vv/vvToolSegmentation.cxx

   1 /*=========================================================================
   2   Program:   vv                     http://www.creatis.insa-lyon.fr/rio/vv
   3
   4   Authors belong to:
   5   - University of LYON              http://www.universite-lyon.fr/
   6   - Léon Bérard cancer center       http://www.centreleonberard.fr
   7   - CREATIS CNRS laboratory         http://www.creatis.insa-lyon.fr
   8
   9   This software is distributed WITHOUT ANY WARRANTY; without even
  10   the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR
  11   PURPOSE.  See the copyright notices for more information.
  12
  13   It is distributed under dual licence
  14
  15   - BSD        See included LICENSE.txt file
  16   - CeCILL-B   http://www.cecill.info/licences/Licence_CeCILL-B_V1-en.html
  17 ===========================================================================**/
  18
  19 // vv
  20 #include "vvToolSegmentation.h"
  21 #include "vvSlicerManager.h"
  22 #include "vvSlicer.h"
  23 #include "vvToolInputSelectorWidget.h"
  24 #include "vvImageWriter.h"
  25
  26 // clitk
  27 #include "clitkConnectedComponentLabeling_ggo.h"
  28 #include "clitkConnectedComponentLabelingGenericFilter.h"
  29
  30 // Qt
  31 #include <QFileDialog>
  32 #include <QMessageBox>
  33
  34 // vtk
  35 #include "vtkImageContinuousErode3D.h"
  36 #include "vtkImageContinuousDilate3D.h"
  37
  38 //------------------------------------------------------------------------------
  39 // Create the tool and automagically (I like this word) insert it in
  40 // the main window menu.
  41 ADD_TOOL(vvToolSegmentation);
  42 //------------------------------------------------------------------------------
  43
  44
  45 //------------------------------------------------------------------------------
  46 void vvToolSegmentation::Initialize()
  47 {
  48   SetToolName("Segmentation");
  49   SetToolMenuName("Interactive Segmentation");
  50   SetToolIconFilename(":/common/icons/ducky.ico");
  51   SetToolTip("Image interactive segmentation (trial).");
  52   SetToolExperimental(true);
  53 }
  54 //------------------------------------------------------------------------------
  55
  56
  57 //------------------------------------------------------------------------------
  58 vvToolSegmentation::vvToolSegmentation(vvMainWindowBase * parent, Qt::WindowFlags f)
  59   :vvToolWidgetBase(parent,f),
  60    vvToolBase<vvToolSegmentation>(parent),
  61    Ui::vvToolSegmentation()
  62 {
  63   // GUI Initialization
  64   Ui_vvToolSegmentation::setupUi(mToolWidget);
  65   setAttribute(Qt::WA_DeleteOnClose);
  66
  67   // Set how many inputs are needed for this tool
  68   AddInputSelector("Select one image");
  69
  70   // Init
  71   mRefMaskImage = NULL;
  72   mCurrentMode = Mode_Default;
  73   mKernelValue = 3; // FIXME must be odd. If even -> not symmetrical
  74   mDefaultLUTColor = vtkSmartPointer<vtkLookupTable>::New();
  75   mDefaultLUTColor->SetNumberOfTableValues(256);
  76 #include "vvDefaultLut.h"
  77
  78 }
  79 //------------------------------------------------------------------------------
  80
  81
  82 //------------------------------------------------------------------------------
  83 vvToolSegmentation::~vvToolSegmentation()
  84 {
  85   DD("destructor");
  86 }
  87 //------------------------------------------------------------------------------
  88
  89
  90 //------------------------------------------------------------------------------
  91 bool vvToolSegmentation::close()
  92 {
  93   DD("close");
  94   mRefMaskActor->RemoveActors();
  95   DD("la");
  96   mCurrentMaskActor->RemoveActors();
  97   DD("here");
  98   QWidget::close();
  99   DD("toto");
 100   mCurrentSlicerManager->Render();
 101   return true;
 102 }
 103 //------------------------------------------------------------------------------
 104
 105
 106 //------------------------------------------------------------------------------
 107 void vvToolSegmentation::InputIsSelected(vvSlicerManager * m)
 108 {
 109   DD("InputIsSelected");
