
192         ElValSet ShaElVals;     // Element Values parsed with Shadow Dictionary
193         // In order to inspect/navigate through the file
194         string filename;
195         FILE * fp;
196         // The tag Image Location ((0028,0200) containing the adress of
197         // the pixels) is not allways present. When we store this information
198         // FIXME
199         // outside of the elements:
200         guint16 grPixel;
201         guint16 numPixel;
202         bool PixelsTrouves;
203         bool grPixelTrouve;
204         size_t PixelPosition;
205         int sw;
206
207         void Initialise(void);
208         void CheckSwap(void);
209         void FindLength(ElValue *);
210         void FindVR(ElValue *);
211         guint32 SwapLong(guint32);
212         short int SwapShort(short int);
213         void InitVRDict(void);
214         ElValue * ReadNextElement(void);
215         gdcmDictEntry * IsInDicts(guint32, guint32);
216         void SetAsidePixelData(ElValue*);
217 protected:
218         enum FileType {
219                 Unknown = 0,
220                 TrueDicom,
221                 ExplicitVR,
222                 ImplicitVR,
223                 ACR,
224                 ACR_LIBIDO};
225         FileType filetype;
226 ///// QUESTION: Maybe Print is a better name than write !?
227         int write(ostream&);   
228 ///// QUESTION: Maybe anonymize should be a friend function !?!?
229 /////           See below for an example of how anonymize might be implemented.
230         int anonymize(ostream&);
231 public:
232         bool IsAnInteger(guint16, guint16, string, guint32);
233         virtual void BuildHeader(void);
234         gdcmHeader(char* filename);
235         virtual ~gdcmHeader();
236
237         int SetPubDict(string filename);
238         // When some proprietary shadow groups are disclosed, whe can set
239         // up an additional specific dictionary to access extra information.
240         int SetShaDict(string filename);
241
242         // Retrieve all potentially available tag [tag = (group, element)] names
243         // from the standard (or public) dictionary (hence static). Typical usage:
244         // enable the user of a GUI based interface to select his favorite fields
245         // for sorting or selection.
246         string* GetPubTagNames();
247         // Get the element values themselves:
248         string GetPubElValByName(string TagName);
249         string GetPubElValByNumber(guint16 group, guint16 element);
250         // Get the element value representation: (VR) might be needed by caller
251         // to convert the string typed content to caller's native type (think
252         // of C/C++ vs Python).
253         string GetPubElValRepByName(string TagName);
254         string GetPubElValRepByNumber(guint16 group, guint16 element);
255         void   PrintPubElVal(ostream &);
256         void   PrintPubDict(ostream &);
257           
258         // Same thing with the shadow :
259         string* GetShaTagNames(); 
260         string GetShaElValByName(string TagName);
261         string GetShaElValByNumber(guint16 group, guint16 element);
262         string GetShaElValRepByName(string TagName);
263         string GetShaElValRepByNumber(guint16 group, guint16 element);
264
265         // Wrappers of the above (both public and shadow) to avoid bugging the
266         // caller with knowing if ElVal is from the public or shadow dictionary.
267         string GetElValByName(string TagName);
268         string GetElValByNumber(guint16 group, guint16 element);
269         string GetElValRepByName(string TagName);
270         string GetElValRepByNumber(guint16 group, guint16 element);
271
272         int SetPubElValByName(string content, string TagName);
273         int SetPubElValByNumber(string content, guint16 group, guint16 element);
274         int SetShaElValByName(string content, string ShadowTagName);
275         int SetShaElValByNumber(string content, guint16 group, guint16 element);
276
277         int GetSwapCode();
278 };
279
280 // In addition to Dicom header exploration, this class is designed
281 // for accessing the image/volume content. One can also use it to
282 // write Dicom files.
283 ////// QUESTION: this looks still like an open question wether the
284 //////           relationship between a gdcmFile and gdcmHeader is of
285 //////           type IS_A or HAS_A !
286 class gdcmFile: gdcmHeader
287 {
288 private:
289         void* Data;
290         int Parsed;                             // weather allready parsed
291         string OrigFileName;    // To avoid file overwrite
292 public:
293         // Constructor dedicated to writing a new DICOMV3 part10 compliant
294         // file (see SetFileName, SetDcmTag and Write)
295         gdcmFile();
296         // Opens (in read only and when possible) an existing file and checks
297         // for DICOM compliance. Returns NULL on failure.
298         // Note: the in-memory representation of all available tags found in
299         //    the DICOM header is post-poned to first header information access.
300         //    This avoid a double parsing of public part of the header when
301         //    one sets an a posteriori shadow dictionary (efficiency can be
302         //    seen a a side effect).
303         gdcmFile(string & filename);
304         // For promotion (performs a deepcopy of pointed header object)
305         gdcmFile(gdcmHeader* header);
306         ~gdcmFile();
307
308         // On writing purposes. When instance was created through
309         // gdcmFile(string filename) then the filename argument MUST be different
310         // from the constructor's one (no overwriting aloud).
311         int SetFileName(string filename);
312
313         // Allocates necessary memory, copies the data (image[s]/volume[s]) to
314         // newly allocated zone and return a pointer to it:
315         void * GetImageData();
316         // Returns size (in bytes) of required memory to contain data
317         // represented in this file.
318         size_t GetImageDataSize();
319         // Copies (at most MaxSize bytes) of data to caller's memory space.
320         // Returns an error code on failure (if MaxSize is not big enough)
321         int PutImageDataHere(void* destination, size_t MaxSize );
322         // Allocates ExpectedSize bytes of memory at this->Data and copies the
323         // pointed data to it.
324         int SetImageData(void * Data, size_t ExpectedSize);
325         // Push to disk.
326         int Write();
327 };
328
329 //class gdcmSerie : gdcmFile;
330 //class gdcmMultiFrame : gdcmFile;
331
332 //
333 //Examples:
334 // * gdcmFile WriteDicom;
335 //   WriteDicom.SetFileName("MyDicomFile.dcm");
336 //      string * AllTags = gdcmHeader.GetDcmTagNames();
337 //   WriteDicom.SetDcmTag(AllTags[5], "253");
338 //   WriteDicom.SetDcmTag("Patient Name", "bozo");
339 //   WriteDicom.SetDcmTag("Patient Name", "bozo");
340 //      WriteDicom.SetImageData(Image);
341 //   WriteDicom.Write();
342 //
343 //
344 //   Anonymize(ostream& output) {
345 //   a = gdcmFile("toto1");
346 //   a.SetPubValueByName("Patient Name", "");
347 //   a.SetPubValueByName("Date", "");
348 //   a.SetPubValueByName("Study Date", "");
349 //   a.write(output);
350 //   }