KWStyle - itkKLMSegmentationRegion.cxx

Matrix View

Description

---

1		/*=========================================================================
2
3		Program:   Insight Segmentation & Registration Toolkit
4		Module:    $RCSfile: itkKLMSegmentationRegion.cxx.html,v $
5		Language:  C++
6		Date:      $Date: 2006/01/17 19:15:40 $
7		Version:   $Revision: 1.4 $
8
9		Copyright (c) Insight Software Consortium. All rights reserved.
10		See ITKCopyright.txt or http://www.itk.org/HTML/Copyright.htm for details.
11
12		This software is distributed WITHOUT ANY WARRANTY; without even
13		the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR
14		PURPOSE.  See the above copyright notices for more information.
15
16		=========================================================================*/
17	DEF	#ifndef _itkKLMSegmentationRegion_cxx
18	DEF	#define _itkKLMSegmentationRegion_cxx
19
20		#include "itkKLMSegmentationRegion.h"
21
22		namespace itk
23		{
24
25
26		KLMSegmentationRegion
27		::KLMSegmentationRegion( void )
28		{
29		m_MeanRegionIntensity = 0;
30		}
31
32
33		KLMSegmentationRegion
34		::~KLMSegmentationRegion()
35		{
36
37		}
38
39		void
40		KLMSegmentationRegion
41		::PrintSelf( std::ostream& os, Indent indent ) const
42		{
43
44		Superclass::PrintSelf(os,indent);
45		os << indent << "Mean region intensity   : " << m_MeanRegionIntensity <<
46		std::endl;
47		os << indent << "Region border object" << std::endl;
48
49		} // end PrintSelf
50
51
52		void
53		KLMSegmentationRegion
54		::SetRegionParameters( MeanRegionIntensityType meanRegionIntensity,
55		double                  regionArea,
56		RegionLabelType         label )
57		{
58		// Set the area, mean, and label associated with the region
59		this->SetRegionArea( regionArea );
60		this->SetMeanRegionIntensity( meanRegionIntensity );
61		this->SetRegionLabel( label );
62
63		} // end SetRegionParameters
64
65
66		void
67		KLMSegmentationRegion
68		::CombineRegionParameters( const Self *region )
69		{
70		// Reset the area and mean associated with the merged region
71
72		MeanRegionIntensityType region1Mean = this->GetMeanRegionIntensity();
73		MeanRegionIntensityType region2Mean = region->GetMeanRegionIntensity();
74
75		double region1Area = this->GetRegionArea();
76		double region2Area = region->GetRegionArea();
77
78		double mergedRegionArea = region1Area + region2Area;
79		MeanRegionIntensityType mergedRegionMean =
80	IND	****region1Mean * region1Area + region2Mean * region2Area;
81
82		if ( mergedRegionArea <= 0 ) itkExceptionMacro( << "Invalid region area" );
83		mergedRegionMean /= mergedRegionArea;
84		this->SetRegionArea( mergedRegionArea );
85		this->SetMeanRegionIntensity( mergedRegionMean );
86
87		} // end CombineRegionParameters
88
89
90		double
91		KLMSegmentationRegion
92		::EnergyFunctional(const Self *region)
93		{
94
95		MeanRegionIntensityType region1_2MeanDiff =
96	IND	****this->m_MeanRegionIntensity - region->m_MeanRegionIntensity;
97
98		// Assuming equal weights to all the channels
99		// FIXME: For different channel weights modify this part of the code.