 110   mCurrentSlicerManager = m;
 111   mCurrentImage = mCurrentSlicerManager->GetImage();
 112
 113   // Refuse if non 3D image
 114   if (mCurrentImage->GetNumberOfDimensions() != 3) {
 115     QMessageBox::information(this,tr("Sorry only 3D yet"), tr("Sorry only 3D yet"));
 116     close();
 117     return;
 118   }
 119
 120   // Change gui
 121   //mLabelInputInfo->setText(QString("%1").arg(m->GetFileName().c_str()));
 122
 123   // Open mask
 124   OpenBinaryImage();
 125
 126   // If cancel: stop
 127   if (mRefMaskActor == NULL) {
 128     close();
 129     return;
 130   }
 131
 132   // Update gui
 133   mToolInputSelectionWidget->hide();
 134
 135   // Connect mouse position
 136   connect(mCurrentSlicerManager, SIGNAL(MousePositionUpdatedSignal(int)),
 137           this, SLOT(MousePositionChanged(int)));
 138 }
 139 //------------------------------------------------------------------------------
 140
 141
 142 //------------------------------------------------------------------------------
 143 void vvToolSegmentation::apply()
 144 {
 145   DD("apply");
 146 }
 147 //------------------------------------------------------------------------------
 148
 149
 150 //------------------------------------------------------------------------------
 151 void vvToolSegmentation::OpenBinaryImage()
 152 {
 153   DD("OpenBinaryImage");
 154
 155   // Load browser and select image
 156   QString Extensions = "Images files ( *.mha *.mhd *.hdr *.his)";
 157   Extensions += ";;All Files (*)";
 158   QString filename =
 159     QFileDialog::getOpenFileName(this,tr("Open binary image"),
 160                                  mMainWindowBase->GetInputPathName(),Extensions);
 161   DD(filename.toStdString());
 162   if (filename.size() == 0) return;
 163
 164   // Open Image
 165   QApplication::setOverrideCursor(QCursor(Qt::WaitCursor));
 166   vvImageReader::Pointer reader = vvImageReader::New();
 167   std::vector<std::string> filenames;
 168   filenames.push_back(filename.toStdString());
 169   reader->SetInputFilenames(filenames);
 170   reader->Update(vvImageReader::IMAGE);
 171   QApplication::restoreOverrideCursor();
 172
 173   if (reader->GetLastError().size() != 0) {
 174     std::cerr << "Error while reading " << filename.toStdString() << std::endl;
 175     QString error = "Cannot open file \n";
 176     error += reader->GetLastError().c_str();
 177     QMessageBox::information(this,tr("Reading problem"),error);
 178     return;
 179   }
 180
 181   mRefMaskImage = reader->GetOutput();
 182   int dim = mRefMaskImage->GetNumberOfDimensions();
 183   if (dim != 3 ) {
 184     QMessageBox::information(this,tr("Sorry only 3D yet"), tr("Sorry only 3D yet"));
 185     close();
 186     return;
 187   }
 188
 189   reader = vvImageReader::New();
 190   reader->SetInputFilenames(filenames);
 191   reader->Update(vvImageReader::IMAGE);
 192   mCurrentMaskImage = reader->GetOutput();
 193
 194   // Add a new roi actor
 195   mRefMaskActor = CreateMaskActor(mRefMaskImage, 0, 0, true);
 196   mRefMaskActor->SetContourVisible(true);
 197   mRefMaskActor->SetVisible(false);
 198   mRefMaskActor->SetContourColor(0,1,0); // green contour
 199   mRefMaskActor->UpdateColor();
 200   mRefMaskActor->Update();
 201
 202   mCurrentMaskActor = CreateMaskActor(mCurrentMaskImage, 1, 1, false);
 203   mCurrentMaskActor->SetOverlayColor(1,0,0); // red roi
 204   mRefMaskActor->UpdateColor();
 205   mCurrentMaskActor->Update();
 206
 207   // Prepare widget to get keyboard event. With this method, the key
 208   //  only work when the mouse focus is on the dialog
 209   DD("here installe");
 210   this->installEventFilter(this);
 211   //grabKeyboard();
 212 }
 213 //------------------------------------------------------------------------------
 214
 215
 216 //------------------------------------------------------------------------------
 217 //void vvToolSegmentation::keyPressEvent(QKeyEvent * event)
 218 bool vvToolSegmentation::eventFilter(QObject *object, QEvent * e)
 219 {
 220   // DD("key");
 221   //vvToolWidgetBase::keyPressEvent(event);
