home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ The C Users' Group Library 1994 August / wc-cdrom-cusersgrouplibrary-1994-08.iso / vol_200 / 293_02 / gy.c < prev    next >
C/C++ Source or Header  |  1989-08-25  |  6KB  |  180 lines
  1. /**********************  gy.c  ***************************************
  2.  
  3.       3-D Reconstruction of Medical Images
  4.  
  5.     Three Dimensional Reconstruction Of Medical
  6.     Images from Serial Slices - CT, MRI, Ultrasound
  7.  
  8.  
  9.    These programs process a set of slices images (scans) for one
  10.    patient. It outputs two sets of files containing nine predefined
  11.    views of bony surfaces. One set contains distance values and
  12.    the other gradient values.
  13.  
  14.    The distance values are used as 3-D spatial topographic surface
  15.    coordinate maps for geometrical analysis of the scanned object.
  16.  
  17.    The gradient values are used for rendering the surface maps on
  18.    CRT displays for subjective viewing where perception of small
  19.    surface details is important.
  20.  
  21.     Daniel Geist, B.S.
  22.     Michael W. Vannier, M.D.
  23.  
  24.     Mallinckrodt Institute of Radiology
  25.     Washington University School of Medicine
  26.     510 S. Kingshighway Blvd.
  27.     St. Louis, Mo. 63110
  28.  
  29.     These programs may be copied and used freely for non-commercial
  30.     purposes by developers with inclusion of this notice.
  31.  
  32.  
  33. ********************************************************************/
  34. #include <stdio.h>
  35. #include <math.h>
  36. #define DZ    3.0
  37. #define DX    1.0
  38. #define DY    1.0
  39. #define PI    3.141592653
  40. int outfile,ZMAX,FIRSTSLICE,LASTSLICE,THRESHOLD,
  41.     RIGHTMID,LEFTMID,TOPINT,midslice,midline;
  42. int huge  buffer[3][19][256];
  43.  
  44. /*            standard 18 output files ( 9 views x 2) */
  45. char *fnamein="ctbild.000",*fgfr="gfr.out",*fdfr="dfr.out";
  46. succ(i)
  47. int i;
  48. {return(i==18?0:i+1);}
  49. prev(i)
  50. int i;
  51. {return(i==0?18:i-1);}
  52. setfilename(filenum)
  53. int filenum;
  54. {fnamein[7]=filenum/100+'0';
  55.  fnamein[8]=(filenum%100)/10+'0';
  56.  fnamein[9]='0'+filenum%10;
  57. }
  58. readline(filenum,line,bufslice,bufline)
  59. int filenum,line,bufslice,bufline;
  60. {FILE *fn;
  61.  setfilename(filenum);
  62.  fn=fopen(fnamein,"rb");
  63.  fseek(fn,(long)512*(line+1),SEEK_SET);
  64.  fread(buffer[bufslice][bufline],1,512,fn);
  65.  fclose(fn);
  66. }
  67. readsection(firstfile,bufslice,bufline,line)
  68. int firstfile,bufslice,bufline,line;
  69. {int file;
  70.  for(file=firstfile;file<firstfile+3;file++){
  71.        readline(file,line,bufslice,bufline);
  72.        bufslice=(bufslice==2)?0:bufslice+1;
  73.  }
  74. }
  75. readblock(firstfile)
  76. int firstfile;
  77. {int fil,i,j;
  78.  FILE *fn;
  79.  for(fil=firstfile,i=0;i<3;i++,fil++){
  80.      setfilename(fil);
  81.      fn=fopen(fnamein,"rb");
  82.      fseek(fn,(long)512*238,SEEK_SET);
  83.      for(j=18;j>=0;j--) fread(buffer[i][j],1,512,fn);
  84.      fclose(fn);
  85.  }
  86. }
  87. /******************* VAR1Y ****************************/
  88. /*place of change on y axis reference to point (positive search) */
  89. double var1y(x,line,z,y)
  90. int x,line,z,y;
