]> Creatis software - gdcm.git/blob - src/gdcmlib.h
a923f4c8a8fac2d1b0a082e9d08534281d3fecb6
[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 // Tag based hash tables.
26 // We shall use as keys the strings (as the C++ type) obtained by
27 // concatenating the group value and the element value (both of type
28 // unsigned 16 bit integers in Dicom) expressed in hexadecimal.
29 // Example: consider the tag given as (group, element) = (0x0010, 0x0010).
30 // Then the corresponding TagKey shall be the string 00100010 (or maybe
31 // 0x00100x0010, we need some checks here).
32 typedef string TagKey;
33 typedef map<TagKey, char*> TagHT;
34
35
36 class DictEntry {
37 private:
38 ////// QUESTION: it is not sure that we need to store the group and
39 //////           and the element within a DictEntry. What is the point
40 //////           of storing the equivalent of a TagKey within the information
41 //////           accessed through that TagKey !?
42         guint16 group;    // e.g. 0x0010
43         guint16 element;  // e.g. 0x0010
44         string  name;     // e.g. "Patient_Name"
45         string  ValRep;   // Value Representation i.e. some clue about the nature
46                           // of the data represented e.g. "FD" short for
47                           // "Floating Point Double"
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         DictEntry();
65         DictEntry(guint16 group, guint16 element, string  name, string  VR);
66         void   SetVR(string);
67         string GetVR(void);
68         guint16 GetGroup(void)   { return group;};
69         guint16 GetElement(void) {return element;};
70 };
71
72 // A single DICOM dictionary i.e. a container for a collection of dictionary
73 // entries. There should be a single public dictionary (THE dictionary of
74 // the actual DICOM v3) but as many shadow dictionaries as imagers 
75 // combined with all software versions...
76 class Dict {
77         string name;
78         string filename;
79         TagHT entries;
80 public:
81         Dict();
82         Dict(string filename);   // Read Dict from disk
83         int AppendEntry(DictEntry* NewEntry);
84         DictEntry * GetTag(guint32, guint32);  // Is this tag in this Dict ?
85 };
86
87 // Container for managing a set of loaded dictionaries. Sharing dictionaries
88 // should avoid :
89 // * reloading an allready loaded dictionary.
90 // * having many in memory representations of the same dictionary.
91 typedef int DictId;
92 class DictSet {
93 private:
94         map<DictId, Dict*> dicts;
95         int AppendDict(Dict* NewDict);
96 public:
97         DictSet();    // Default constructor loads THE DICOM v3 dictionary
98         int LoadDictFromFile(string filename);
99 ///// QUESTION: the following function might not be thread safe !? Maybe
100 /////           we need some mutex here, to avoid concurent creation of
101 /////           the same dictionary !?!?!
102         int LoadDictFromName(string filename);
103         int LoadAllDictFromDirectory(string directorynanme);
104         string* GetAllDictNames();
105         Dict* GetDict(string DictName);
106 };
107
108 // The dicom header of a Dicom file contains a set of such ELement VALUES
109 // (when successfuly parsed against a given Dicom dictionary)
110 class ElValue {
111 private:
112         DictEntry *entry;
113         guint32 LgrLueElem; // Longueur Lue
114         // Might prove of some interest (see _ID_DCM_ELEM)
115         // int Swap;
116 public:
117         guint32 LgrElem;   // FIXME probably for bad reasons at parse time !
118         string  value;     // used to be char * valeurElem
119         size_t Offset;     // Offset from the begining of file for direct user access
120         ElValue(DictEntry*);
121         void SetVR(string);
122         void SetLgrLue(guint32);
123         guint16 GetGroup(void)   { return entry->GetGroup(); };
124         guint16 GetElement(void) { return entry->GetElement(); };
125         guint32 GetLgrElem(void) { return LgrElem; };
126         void SetValue(string val) { value = val; };
127 };
128
129 // Container for a set of succefully parsed ElValues.
