]> Creatis software - FrontAlgorithms.git/blobdiff - tests/image/RandomWalker/Original.cxx
...
[FrontAlgorithms.git] / tests / image / RandomWalker / Original.cxx
index 8b7bca1821908f1a00400d2b968b07cfaeed1b59..5a6c6df37fedea4d8d9a7a65b45b69cf1c19b7cf 100644 (file)
 // @email florez-l@javeriana.edu.co
 // =========================================================================
 
-#include <algorithm>
-#include <map>
-#include <vector>
 #include <itkImage.h>
 #include <itkImageFileReader.h>
 #include <itkImageFileWriter.h>
-#include <itkImageRegionIteratorWithIndex.h>
-#include <itkVariableSizeMatrix.h>
-
-#include <Eigen/Sparse>
-#include <Eigen/SparseQR>
-#include <Eigen/OrderingMethods>
+#include <fpa/Common/OriginalRandomWalker.h>
 
 // -------------------------------------------------------------------------
-const unsigned int Dim = 2;
+const unsigned int Dim = 3;
 typedef unsigned char TPixel;
 typedef unsigned char TLabel;
-typedef double TScalar;
-typedef itk::Image< TPixel, Dim > TImage;
-typedef itk::Image< TLabel, Dim > TLabelImage;
-
-typedef Eigen::SparseMatrix< TScalar > TSparseMatrix;
-
-/* TODO
-   class Eigen::AMDOrdering< StorageIndex >
-   class Eigen::COLAMDOrdering< StorageIndex >
-   class Eigen::NaturalOrdering< StorageIndex >
-*/
-typedef Eigen::AMDOrdering< int > TSolverStorage;
-
-typedef Eigen::SparseQR< TSparseMatrix, TSolverStorage > TSparseSolver;
-typedef Eigen::Triplet< TScalar > TTriplet;
-typedef std::vector< TTriplet > TTriplets;
-
-// -------------------------------------------------------------------------
-template< class _TIndex, class _TRegion >
-unsigned long GetIndex( const _TIndex& idx, const _TRegion& region )
-{
-  unsigned long i = 0;
-  unsigned long off = 1;
-  for( unsigned int d = 0; d < _TIndex::Dimension; ++d )
-  {
-    i += idx[ d ] * off;
-    off *= region.GetSize( )[ d ];
 
-  } // rof
-  return( i );
-}
+typedef itk::Image< TPixel, Dim > TImage;
+typedef itk::Image< TLabel, Dim > TLabels;
 
 // -------------------------------------------------------------------------
 int main( int argc, char* argv[] )
 {
   // Get arguments
-  /* TODO
-     if( argc < 2 )
-     {
-     std::cerr
-     << "Usage: " << argv[ 0 ] << " input_image"
-     << std::endl;
-     return( 1 );
-
-     } // fi
-     std::string input_image_filename = argv[ 1 ];
-  */
-  TScalar beta = 90;
-  TScalar eps = 1e-5;
+  if( argc < 4 )
+  {
+    std::cerr
+      << "Usage: " << argv[ 0 ]
+      << " input_image output_labels output_probabilities"
+      << std::endl;
+    return( 1 );
 
-  TPixel img[ 5 ][ 5 ] =
-    {
-      { 1,  2 , 100,  2 , 1 },
-      { 1, 100, 100, 100, 1 },
-      { 1, 100, 100, 100, 1 },
-      { 1, 100, 100, 100, 1 },
-      { 1,  2 , 100,  2 , 1 },
-    };
+  } // fi
+  std::string input_image_filename = argv[ 1 ];
+  std::string output_labels_filename = argv[ 2 ];
+  std::string output_probabilities_filename = argv[ 3 ];
+  double beta = 90;
+  double eps = 1e-5;
+
+  TImage::IndexType s1, s2;
+  s1.Fill( 0 );
+  s2.Fill( 0 );
+  s1[ 0 ] = 131;
+  s1[ 1 ] = 150;
+  s2[ 0 ] = 200;
+  s2[ 1 ] = 200;
 
