[开发工具]win10+visual studio 2022+itk+生成drr

前言

为了使用CT模拟照射生成drr（关于drr，默认大家已经知道），捣鼓了一阵itk，现在将有关内容记录一下，同时希望对其他同学有帮助。

1. 编译itk

1.1 准备工具

• cmake，按照相关教程下载安装
• visual studio 2022，按照相关教程下载安装
• itk官网下载itk的压缩包
  

1.2 准备3个文件夹

• src，用来放置解压的itk源文件，解压下载的itk压缩包到这个文件夹中
• bin，用来放置cmake的生成文件
• release，用来放置visual studio 2022生成的最终可使用的文件

1.3 cmake的工作

• 首先放置好文件夹路径，勾上对应旋转
  
• 然后点击：$\text{config}$
  
• 设置$\text{vs2022}$ 和$\text{x64}$，点击完成
  
  然后它自己会运行一会儿，等出现$Configuringdone$的时候，会出现一大片红色区域，不用慌，且看下一步。
• 修改cmke的$\text{2}$个地方
  • 第1个地方是： 添加勾选BUILD_SHARED_LIBS，生成dll
  • 第2个地方是：在CMAKE下，修改CMAKE_INSTALL_PREFIX为之前建好的release文件夹
    
    然后再点击$config$。它又会运行一段时间，然后等出现$Configuringdone$的时候，就只有1个地方是红的了。
    
    没关系，继续点$config$，不出意外，这次就没有红的了。
    综上所述，总共点了$3$次$config$。
• 点击$\text{Generate}$，生成文件到$bin$文件夹
  
  等出现$Generatingdone$的时候，点击$OpenProject$
  
  这个时候会通过vs2022打开bin文件夹下的一个项目，加载需要一段时间，耐心等待。

1.4 visual studio 2022的工作

• 第1步，选择$生成?批生成$
  
• 第2步，勾选ALL_BUILD，选择release，点击生成。这一步费时较长。
  
  检查是否生成成功：
  
• 第3步，安装。
  同样也是通过$生成?批生成$，取消掉之前的ALL_BUILD的勾选，勾选INSTALL的release版本，点击生成。
  
  等生成完毕之后，就会在之前建的$release$文件夹下生成4个文件夹：
  
  
  其中，主要用到这个三个目录
  • bin文件夹：保存生成的dll，后面要配置到环境变量中
  • include: 包含目录
  • lib：库目录
    至此，第1部分，编译itk就做完了。

2. 使用编译完成的itk

为了测试我们生成的文件是否有效，应该搞一段代码来测试一下

2.1 配置bin目录的环境变量

2.2 重启电脑

这是为了使得配置的bin目录生效。

2.3 新建工程测试

新建一个空项目，添加一个cpp文件，把下面这段代码贴上去：

#include <itkImage.h>
#include <itkImageFileReader.h>
#include <itkImageFileWriter.h>
#include <itkResampleImageFilter.h>
#include <itkCenteredEuler3DTransform.h>
#include <itkNearestNeighborInterpolateImageFunction.h>
#include <itkImageRegionIteratorWithIndex.h>
#include <itkRescaleIntensityImageFilter.h>
#include <itkGDCMImageIO.h>
#include <itkPNGImageIO.h>
#include <itkPNGImageIOFactory.h>
#include <itkGDCMSeriesFileNames.h>
#include <itkImageSeriesReader.h>
#include <itkImageSeriesWriter.h>
#include <itkNumericSeriesFileNames.h>
#include <itkGiplImageIOFactory.h>
#include <itkCastImageFilter.h>
#include <itkNIFTIImageIO.h>
#include <itkNIFTIImageIOFactory.h>
#include <itkMetaImageIOFactory.h>
#include <itkRayCastInterpolateImageFunction.h>
#include <iostream>
#include <io.h>

using namespace std;

int main() {
	// 你自己的CT文件的nii路径
	const string file_path = "E:/hip_data/images/001.nii.gz";
	
	const string out_drr = "drr/"; // 自己在当前项目下建一个drr的文件夹
	
	string save_path = out_drr + "dr4.png";
	cout << "input_path = " << file_path << endl;
	cout << "save_path = " << save_path << endl;

