VTK_Learning_图像信息的访问与修改（vtkImageData）（vtkImageChangeInformation）

た入场券 2023-06-28 09:00 9阅读 0赞

# 1.利用vtkImageData实现图像信息的访问与修改 #

> 数字图像文件内容由两个部分组成：图像头信息和数据。图像头信息定义了图像的基本信息，主要包括起点位置（Origin），像素间隔（space）和维数（dimension）。
> 
>  
> 
> vtkImageData中提供了多个函数用于访问或者获取图像的基本信息，这些函数通常使用Set或者Get加上相应的信息名的形式，例如获取图像维数的方法定义为GetDimensions()。

#  2.实验程序及运行结果 #

>     #include <vtkAutoInit.h>
>     VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL2);
>      
>     #include <vtkSmartPointer.h>
>     #include <vtkBMPReader.h>
>     #include <vtkImageData.h>
>     #include <vtkImageViewer2.h>
>     #include <vtkRenderer.h>
>     #include <vtkRenderWindow.h>
>     #include <vtkRenderWindowInteractor.h>
>      
>     int main()
>     {
>     	//读数据
>     	vtkSmartPointer<vtkBMPReader> reader =
>     		vtkSmartPointer<vtkBMPReader>::New();
>     	reader->SetFileName("lena.bmp");
>     	reader->Update();
>      
>     	//获取图像信息
>     	int dims[3];
>     	reader->GetOutput()->GetDimensions(dims);
>     	std::cout << "图像维数:" << dims[0] << "*" << dims[1] << "*" << dims[2] << std::endl;
>      
>     	double origin[3];
>     	reader->GetOutput()->GetOrigin(origin);
>     	std::cout << "图像中心:" << origin[0] << " " << origin[1] << " " << origin[2] << std::endl;
>      
>     	double spacing[3];
>     	reader->GetOutput()->GetSpacing(spacing);
>     	std::cout << "图像间距:" << spacing[0] << " " << spacing[1] << " " << spacing[2] << std::endl;
>     	
>     	//显示图像
>     	vtkSmartPointer<vtkImageViewer2> imgViewer =
>     		vtkSmartPointer<vtkImageViewer2>::New();
>     	imgViewer->SetInputConnection(reader->GetOutputPort());
>      
>     	vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> rwi =
>     		vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();
>     	imgViewer->SetupInteractor(rwi);
>     	imgViewer->Render();
>      
>     	imgViewer->GetRenderer()->ResetCamera();
>     	imgViewer->Render();
>      
>     	imgViewer->GetRenderer()->SetBackground(1.0, 1.0, 1.0);
>     	imgViewer->SetSize(640,480);
>      
>     	imgViewer->GetRenderWindow()->SetWindowName("GetImageInfo");
>     	rwi->Start();
>     	return 0;
>     }
> 
>  运行结果：
> 
>                                                      ![20170121145137820][]
> 
> 这个例子主要获取图像的三个信息:图像维数、图像原点、像素间隔。VTK中二维和三维图像都用vtkImageData表示，因此首先定义图像维数为dims\[3\]，然后利用GetDimensions()函数获取图像的维数；图像的原点和像素间隔都是物理空间数值，因此都是定义double类型。其中，图像维数为512\*512\*1，通过维数可以看成z方向的维数为1，说明该图像为二维图像；而图像的原点为(0,0,0)点，而像素间隔为(1,1,1)。  
>