130 typedef map<TagKey, char*> TagHT;
131 class ElValSet {
132         // We need both accesses with a TagKey and the Dicentry.Name
133 ////// QUESTION: this leads to a double storage of a single ElValue
134         map<TagKey, ElValue> tagHt;
135         map<string, ElValue> NameHt;
136 public:
137         int Add(ElValue);
138 };
139
140 // The various entries of the explicit value representation (VR) shall
141 // be managed within a dictionary. 
142 typedef string VRKey;
143 typedef string VRAtr;
144 typedef map<TagKey, VRAtr> VRHT;    // Value Representation Hash Table
145
146 // The typical usage of objects of this class is to classify a set of
147 // dicom files according to header information e.g. to create a file hierachy
148 // reflecting the Patient/Study/Serie informations, or extracting a given
149 // SerieId. Accesing the content (image[s] or volume[s]) is beyond the
150 // functionality of this class (see dmcFile below).
151 // Notes:
152 // * the gdcmHeader::Set*Tag* family members cannot be defined as protected
153 //   (Swig limitations for as Has_a dependency between gdcmFile and gdcmHeader)
154 class gdcmHeader {      
155         //enum EndianType {
156                 //LittleEndian, 
157                 //BadLittleEndian,
158                 //BigEndian, 
159                 //BadBigEndian};
160         enum FileType {
161                 Unknown = 0,
162                 TrueDicom,
163                 ExplicitVR,
164                 ImplicitVR,
165                 ACR,
166                 ACR_LIBIDO};
167 private:
168         // All instances share the same valur representation dictionary
169         static VRHT *dicom_vr;
170         static DictSet* Dicts;  // Global dictionary container
171         Dict* RefPubDict;       // Public Dictionary
172         Dict* RefShaDict;       // Shadow Dictionary (optional)
173         ElValSet PubElVals;     // Element Values parsed with Public Dictionary
174         ElValSet ShaElVals;     // Element Values parsed with Shadow Dictionary
175         FileType filetype;
176         // In order to inspect/navigate through the file
177         size_t taille_fich;
178         FILE * fp;
179         size_t offsetCourant;
180         // The tag Image Location ((0028,0200) containing the adress of
181         // the pixels) is not allways present. When we store this information
182         // FIXME
183         // outside of the elements:
184         guint16 grPixel;
185         guint16 numPixel;
186         bool PixelsTrouves;
187         bool grPixelTrouve;
188         size_t PixelPosition;
189         int sw;
190         void CheckSwap(void);
191         void setAcrLibido(void);
192         long int RecupLgr(ElValue *, int *);
193         guint32 SWAP_LONG(guint32);
194         short int SWAP_SHORT(short int);
195         void InitVRDict(void);
196         ElValue * ReadNextElement(void);
197         DictEntry * IsInDicts(guint32, guint32);
198         void SetAsidePixelData(ElValue*);
199 protected:
200 ///// QUESTION: Maybe Print is a better name than write !?
201         int write(ostream&);   
202 ///// QUESTION: Maybe anonymize should be a friend function !?!?
203 /////           See below for an example of how anonymize might be implemented.
204         int anonymize(ostream&);
205 public:
206         gdcmHeader();
207         gdcmHeader(string filename);
208         ~gdcmHeader();
209
210         int SetPubDict(string filename);
211         // When some proprietary shadow groups are disclosed, whe can set
212         // up an additional specific dictionary to access extra information.
213         int SetShaDict(string filename);
214
215         // Retrieve all potentially available tag [tag = (group, element)] names
216         // from the standard (or public) dictionary (hence static). Typical usage:
217         // enable the user of a GUI based interface to select his favorite fields
218         // for sorting or selection.
219         string* GetPubTagNames();
220         // Get the element values themselves:
221         string GetPubElValByName(string TagName);
222         string GetPubElValByNumber(guint16 group, guint16 element);
223         // Get the element value representation: (VR) might be needed by caller
224         // to convert the string typed content to caller's native type (think
225         // of C/C++ vs Python).