   // Read image
   TImage::Pointer input;
-  { // begin
-    TImage::SizeType size;
-    size.Fill( 5 );
-
-    input = TImage::New( );
-    input->SetRegions( size );
-    input->Allocate( );
-    itk::ImageRegionIteratorWithIndex< TImage > it( input, input->GetLargestPossibleRegion( ) );
-    for( it.GoToBegin( ); !it.IsAtEnd( ); ++it )
-      it.Set( img[ it.GetIndex( )[ 1 ] ][ it.GetIndex( )[ 0 ] ] );
-
-    /* TODO
-       typedef itk::ImageFileReader< TImage > TImageReader;
-       TImageReader::Pointer input_image_reader = TImageReader::New( );
-       input_image_reader->SetFileName( input_image_filename );
-       input_image_reader->Update( );
-       input = input_image_reader->GetOutput( );
-       input->DisconnectPipeline( );
-    */
-  } // end
-  TImage::RegionType region = input->GetLargestPossibleRegion( );
-  unsigned long N = region.GetNumberOfPixels( );
-
-  // Seeds
-  TImage::IndexType s1, s2, s3;
-  s1[ 0 ] = 0;
-  s1[ 1 ] = 1;
-  s2[ 0 ] = 2;
-  s2[ 1 ] = 3;
-  s3[ 0 ] = 4;
-  s3[ 1 ] = 4;
-
-  /*
-    std::vector< unsigned long > seeds;
-    std::vector< unsigned long > labels;
-  */
-  std::map< unsigned long, unsigned long > seeds;
-  seeds[ GetIndex( s1, region ) ] = 1;
-  seeds[ GetIndex( s2, region ) ] = 2;
-  seeds[ GetIndex( s3, region ) ] = 2;
-  unsigned long nLabels = 2;
-
-  // Construct L
-  TTriplets Lt;
-  itk::ImageRegionIteratorWithIndex< TImage > it( input, region );
-  TScalar maxV = -1;
-  for( it.GoToBegin( ); !it.IsAtEnd( ); ++it )
+  typedef itk::ImageFileReader< TImage > TImageReader;
+  TImageReader::Pointer input_image_reader = TImageReader::New( );
+  input_image_reader->SetFileName( input_image_filename );
+
+  // Random walker
+  typedef fpa::Common::OriginalRandomWalker< TImage, TLabels > TFilter;
+  TFilter::Pointer rw = TFilter::New( );
+  rw->SetInput( input_image_reader->GetOutput( ) );
+  rw->SetBeta( beta );
+  rw->SetEpsilon( eps );
+  rw->AddSeed( s1, 100 );
+  rw->AddSeed( s2, 150 );
+  rw->NormalizeWeightsOn( );
+
+  // Save labels
+  typedef itk::ImageFileWriter< TFilter::TLabels > TLabelsWriter;
+  TLabelsWriter::Pointer output_labels_writer = TLabelsWriter::New( );
+  output_labels_writer->SetFileName( output_labels_filename );
+  output_labels_writer->SetInput( rw->GetOutput( ) );
+
+  // Save probabilities
+  typedef itk::ImageFileWriter< TFilter::TScalarImage > TProbabilitesWriter;
+  TProbabilitesWriter::Pointer output_probabilities_writer =
+    TProbabilitesWriter::New( );
+  output_probabilities_writer->SetFileName( output_probabilities_filename );
+  output_probabilities_writer->SetInput( rw->GetOutputProbabilities( ) );
+
+  try
   {
-    TImage::IndexType idx = it.GetIndex( );
-    TScalar vidx = TScalar( it.Get( ) );
-    unsigned long iidx = GetIndex( idx, region );
-
-    // Neighbors
-    TScalar s = TScalar( 0 );
-    for( unsigned int d = 0; d < Dim; ++d )
-    {
-      TImage::IndexType jdx;
-      for( int l = -1; l <= 1; l += 2 )
-      {
-        jdx = idx;
-        jdx[ d ] += l;
-        if( region.IsInside( jdx ) )
-        {
-          TScalar vjdx = TScalar( input->GetPixel( jdx ) );
-          unsigned long ijdx = GetIndex( jdx, region );
-          TScalar v = std::fabs( vidx - vjdx );
-          Lt.push_back( TTriplet( iidx, ijdx, v ) );
-          if( maxV < v )
-            maxV = v;
-
-        } // fi
-
-      } // rof
-
-    } // rof
-
-  } // rof
-
-  std::vector< TScalar > diag( N, TScalar( 0 ) );
-  for( TTriplets::iterator tIt = Lt.begin( ); tIt != Lt.end( ); ++tIt )
-  {
-    TScalar v = std::exp( -beta * tIt->value( ) / maxV );
-    if( v < eps )
-      v = eps;
-    *tIt = TTriplet( tIt->row( ), tIt->col( ), -v );
-    diag[ tIt->col( ) ] += v;