 222
 223   if (/*object == form &&*/ e->type() == QEvent::KeyPress) {
 224     QKeyEvent * event = static_cast<QKeyEvent *>(e);
 225
 226     if (event->text() == "e") {
 227       Erode();
 228     }
 229     if (event->text() == "d") {
 230       Dilate(); // FIXME -> extend image BB !!
 231     }
 232     if (event->text() == "l") {
 233       Labelize();
 234     }
 235     if (event->text() == "r") { // "Remove" one label
 236       if (mCurrentMode == Mode_CCL) RemoveLabel();
 237     }
 238     if (event->text() == "s") {
 239       vvImageWriter::Pointer writer = vvImageWriter::New();
 240       writer->SetOutputFileName("a.mha");
 241       writer->SetInput(mCurrentMaskImage);
 242       writer->Update();
 243     }
 244     //mMainWindow->keyPressEvent(event);
 245     vvToolWidgetBase::keyPressEvent(event);
 246   }
 247   return QObject::eventFilter(object, e);
 248 }
 249 //------------------------------------------------------------------------------
 250
 251
 252 //------------------------------------------------------------------------------
 253 void vvToolSegmentation::Erode()
 254 {
 255   QApplication::setOverrideCursor(QCursor(Qt::WaitCursor));
 256   vtkImageContinuousErode3D* erode = vtkImageContinuousErode3D::New();
 257   erode->SetKernelSize(mKernelValue,mKernelValue,mKernelValue);
 258   vtkImageData* image = mCurrentMaskImage->GetVTKImages()[0];
 259   erode->SetInput(image);
 260   erode->Update();
 261   image->DeepCopy(erode->GetOutput());
 262   image->Update();
 263   UpdateAndRenderNewMask();
 264   erode->Delete();
 265   QApplication::restoreOverrideCursor();
 266 }
 267 //------------------------------------------------------------------------------
 268
 269
 270 //------------------------------------------------------------------------------
 271 void vvToolSegmentation::Dilate()
 272 {
 273   QApplication::setOverrideCursor(QCursor(Qt::WaitCursor));
 274   vtkImageContinuousDilate3D* dilate = vtkImageContinuousDilate3D::New();
 275   dilate->SetKernelSize(mKernelValue,mKernelValue,mKernelValue);
 276   vtkImageData* image = mCurrentMaskImage->GetVTKImages()[0];
 277   dilate->SetInput(image);
 278   dilate->Update();
 279   image->DeepCopy(dilate->GetOutput());
 280   image->Update();
 281   UpdateAndRenderNewMask();
 282   dilate->Delete();
 283   QApplication::restoreOverrideCursor();
 284 }
 285 //------------------------------------------------------------------------------
 286
 287
 288 //------------------------------------------------------------------------------
 289 void vvToolSegmentation::UpdateAndRenderNewMask()
 290 {
 291   bool visible = mCurrentMaskActor->IsVisible();
 292   bool cvisible = mCurrentMaskActor->IsContourVisible();
 293   mCurrentMaskActor->SetVisible(false);
 294   mCurrentMaskActor->SetContourVisible(false);
 295   mCurrentMaskActor->UpdateImage();
 296   mCurrentMaskActor->SetVisible(visible);
 297   mCurrentMaskActor->SetContourVisible(cvisible);
 298
 299   mCurrentSlicerManager->Render();
 300 }
 301 //------------------------------------------------------------------------------
 302
 303 //------------------------------------------------------------------------------
 304 void vvToolSegmentation::Labelize()
 305 {
 306   DD("Labelize");
 307   // Waiting cursos
 308   QApplication::setOverrideCursor(QCursor(Qt::WaitCursor));
 309
 310   // Build CCL filter
 311   vtkImageData* image = mCurrentMaskImage->GetVTKImages()[0];
 312   typedef args_info_clitkConnectedComponentLabeling ArgsInfoType;
 313   ArgsInfoType a;
 314   cmdline_parser_clitkConnectedComponentLabeling_init(&a);
 315   a.inputBG_arg = 0;
 316   a.full_flag = false;  // FIXME set by gui
 317   a.minSize_arg = 100;  // FIXME set by gui
 318   typedef clitk::ConnectedComponentLabelingGenericFilter<ArgsInfoType> FilterType;
 319   FilterType::Pointer filter = FilterType::New();
 320   filter->SetArgsInfo(a);
 321   filter->SetInputVVImage(mCurrentMaskImage);
 322   filter->SetIOVerbose(true);
 323   filter->Update();
 324   DD(filter->GetOriginalNumberOfObjects());
 325   DD(filter->GetSizeOfObjectsInPixels().size());
 326   mCurrentCCLImage = filter->GetOutputVVImage();