100		double cost = region1_2MeanDiff.squared_magnitude();
101
102		double region1Area = this->GetRegionArea();
103		double region2Area = region->GetRegionArea();
104
105		double scaleArea = ( region1Area * region2Area ) /
106	IND	*********************( region1Area + region2Area );
107
108		return scaleArea * cost;
109		}
110
111
112		void
113		KLMSegmentationRegion
114		::DeleteRegionBorder( KLMSegmentationBorder *pBorderCandidate )
115		{
116
117		if( pBorderCandidate == NULL )
118		{
119		itkExceptionMacro( << "Null pointer to segmentation region border" );
120		}
121
122		RegionBorderVectorIterator
123		regionBorderVectorIt    = m_RegionBorderVector.begin();
124		RegionBorderVectorIterator
125		regionBorderVectorItEnd = m_RegionBorderVector.end();
126
127		// Erase the region border that matches the pBorderCandidate
128		while( regionBorderVectorIt != regionBorderVectorItEnd )
129		{
130		if ( *regionBorderVectorIt == pBorderCandidate ) {
131		m_RegionBorderVector.erase( regionBorderVectorIt );
132		break;
133		}
134		++regionBorderVectorIt;
135		}
136
137		if ( regionBorderVectorIt == regionBorderVectorItEnd )
138		{
139		itkExceptionMacro(<< "Border candidate not in region borders list" );
140		}
141
142		} // end DeleteRegionBorder()
143
144
145		void
146		KLMSegmentationRegion
147		::PushBackRegionBorder( KLMSegmentationBorder *pBorderCandidate )
148		{
149		if( pBorderCandidate == NULL )
150		itkExceptionMacro( << "Null pointer to segmentation region border" );
151
152		m_RegionBorderVector.push_back( pBorderCandidate );
153		}
154
155
156		void
157		KLMSegmentationRegion
158		::PushFrontRegionBorder( KLMSegmentationBorder *pBorderCandidate )
159		{
160		if( pBorderCandidate == NULL )
161		itkExceptionMacro( << "Null pointer to segmentation region border" );
162
163		m_RegionBorderVector.insert( m_RegionBorderVector.begin(), pBorderCandidate );
164		}
165
166
167		void
168		KLMSegmentationRegion
169		::InsertRegionBorder( KLMSegmentationBorder *pBorderCandidate )
170		{
171		// Ensure that the border candidate is not a null pointer
172		if( pBorderCandidate == NULL )
173		itkExceptionMacro( << "Null pointer to segmentation region border" );
174
175		// The m_RegionBorderVec is a ordered vector of pointers to the borders.
176		// Ordering is based on regions labels.
177
178		// The region border vector is empty, there is only one region border
179		if( m_RegionBorderVector.empty() )
180		{
181		m_RegionBorderVector.push_back( pBorderCandidate );
182		}
183
184		// There are many region borders
185		else
186		{
187
188		// Iterator set to the first element of the region border element
189		RegionBorderVectorIterator
190		regionBorderVectorIt    = m_RegionBorderVector.begin();
191		RegionBorderVectorIterator
192		regionBorderVectorItEnd = m_RegionBorderVector.end();
193
194		while( regionBorderVectorIt != regionBorderVectorItEnd )
195		{
196
197		// The region border should be inserted.
198		if ( (      pBorderCandidate->GetRegion1()->GetRegionLabel() <
199		(*regionBorderVectorIt)->GetRegion1()->GetRegionLabel() ) ||
200	IND	***********(      pBorderCandidate->GetRegion1()->GetRegionLabel() ==
201	IND	***********(*regionBorderVectorIt)->GetRegion1()->GetRegionLabel() &&
202	IND	******************pBorderCandidate->GetRegion2()->GetRegionLabel() <
203		(*regionBorderVectorIt)->GetRegion2()->GetRegionLabel() ) )
204		{
205
206		m_RegionBorderVector.insert(regionBorderVectorIt,pBorderCandidate);
207		break;
208
209		} // end of if
210
211		++regionBorderVectorIt;
212		} // end of while
213
214		// It should be inserted at the end
215		if( regionBorderVectorIt == regionBorderVectorItEnd )
216	IND	******m_RegionBorderVector.push_back( pBorderCandidate );
217
218		} // end of else for the case with many region borders
219
220		} // end InsertRegionBorder
221
222
223		void
224		KLMSegmentationRegion
225		::InsertRegionBorder(RegionBorderVectorIterator RegionBorderVectorIt,
226		KLMSegmentationBorder *pBorderCandidate )
227		{
228		// Ensure that the border candidate is not a null pointer
229		if( pBorderCandidate == NULL )
230	IND	****itkExceptionMacro( << "Null pointer to segmentation region border" );
231
232		// The m_RegionBorderVec is a ordered vector of pointers to the
233		// borders. Insert a valid region border into the region border vector
234		// assuming calling function has correctly identified the new
235		// element position.