-
-  } // rof
-  for( unsigned long i = 0; i < diag.size( ); ++i )
-    Lt.push_back( TTriplet( i, i, diag[ i ] ) );
-  TSparseMatrix L( N, N );
-  L.setFromTriplets( Lt.begin( ), Lt.end( ) );
-  L.makeCompressed( );
-
-  // Boundary
-  TTriplets boundaryt;
-  // TODO: for( unsigned int i = 0; i < seeds.size( ); ++i )
-  std::map< unsigned long, unsigned long >::const_iterator mIt = seeds.begin( );
-  for( unsigned long i = 0; mIt != seeds.end( ); ++mIt, ++i )
-    boundaryt.push_back( TTriplet( i, mIt->second - 1, TScalar( 1 ) ) );
-  TSparseMatrix boundary( seeds.size( ), nLabels );
-  boundary.setFromTriplets( boundaryt.begin( ), boundaryt.end( ) );
-  boundary.makeCompressed( );
-
-  // Compute RHS
-  TTriplets RHSt;
-  unsigned long x = 0;
-  std::map< unsigned long, unsigned long >::const_iterator sIt = seeds.begin( );
-  for( ; sIt != seeds.end( ); ++sIt )
-  {
-    unsigned long y = 0;
-    for( unsigned long n = 0; n < N; ++n )
-    {
-      std::map< unsigned long, unsigned long >::const_iterator nIt =
-        seeds.find( n );
-      if( nIt == seeds.end( ) )
-        RHSt.push_back( TTriplet( y++, x, L.coeff( sIt->first, n ) ) );
-
-    } // rof
-    x++;
-
-  } // rof
-  TSparseMatrix RHS( N - seeds.size( ), seeds.size( ) );
-  RHS.setFromTriplets( RHSt.begin( ), RHSt.end( ) );
-  RHS.makeCompressed( );
-
-  // Compute A
-  TTriplets At;
-  x = 0;
-  for( unsigned long m = 0; m < N; ++m )
-  {
-    if( seeds.find( m ) == seeds.end( ) )
-    {
-      unsigned long y = 0;
-      for( unsigned long n = 0; n < N; ++n )
-        if( seeds.find( n ) == seeds.end( ) )
-          At.push_back( TTriplet( y++, x, L.coeff( m, n ) ) );
-      x++;
-
-    } // fi
-
-  } // rof
-  TSparseMatrix A( N - seeds.size( ), N - seeds.size( ) );
-  A.setFromTriplets( At.begin( ), At.end( ) );
-  A.makeCompressed( );
-
-  // Solve dirichlet problem
-  TSparseSolver solver;
-  solver.compute( A );
-  if( solver.info( ) != Eigen::Success )
+    output_labels_writer->Update( );
+    output_probabilities_writer->Update( );
+  }
+  catch( std::exception& err )
   {
-    std::cerr << "Error computing." << std::endl;
-  } // fi
-  TSparseMatrix sol = solver.solve( ( RHS * TScalar( -1 ) ) * boundary );
-  if( solver.info( ) != Eigen::Success )
-  {
-    std::cerr << "Error solving." << std::endl;
-  } // fi
-
-  TLabelImage::Pointer output = TLabelImage::New( );
-  output->SetLargestPossibleRegion( input->GetLargestPossibleRegion( ) );
-  output->SetRequestedRegion( input->GetRequestedRegion( ) );
-  output->SetBufferedRegion( input->GetBufferedRegion( ) );
-  output->SetSpacing( input->GetSpacing( ) );
-  output->SetOrigin( input->GetOrigin( ) );
-  output->SetDirection( input->GetDirection( ) );
-  output->Allocate( );
-
-  /* TODO
-     itk::ImageRegionIteratorWithIndex< TLabelImage > lIt( output, output->GetRequestedRegion( ) );
-     for( lIt.GoToBegin( ); !lIt.IsAtEnd( ); ++lIt )
-     {
-     unsigned long i = GetIndex( lIt.GetIndex( ), region );
-     std::map< unsigned long, unsigned long >::const_iterator sIt =
-     seeds.find( i );
-     if( sIt == seeds.end( ) )
-     {
-     std::cout << i << std::endl;
-     TScalar maxProb = TScalar( -1 );
-     for( unsigned long k = 0; k < nLabels; ++k )
-     {
-     std::cout << "\t\t" << i << " " << k << std::endl;
-     TScalar p = sol.coeff( i, k );
-     if( maxProb < p )
-     maxProb = p;
-
-     } // rof
-     std::cout << "\t" << maxProb << std::endl;
-     }
-     else
-     {
-     std::cout << "---> " << i << std::endl;
-     lIt.Set( sIt->second );
-
-     } // fi
-
-     } // rof
-  */
+    std::cerr << "Error caught: " << err.what( ) << std::endl;
+    return( 1 );
 
+  } // yrt
   return( 0 );
 }