  91. {int i,j;
  92.  double delta1,delta;
  93.   i=line; j=y;
  94.   while((buffer[z][i][x]>=THRESHOLD)&&(j>0)&&((y-j)<9)){
  95.        i=prev(i);
  96.        j--;
  97.   }
  98.   if(buffer[z][i][x]>=THRESHOLD)return(DY*(j-y));
  99.   while((buffer[z][i][x]<THRESHOLD)&&(j<255)&&((j-y)<9)){
  100.        i=succ(i);
  101.        j++;
  102.   }
  103.   if(buffer[z][i][x]<THRESHOLD)return(DY*(j-y));
  104.   else {
  105.         delta1=THRESHOLD-buffer[z][i][x];
  106.         delta=buffer[z][i][x]-buffer[z][i-1][x];
  107.         return((delta1/delta+j-y)*DY);
  108.   }
  109. }
  110. /**************** GETGRADY ***************************************/
  111. /* grad=  2048*(normalized @F/@y of surface func F)              */
  112. /*****************************************************************/
  113. unsigned char getgrady(func,x,line,slice,y)
  114. int func,x,line,slice,y;
  115. {double sx[2],sz[2],gx,gy,gz;
  116.  unsigned char gyint;
  117.      /* get x and z components of gradient */
  118.   sz[0]=var1y(x,line,0,y);
  119.   sz[1]=var1y(x,line,2,y);
  120.   gz=(sz[1]-sz[0])/(2*DZ);
  121.   sx[0]=var1y(x-1,y,slice,y);
  122.   sx[1]=var1y(x+1,y,slice,y);
  123.   gx=(sx[1]-sx[0])/(2*DX);
  124.      /*compute gy - normalized y component of gradient */
  125.   gy=1/sqrt(1+gz*gz+gx*gx);
  126.   gyint=256*gy+0.5;      /*scale gy by 256 */
  127.   return(gyint);
  128. }
  129.  
  130. /**********************************************************/
  131. /**** MAIN ***** MAIN ***** MAIN ***** MAIN ***** MAIN ****/
  132. /**********************************************************/
  133. main()
  134. {int x,y,z,i,j,k,r;
  135.  FILE *fg,*fd;
  136.  unsigned char lined[256],lineg[256];
  137.  midslice=1;
  138.  midline=1;   
  139. /* first get some parameters from user */
  140.  printf("Enter Starting scan number: ");
  141.  scanf("%d",&FIRSTSLICE);
  142.  printf("Enter ending scan number: ");
  143.  scanf("%d",&LASTSLICE);
  144.  ZMAX=LASTSLICE-FIRSTSLICE+1;
  145.  printf("Enter threshold number: ");
  146.  scanf("%d",&THRESHOLD);
  147.  THRESHOLD+=1024;
  148.  /*creat files for first pass */
  149.  fd=fopen(fdfr,"wb");
  150.  fg=fopen(fgfr,"wb");
  151.  /* read first 3 scans */
  152.  readblock(FIRSTSLICE);
  153.  /* first pass on scan data (forward) */
  154.  printf("Begining computation of REAR,LEFT,REAR,and LEFT-MID views\n");
  155.  for(z=FIRSTSLICE+1;z<LASTSLICE;z++){                 /*for each slice */
  156.        for(i=0;i<256;i++){
  157.              lineg[i]=0;
  158.              lined[i]=0;
  159.        }
  160.       for(y=254;y>1;y--){ /*for each line*/
  161.              for(x=1;x<255;x++)if( buffer[1][midline][x]>=THRESHOLD){
  162.                  if(lined[x]==0){
  163.                        lineg[x]=getgrady(0,x,midline,1,255-y);
  164.                        lined[x]=y;
  165.                  }
  166.              }
  167.              if((y>9)&&(y<247)) 
  168.                 readsection(z-1,0,(midline>8)?midline-9:midline+10,y-10);
  169.              midline=succ(midline);
  170.        }
  171.        fwrite(lineg,1,256,fg);
  172.        fwrite(lined,1,256,fd);
  173.        printf("did slice %d\n",z);
  174.        if(z<LASTSLICE-1) readblock(z);
  175.        midline=1;
  176.  }
  177.  fclose(fg);
  178.  fclose(fd);
  179. }
  180.