 327   DDV(filter->GetSizeOfObjectsInPixels(), filter->GetSizeOfObjectsInPixels().size());
 328   DD("filter done");
 329
 330   /*
 331   // DEBUG
 332   vvImageWriter::Pointer writer = vvImageWriter::New();
 333   writer->SetInput(mCurrentCCLImage);
 334   writer->SetOutputFileName("bidon-ccl.mha");
 335   writer->Update();
 336   DD(mCurrentCCLImage->IsScalarTypeInteger());
 337   */
 338
 339   // Create actors
 340   int n = filter->GetSizeOfObjectsInPixels().size();
 341   for(int i=1; i<std::min(n,10); i++) { // Start at 1 because 0 is BG. FIXME max 10
 342     DD(i);
 343     QSharedPointer<vvROIActor> actor = CreateMaskActor(mCurrentCCLImage, i, i+1, false);
 344     mCurrentCCLActors.push_back( actor );
 345     actor->Update();
 346   }
 347   mCurrentMaskActor->SetVisible(false);
 348   mCurrentMaskActor->Update();
 349   mCurrentSlicerManager->Render();
 350
 351   // UpdateAndRender();
 352   mCurrentMode = Mode_CCL;
 353   QApplication::restoreOverrideCursor();
 354 }
 355 //------------------------------------------------------------------------------
 356
 357 //------------------------------------------------------------------------------
 358 QSharedPointer<vvROIActor> vvToolSegmentation::CreateMaskActor(vvImage::Pointer image, int i, int colorID, bool BGMode)
 359 {
 360   static int depth = 1;
 361   depth += 1;
 362   QSharedPointer<vvROIActor> actor = QSharedPointer<vvROIActor>(new vvROIActor);
 363   double * color = mDefaultLUTColor->GetTableValue(colorID % mDefaultLUTColor->GetNumberOfTableValues ());
 364   std::vector<double> c;
 365   c.push_back(color[0]);
 366   c.push_back(color[1]);
 367   c.push_back(color[2]);
 368   clitk::DicomRT_ROI::Pointer roi = clitk::DicomRT_ROI::New();
 369   roi->SetFromBinaryImage(image, i, std::string("toto"), c, std::string("titi"));
 370   if (BGMode) {
 371     actor->SetBGMode(true);
 372   }
 373   else {
 374     DD("FG mode");
 375     roi->SetForegroundValueLabelImage(i); // FG mode
 376     actor->SetBGMode(false); // FG mode
 377   }
 378   actor->SetROI(roi);
 379   actor->SetSlicerManager(mCurrentSlicerManager);
 380   actor->Initialize(depth+i, true); // +1 to start at 1 not 0
 381   actor->SetContourVisible(false);
 382   actor->SetVisible(true);
 383   return actor;
 384 }
 385 //------------------------------------------------------------------------------
 386
 387
 388 //------------------------------------------------------------------------------
 389 void vvToolSegmentation::MousePositionChanged(int slicer)
 390 {
 391   if (mCurrentMode == Mode_Default) return; // Do nothing in this case
 392
 393   double x = mCurrentSlicerManager->GetSlicer(slicer)->GetCurrentPosition()[0];
 394   double y = mCurrentSlicerManager->GetSlicer(slicer)->GetCurrentPosition()[1];
 395   double z = mCurrentSlicerManager->GetSlicer(slicer)->GetCurrentPosition()[2];
 396   vtkImageData * image = mCurrentCCLImage->GetFirstVTKImageData();
 397   double Xover = (x - image->GetOrigin()[0]) / image->GetSpacing()[0];
 398   double Yover = (y - image->GetOrigin()[1]) / image->GetSpacing()[1];
 399   double Zover = (z - image->GetOrigin()[2]) / image->GetSpacing()[2];
 400   int ix, iy, iz;
 401
 402   if (Xover >= image->GetWholeExtent()[0] &&
 403       Xover <= image->GetWholeExtent()[1] &&
 404       Yover >= image->GetWholeExtent()[2] &&
 405       Yover <= image->GetWholeExtent()[3] &&
 406       Zover >= image->GetWholeExtent()[4] &&
 407       Zover <= image->GetWholeExtent()[5]) {
 408     double valueOver =
 409       mCurrentSlicerManager->GetSlicer(0)->GetScalarComponentAsDouble(image, Xover, Yover, Zover, ix, iy, iz, 0);
 410     // DD(Xover); DD(Yover); DD(Zover);
 411     // DD(ix); DD(iy); DD(iz);
 412     // DD(valueOver);
 413   }
 414   else {
 415     // DD("out of mask");
 416   }
 417
 418 }
 419 //------------------------------------------------------------------------------
 420
 421
 422 //------------------------------------------------------------------------------
 423 void vvToolSegmentation::RemoveLabel() {
 424   DD("RemoveLabel");
 425 }
 426 //------------------------------------------------------------------------------