# 3.类vtkImageChengeInformation用于图像信息修改  #

> vtkImageData中提供了多个Set函数用于设置图像的基本信息。当对一个管线的输出修改图像信息后，如果管线重新Update，那么这些修改都会恢复回原来的值。而vtkChangeImageInformation可以作为管线中的一个filter来修改图像信息。利用这个filter可以修改图像的原点，像素间隔以及范围起点（extent），另外还可以对图像平移缩放等操作。  
>  
> 
>     #include <vtkAutoInit.h>
>     VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL);
>      
>     #include <vtkSmartPointer.h>
>     #include <vtkBMPReader.h>
>     #include <vtkImageData.h>
>     #include <vtkImageChangeInformation.h>
>     #include <vtkImageViewer2.h>
>     #include <vtkRenderer.h>
>     #include <vtkRenderWindow.h>
>     #include <vtkRenderWindowInteractor.h>
>      
>      
>     int main()
>     {
>     	vtkSmartPointer<vtkBMPReader> reader =
>     		vtkSmartPointer<vtkBMPReader>::New();
>     	reader->SetFileName("lena.bmp");
>     	reader->Update();
>      
>     	int dims[3];
>     	double origin[3];
>     	double spacing[3];
>      
>     	reader->GetOutput()->GetDimensions(dims);
>     	std::cout << "图像维度：" << dims[0] << " " << dims[1] << " " << dims[2] << std::endl;
>     	reader->GetOutput()->GetOrigin(origin);
>     	std::cout << "图像中心：" << origin[0] << " " << origin[1] << " " << origin[2] << std::endl;
>     	reader->GetOutput()->GetSpacing(spacing);
>     	std::cout << "图像间隔：" << spacing[0] << " " << spacing[1] << " " << spacing[2] << std::endl;
>      
>     	vtkSmartPointer<vtkImageChangeInformation> changer =
>     		vtkSmartPointer<vtkImageChangeInformation>::New();
>     	changer->SetInputData(reader->GetOutput());
>     	changer->SetOutputOrigin(100, 100, 0);
>     	changer->SetOutputSpacing(10, 10, 1);
>     	changer->SetCenterImage(1);
>     	changer->Update();
>      
>     	changer->GetOutput()->GetDimensions(dims);
>     	std::cout << "图像维度：" << dims[0] << " " << dims[1] << " " << dims[2] << std::endl;
>     	changer->GetOutput()->GetOrigin(origin);
>     	std::cout << "图像中心：" << origin[0] << " " << origin[1] << " " << origin[2] << std::endl;
>     	changer->GetOutput()->GetSpacing(spacing);
>     	std::cout << "图像间隔：" << spacing[0] << " " << spacing[1] << " " << spacing[2] << std::endl;
>      
>     	vtkSmartPointer<vtkImageViewer2> imgViewer =
>     		vtkSmartPointer<vtkImageViewer2>::New();
>     	imgViewer->SetInputConnection(changer->GetOutputPort());
>      
>     	vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> rwi =
>     		vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();
>     	imgViewer->SetupInteractor(rwi);
>     	imgViewer->Render();
>      
>     	imgViewer->GetRenderer()->ResetCamera();
>     	imgViewer->GetRenderer()->SetBackground(1.0, 1.0, 1.0);
>     	imgViewer->Render();
>      
>     	imgViewer->GetRenderWindow()->SetWindowName("ChangeImageInfo");
>     	imgViewer->SetSize(640, 480);
>      
>     	rwi->Start();
>      
>     	return 0;
>     }
> 
> 输出结果：
> 
>                                      ![20170121180737976][]
> 
> 首先读入图像，由vtkImageData提供函数接口获取图像的维数，原点和像素间隔。然后定义vtkImageChangeInformation指针，并设置输出图像原点为（100, 100, 0），输出图像像素间隔为（10, 10, 1），然后调用CenterImage()函数将图像的原点置于图像的中心。  
> 操作后的结果使得图像的原点位于(-2555, -2555, 0)，SetOutputOrigin(100, 100, 0)并没有起作用。
> 
> 原因在哪里呢？
> 
> 如果看下CenterImage()函数的注释，可以发现该函数的作用是将（0, 0, 0）点置于图像的中心。当CenterImage该函数执行时会重写SetOutputOrigin()，所以SetOutputOrigin函数不会产生任何作用。那(-2555, -2555, 0)又是如何计算出来的呢？
> 
> 这个原理如下图所示：  
>                                                          ![20170121181433938][]
> 
> 根据图像的维数和像素间隔计算得到新的图像的宽度和高度为(512-1)\*10，初始图像的原点位于（0, 0,0），现在将图像的中心平移至原点，平移量为（-(512-1)\*10/2,(512-1)\*5/2, 0） = (-2555, -2555,0)。

[20170121145137820]: https://img-blog.csdn.net/20170121145137820
[20170121180737976]: https://img-blog.csdn.net/20170121180737976
[20170121181433938]: https://img-blog.csdn.net/20170121181433938