226         string GetPubElValRepByName(string TagName);
227         string GetPubElValRepByNumber(guint16 group, guint16 element);
228           
229         // Same thing with the shadow :
230         string* GetShaTagNames(); 
231         string GetShaElValByName(string TagName);
232         string GetShaElValByNumber(guint16 group, guint16 element);
233         string GetShaElValRepByName(string TagName);
234         string GetShaElValRepByNumber(guint16 group, guint16 element);
235
236         // Wrappers of the above (both public and shadow) to avoid bugging the
237         // caller with knowing if ElVal is from the public or shadow dictionary.
238         string GetElValByName(string TagName);
239         string GetElValByNumber(guint16 group, guint16 element);
240         string GetElValRepByName(string TagName);
241         string GetElValRepByNumber(guint16 group, guint16 element);
242
243         int SetPubElValByName(string content, string TagName);
244         int SetPubElValByNumber(string content, guint16 group, guint16 element);
245         int SetShaElValByName(string content, string ShadowTagName);
246         int SetShaElValByNumber(string content, guint16 group, guint16 element);
247
248         int GetSwapCode();
249 };
250
251 // In addition to Dicom header exploration, this class is designed
252 // for accessing the image/volume content. One can also use it to
253 // write Dicom files.
254 ////// QUESTION: this looks still like an open question wether the
255 //////           relationship between a gdcmFile and gdcmHeader is of
256 //////           type IS_A or HAS_A !
257 class gdcmFile: gdcmHeader
258 {
259 private:
260         void* Data;
261         int Parsed;                             // weather allready parsed
262         string OrigFileName;    // To avoid file overwrite
263 public:
264         // Constructor dedicated to writing a new DICOMV3 part10 compliant
265         // file (see SetFileName, SetDcmTag and Write)
266         gdcmFile();
267         // Opens (in read only and when possible) an existing file and checks
268         // for DICOM compliance. Returns NULL on failure.
269         // Note: the in-memory representation of all available tags found in
270         //    the DICOM header is post-poned to first header information access.
271         //    This avoid a double parsing of public part of the header when
272         //    one sets an a posteriori shadow dictionary (efficiency can be
273         //    seen a a side effect).
274         gdcmFile(string filename);
275         // For promotion (performs a deepcopy of pointed header object)
276         gdcmFile(gdcmHeader* header);
277         ~gdcmFile();
278
279         // On writing purposes. When instance was created through
280         // gdcmFile(string filename) then the filename argument MUST be different
281         // from the constructor's one (no overwriting aloud).
282         int SetFileName(string filename);
283
284         // Allocates necessary memory, copies the data (image[s]/volume[s]) to
285         // newly allocated zone and return a pointer to it:
286         void * GetImageData();
287         // Returns size (in bytes) of required memory to contain data
288         // represented in this file.
289         size_t GetImageDataSize();
290         // Copies (at most MaxSize bytes) of data to caller's memory space.
291         // Returns an error code on failure (if MaxSize is not big enough)
292         int PutImageDataHere(void* destination, size_t MaxSize );
293         // Allocates ExpectedSize bytes of memory at this->Data and copies the
294         // pointed data to it.
295         int SetImageData(void * Data, size_t ExpectedSize);
296         // Push to disk.
297         int Write();
298 };
299
300 //class gdcmSerie : gdcmFile;
301 //class gdcmMultiFrame : gdcmFile;
302
303 //
304 //Examples:
305 // * gdcmFile WriteDicom;
306 //   WriteDicom.SetFileName("MyDicomFile.dcm");
307 //      string * AllTags = gdcmHeader.GetDcmTagNames();
308 //   WriteDicom.SetDcmTag(AllTags[5], "253");
309 //   WriteDicom.SetDcmTag("Patient Name", "bozo");
310 //   WriteDicom.SetDcmTag("Patient Name", "bozo");
311 //      WriteDicom.SetImageData(Image);
312 //   WriteDicom.Write();
313 //
314 //
315 //   Anonymize(ostream& output) {
316 //   a = gdcmFile("toto1");
317 //   a.SetPubValueByName("Patient Name", "");
318 //   a.SetPubValueByName("Date", "");
319 //   a.SetPubValueByName("Study Date", "");
320 //   a.write(output);
321 //   }