236		m_RegionBorderVector.insert( RegionBorderVectorIt, pBorderCandidate );
237
238		} // end InsertRegionBorder
239
240
241		void
242		KLMSegmentationRegion
243		::ResetRegionLabelAndUpdateBorders( Self *region )
244		{
245		// Assign new equivalence label to the old region
246		this->SetRegionLabel( region->GetRegionLabel() );
247
248		// Update the region borders
249
250		RegionBorderVectorIterator
251	IND	****oldRegionBordersIt    = this->GetRegionBorderItBegin();
252		RegionBorderVectorIterator
253	IND	****endOfOldRegionBorders = this->GetRegionBorderItEnd();
254
255		// Ensure that all borders associated with the old region
256		// are in the correct order
257		while ( oldRegionBordersIt != endOfOldRegionBorders )
258		{
259		// Make sure the neighbors now point to the new region, and
260		// reorder the region borders of the neighbors since they are
261		// no longer in ascending order
262
263		// Ensure that region 1 label is less than  region 2 label
264		if( (*oldRegionBordersIt)->GetRegion1()->GetRegionLabel() ==
265	IND	********(*oldRegionBordersIt)->GetRegion2()->GetRegionLabel() )
266		{
267		itkExceptionMacro( << "Invalid region border list" );
268		}
269
270		// Correct order
271		if ( (*oldRegionBordersIt)->GetRegion1()->GetRegionLabel()  >
272	IND	*********(*oldRegionBordersIt)->GetRegion2()->GetRegionLabel() )
273		{
274		// Swap the regions pointed to by the border
275		KLMSegmentationRegion *ptmpRegion = (*oldRegionBordersIt)->GetRegion1();
276		(*oldRegionBordersIt)->SetRegion1( (*oldRegionBordersIt)->GetRegion2() );
277		(*oldRegionBordersIt)->SetRegion2( ptmpRegion );
278
279		} // end if (correct order)
280
281		// Point to the newly merged region, and since the region labels
282		// have been switched (if the region 1 label of a border is found to be
283		// greater than the corresponding region 2 label), the list of borders for
284		// the neighbor region has changed.
285
286		// The border's region1 is the neighbor
287		if ( (*oldRegionBordersIt)->GetRegion2() == this )
288		{
289
290		// Make the border's region 2 point to the new region
291		(*oldRegionBordersIt)->SetRegion2( region );
292
293		// Reorder the region borders of the neighbor:
294		// remove the region border, then re-insert it.
295		(*oldRegionBordersIt)->GetRegion1()
296	IND	********->DeleteRegionBorder( *oldRegionBordersIt );
297		(*oldRegionBordersIt)->GetRegion1()
298	IND	********->InsertRegionBorder( *oldRegionBordersIt );
299
300		} // end if (the border's region1 is the neighbor)
301
302		// The border's region2 is the neighbor
303		else if ( (*oldRegionBordersIt)->GetRegion1() == this )
304		{
305
306		// Make the border's region 1 point to the new region
307		(*oldRegionBordersIt)->SetRegion1( region );
308
309		// Reorder the region borders of the neighbor
310		// remove the region border, then re-insert it
311		(*oldRegionBordersIt)->GetRegion2()
312	IND	********->DeleteRegionBorder( *oldRegionBordersIt );
313		(*oldRegionBordersIt)->GetRegion2()
314	IND	********->InsertRegionBorder( *oldRegionBordersIt );
315
316		} // end else if (the border's region2 is the neighbor)
317
318		else
319		{
320		itkExceptionMacro( << "Invalid region border list" );
321		} // end else
322
323		// Go to the next region border pointed by the iterator
324		++oldRegionBordersIt;
325
326		} // end while
327
328		} // end ResetRegionLabelAndUpdateBorders
329
330
331		void
332		KLMSegmentationRegion
333		::SpliceRegionBorders( Self *region )
334		{
335		// Do the actual union of the borders
336
337		// Copy the container into a temp variable to avoid iterator confusion
338		RegionBorderVectorType thisRegionBorder = m_RegionBorderVector;
339
340		// clear output
341		m_RegionBorderVector.resize( 0 );
342
343		// Initialize the region iterators
344
345		RegionBorderVectorConstIterator
346		thisRegionBordersIt    = thisRegionBorder.begin();
347		RegionBorderVectorConstIterator
348		endOfThisRegionBorders = thisRegionBorder.end();
349
350		RegionBorderVectorConstIterator
351		thatRegionBordersIt    = region->GetRegionBorderConstItBegin();
352		RegionBorderVectorConstIterator
353	IND	****endOfThatRegionBorders = region->GetRegionBorderConstItEnd();
354
355		// Merge the two sets of region borders into the newly merged region
356
357		while ( ( thisRegionBordersIt != endOfThisRegionBorders ) &&
358	IND	**********( thatRegionBordersIt != endOfThatRegionBorders ) )
359		{
360
361		// Ensure that there are no common borders in the new region
362		if( ( (*thisRegionBordersIt)->GetRegion1() ==
363	IND	**********(*thisRegionBordersIt)->GetRegion2() ) ||
364	IND	********( (*thatRegionBordersIt)->GetRegion1() ==
365	IND	**********(*thatRegionBordersIt)->GetRegion2() ) ||
366	IND	********( (*thisRegionBordersIt) == (*thatRegionBordersIt) ) )
367		{
368		itkExceptionMacro( << "Invalid region border list" );
369		}
370
371		// The two borders point to the same regions: DUPLICATE case.