	bool ok;
	bool verbose = false;

	float rx = -90;
	float ry = 0;
	float rz = 0;

	float tx = 0;
	float ty = 0;
	float tz = 0;

	float cx = 0;
	float cy = 0;
	float cz = 0;

	float sid = 400;

	float sx = 1.5;
	float sy = 1.5;

	int dx = 512;
	int dy = 512;

	float o2Dx = 0;
	float o2Dy = 0;

	double threshold = -400;

	const unsigned int Dimension = 3;
	using InputPixelType = float;
	using OutputPixelType = unsigned char;
	using InputImageType = itk::Image<InputPixelType, Dimension>;
	using OutputImageType = itk::Image<OutputPixelType, Dimension>;

	InputImageType::Pointer image;
	
	using ReaderType = itk::ImageFileReader<InputImageType>;
	ReaderType::Pointer reader = ReaderType::New();
	itk::NiftiImageIOFactory::RegisterOneFactory();
	reader->SetFileName(file_path);
	try {
		reader->Update();
	}
	catch (itk::ExceptionObject& err) {
		cerr << "error exception object caught!" << endl;
		cerr << err.what() << endl;
		return EXIT_FAILURE;
	}
	image = reader->GetOutput();

	if (verbose) {
		const InputImageType::SpacingType spacing = image->GetSpacing();
		cout << endl << "Input: ";

		InputImageType::RegionType region = image->GetBufferedRegion();
		region.Print(cout);

		cout << " Resolution: [";
		for (int i = 0; i < Dimension; i++) {
			cout << spacing[i];
			if (i < Dimension - 1) cout << ", ";
		}
		cout << "]" << endl;

		const InputImageType::PointType origin = image->GetOrigin();
		cout << " Origin: [";
		for (int i = 0; i < Dimension; i++) {
			cout << origin[i];
			if (i < Dimension - 1) cout << ", ";
		}
		cout << "]" << endl << endl;
	}


	using FilterType = itk::ResampleImageFilter<InputImageType, InputImageType>;
	FilterType::Pointer filter = FilterType::New();
	filter->SetInput(image);
	filter->SetDefaultPixelValue(0);

	using TransformType = itk::CenteredEuler3DTransform<double>;
	TransformType::Pointer transform = TransformType::New();

	transform->SetComputeZYX(true);
	TransformType::OutputVectorType translation;

	translation[0] = tx;
	translation[1] = ty;
	translation[2] = tz;

	const double dtr = atan(1.0) * 4.0 / 180.0;

	transform->SetTranslation(translation);
	transform->SetRotation(dtr * rx, dtr * ry, dtr * rz);

	InputImageType::PointType imOrigin = image->GetOrigin();
	InputImageType::SpacingType imRes = image->GetSpacing();

	using InputImageRegionType = InputImageType::RegionType;
	using InputImageSizeType = InputImageRegionType::SizeType;

	InputImageRegionType imRegion = image->GetBufferedRegion();
	InputImageSizeType imSize = imRegion.GetSize();

	imOrigin[0] += imRes[0] * static_cast<double>(imSize[0]) / 2.0;
	imOrigin[1] += imRes[1] * static_cast<double>(imSize[1]) / 2.0;
	imOrigin[2] += imRes[2] * static_cast<double>(imSize[2]) / 2.0;
	
	TransformType::InputPointType center;
	center[0] = cx + imOrigin[0];
	center[1] = cy + imOrigin[1];
	center[2] = cz + imOrigin[2];
	transform->SetCenter(center);

	if (verbose) {
		cout << "Image size: " << imSize[0] << ", " << imSize[1] << ", " << imSize[2]
			<< endl << " resolution: " << imRes[0] << ", " << imRes[1] << ", " << imRes[2]
			<< endl << " origin: " << imOrigin[0] << ", " << imOrigin[1] << ", " <<
			imOrigin[2] << endl << " center: " << center[0] << ", " << center[1]
			<< ", " << center[2] << endl << "Transform: " << transform << endl;
	}
	using InterpolatorType = itk::RayCastInterpolateImageFunction<InputImageType, double>;
	InterpolatorType::Pointer interpolator = InterpolatorType::New();
	interpolator->SetTransform(transform);