372		// They must be merged into one border, and any reference to
373		// to the duplicate border must be purged.
374
375		if ( ( (*thisRegionBordersIt)->GetRegion1() ==
376	IND	***********(*thatRegionBordersIt)->GetRegion1() ) &&
377	IND	*********( (*thisRegionBordersIt)->GetRegion2() ==
378	IND	***********(*thatRegionBordersIt)->GetRegion2() ) )
379		{
380
381		// Add the lengths of the borders
382		double newLength = (*thatRegionBordersIt)->GetBorderLength() +
383	IND	*************************(*thisRegionBordersIt)->GetBorderLength();
384
385		(*thisRegionBordersIt)->SetBorderLength( newLength );
386
387		m_RegionBorderVector.push_back( *thisRegionBordersIt );
388
389		// The border's region1 is the neighbor
390		if ( (*thatRegionBordersIt)->GetRegion2() == this )
391		{
392		(*thatRegionBordersIt)->GetRegion1()
393	IND	**********->DeleteRegionBorder( (*thatRegionBordersIt) );
394
395		} // end if (the border's region1 is the neighbor )
396
397		// The border's region2 is the neighbor
398		else if ( (*thatRegionBordersIt)->GetRegion1() == this )
399		{
400		(*thatRegionBordersIt)->GetRegion2()
401	IND	**********->DeleteRegionBorder( *thatRegionBordersIt );
402
403		} // end else if (the border's region2 is the neighbor )
404
405		else
406		{
407		itkExceptionMacro( << "Invalid region border list" );
408		} // end else
409
410		// Nullify the duplicate border so it can be identified and removed.
411		(*thatRegionBordersIt)->SetRegion1( NULL );
412		(*thatRegionBordersIt)->SetRegion2( NULL );
413		(*thatRegionBordersIt)->SetLambda( -1.0 );
414
415		thisRegionBordersIt++;
416		thatRegionBordersIt++;
417
418	IND	****} // end if loop for case when two borders point to same region
419
420		// This neighbor region label is less then that neighbor region label
421		else if ( (   (*thisRegionBordersIt)->GetRegion1()->GetRegionLabel() <
422		(*thatRegionBordersIt)->GetRegion1()->GetRegionLabel() ) ||
423
424	IND	**************( ( (*thisRegionBordersIt)->GetRegion1()->GetRegionLabel() ==
425	IND	******************(*thatRegionBordersIt)->GetRegion1()->GetRegionLabel() ) &&
426
427	IND	****************( (*thisRegionBordersIt)->GetRegion2()->GetRegionLabel() <
428		(*thatRegionBordersIt)->GetRegion2()->GetRegionLabel() ) ) )
429		{
430
431		m_RegionBorderVector.push_back( *thisRegionBordersIt );
432		thisRegionBordersIt++;
433
434		} // end else if
435
436		// That neighbor region label is less then this neighbor region label
437		else if ( (   (*thatRegionBordersIt)->GetRegion1()->GetRegionLabel() <
438		(*thisRegionBordersIt)->GetRegion1()->GetRegionLabel() ) ||
439
440	IND	**************( ( (*thatRegionBordersIt)->GetRegion1()->GetRegionLabel() ==
441	IND	******************(*thisRegionBordersIt)->GetRegion1()->GetRegionLabel() ) &&
442
443	IND	****************( (*thatRegionBordersIt)->GetRegion2()->GetRegionLabel() <
444		(*thisRegionBordersIt)->GetRegion2()->GetRegionLabel() ) ) )
445		{
446
447		m_RegionBorderVector.push_back( *thatRegionBordersIt );
448		thatRegionBordersIt++;
449
450		} // end else if
451		else
452		{
453		itkExceptionMacro( << "Invalid region border" );
454		} // end else
455
456		} // end of while
457
458		// If any borders remain in thisRegionBordersIt, put them in the back
459		while ( thisRegionBordersIt != endOfThisRegionBorders )
460		{
461		m_RegionBorderVector.push_back( *thisRegionBordersIt );
462		thisRegionBordersIt++;
463		}
464
465		// If any borders remain in thatRegionBorders, put them to the back
466		while ( thatRegionBordersIt != endOfThatRegionBorders )
467		{
468		m_RegionBorderVector.push_back( *thatRegionBordersIt );