	interpolator->SetThreshold(threshold);
	InterpolatorType::InputPointType focalpoint;

	focalpoint[0] = imOrigin[0];
	focalpoint[1] = imOrigin[1];
	focalpoint[2] = imOrigin[2] - sid / 2.0;

	interpolator->SetFocalPoint(focalpoint);

	if (verbose) {
		cout << "Focal Point: "
			<< focalpoint[0] << ", "
			<< focalpoint[1] << ", "
			<< focalpoint[2] << endl;
	}
	interpolator->Print(std::cout);

	filter->SetInterpolator(interpolator);
	filter->SetTransform(transform);

	// setup the scene
	InputImageType::SizeType   size;
	size[0] = dx;  // number of pixels along X of the 2D DRR image
	size[1] = dy;  // number of pixels along Y of the 2D DRR image
	size[2] = 1;   // only one slice

	filter->SetSize(size);

	InputImageType::SpacingType spacing;

	spacing[0] = sx;  // pixel spacing along X of the 2D DRR image [mm]
	spacing[1] = sy;  // pixel spacing along Y of the 2D DRR image [mm]
	spacing[2] = 1.0; // slice thickness of the 2D DRR image [mm]
	filter->SetOutputSpacing(spacing);

	if (verbose)
	{
		std::cout << "Output image size: "
			<< size[0] << ", "
			<< size[1] << ", "
			<< size[2] << std::endl;

		std::cout << "Output image spacing: "
			<< spacing[0] << ", "
			<< spacing[1] << ", "
			<< spacing[2] << std::endl;
	}

	double origin[Dimension];
	origin[0] = imOrigin[0] + o2Dx - sx * ((double)dx - 1.) / 2.;
	origin[1] = imOrigin[1] + o2Dy - sy * ((double)dy - 1.) / 2.;
	origin[2] = imOrigin[2] + sid / 2.;
	filter->SetOutputOrigin(origin);
	if (verbose)
	{
		std::cout << "Output image origin: "
			<< origin[0] << ", "
			<< origin[1] << ", "
			<< origin[2] << std::endl;
	}

	// create writer
	using RescaleFilterType = itk::RescaleIntensityImageFilter<InputImageType, OutputImageType>;
	RescaleFilterType::Pointer rescaler = RescaleFilterType::New();
	rescaler->SetOutputMinimum(0);
	rescaler->SetOutputMaximum(255);
	rescaler->SetInput(filter->GetOutput());

	using WriterType = itk::ImageFileWriter<OutputImageType>;
	WriterType::Pointer writer = WriterType::New();

	using pngType = itk::PNGImageIO;
	pngType::Pointer pngIO1 = pngType::New();
	itk::PNGImageIOFactory::RegisterOneFactory();
	writer->SetFileName(save_path);
	writer->SetImageIO(pngIO1);
	writer->SetImageIO(itk::PNGImageIO::New());
	writer->SetInput(rescaler->GetOutput());
	try
	{
		std::cout << "Writing image: " << save_path << std::endl;
		writer->Update();
	}
	catch (itk::ExceptionObject& err)
	{
		std::cerr << "ERROR: ExceptionObject caught !" << std::endl;
		std::cerr << err << std::endl;
	}


	return 0;
}

显然会报很多错误，因为我们还没有对项目进行配置。

• 第1，构造属性表，选择属性管理器—>release|x64，右键，选择添加新的属性表
  
  
  随意命名一下吧，然后双击打开它。
• 包含目录，添加$include$文件夹
  
  
• 库目录，选择$lib$文件夹
  
• lib文件添加。在链接器—>输入—>附加依赖项里面将$lib$文件夹下的所有后缀为$.lib$的文件全部添加进去。
  
  在该文件夹下使用cmd命令行生成txt：
  
  打开txt复制粘贴上去。点击确定
  
  点击应用，确定
  
• 最后一步
  回来发现还是红的，最后将debug改成release就可以了。因为我们编译的是release版本。
  
• 在当前项目下新建drr文件夹，修改自己的ct数据路径，就可以调试运行了
  

最后在drr文件夹中生成的drr图像

大功告成