469		thatRegionBordersIt++;
470		}
471
472		} // end SpliceRegionBorders
473
474
475		void
476		KLMSegmentationRegion
477		::UpdateRegionBorderLambda()
478		{
479		// Check if the number of borders for this region is NULL
480		if( m_RegionBorderVector.empty() )
481		{
482		itkExceptionMacro(<< "The region border for computing Lambda is NULL" );
483		}
484
485		// Set up the iterator to loop through the region border vector
486		RegionBorderVectorIterator
487		regionBorderVectorIt    = m_RegionBorderVector.begin();
488		RegionBorderVectorIterator
489		regionBorderVectorItEnd = m_RegionBorderVector.end();
490
491		// Loop through the entire border list and update the Lambda values
492		while( regionBorderVectorIt != regionBorderVectorItEnd )
493		{
494		(*regionBorderVectorIt)->EvaluateLambda();
495		++regionBorderVectorIt;
496		} // End while loop
497
498		} // end UpdateRegionBorderLambda
499
500
501		void
502		KLMSegmentationRegion
503		::DeleteAllRegionBorders()
504		{
505
506		m_RegionBorderVector.resize( 0 );
507
508		} // end DeleteAllRegionBorders
509
510
511		KLMSegmentationRegion::RegionBorderVectorIterator
512		KLMSegmentationRegion
513		::GetRegionBorderItBegin()
514		{
515
516		return m_RegionBorderVector.begin();
517
518		} // end GetRegionBorderItBegin
519
520
521		KLMSegmentationRegion::RegionBorderVectorConstIterator
522		KLMSegmentationRegion
523		::GetRegionBorderConstItBegin()
524		{
525
526		return m_RegionBorderVector.begin();
527
528		} // end GetRegionBorderConstItBegin
529
530
531		KLMSegmentationRegion::RegionBorderVectorIterator
532		KLMSegmentationRegion
533		::GetRegionBorderItEnd()
534		{
535
536		return m_RegionBorderVector.end();
537
538		} // end GetRegionBorderItEnd
539
540
541		KLMSegmentationRegion::RegionBorderVectorConstIterator
542		KLMSegmentationRegion
543		::GetRegionBorderConstItEnd()
544		{
545
546		return m_RegionBorderVector.end();
547
548		} // end GetRegionBorderConstItEnd
549
550
551		int
552		KLMSegmentationRegion
553		::GetRegionBorderSize() const
554		{
555
556		return m_RegionBorderVector.size();
557
558		} // end GetRegionBorderSize
559
560
561		void
562		KLMSegmentationRegion
563		::PrintRegionInfo()
564		{
565		int region1label;
566		int region2label;
567
568		// If there are border pointers print the results
569		RegionBorderVectorIterator tempVectorIt;
570
571		std::cout << "------------------------------" << std::endl;
572		std::cout << "Location   : " << this << std::endl;
573		std::cout << "Label      : " << (this->GetRegionLabel()) << std::endl;
574		std::cout << "Area       : " << (this->GetRegionArea()) << std::endl;
575		std::cout << "Mean       : " << (this->GetMeanRegionIntensity()) << std::endl;
576	LEN	std::cout << "Num Borders: " << static_cast<int>( m_RegionBorderVector.size() ) << std::endl;
577		std::cout << "++++++++++++++++++++++++++++++" << std::endl;
578
579		// If there are border pointers print the results
580		tempVectorIt = m_RegionBorderVector.begin();
581		for( unsigned int k = 0; k < m_RegionBorderVector.size(); k++ )
582		{
583		region1label = (*tempVectorIt)->GetRegion1()->GetRegionLabel();
584		region2label = (*tempVectorIt)->GetRegion2()->GetRegionLabel();
585
586		std::cout << "Border Ptr :" << (*tempVectorIt) << "( " <<
587		region1label << " - " << region2label << " )" << " Lambda = " <<
588		(*tempVectorIt)->GetLambda() << std::endl;
589
590		tempVectorIt++;
591		} // end for
592
593		std::cout << "------------------------------" << std::endl;
594
595		} //end PrintRegionInfo
596
597		} // namespace itk
598
599
600		#endif
601

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