ITK 实现 RBG 图片读取、平移旋转等操作

灰度图读取介绍

itk 默认读取图片的格式为灰度图，读取过程分为下面三个部分：

• 定义 PixelType，一般 为 float 或 unsigned char;
• 通过 itk::Image<Pixeltype,Dimension> 完成图像类型的定义;
• 利用 itk::FileImageName 创建 reader 实例，并通过文件路径对单通道图片、或 Mha 三维图像读取，

下方为其中的核心代码：

using PixlType = unsigned char;

using ImageType = itk::Image<PixlType,3>;
using ReaderType = itk::ImageFileReader<ImageType>;	

ReaderType::Pointer reader = ReaderType::New();

reader->SetFileName(OpenPath);

RGB 读取流程

与灰度图不同的是，针对 RGB 图像，ITK 提供了一个专有的类 itk::RGBPixel() ，用于像素类型定义，而后面图像类型定义、图像读取与 Gray 图没有太大的区别

为了加深理解应用，这里写了一个例子；代码功能流程如下：

• 读取 RGB 图像
• 图像读取之后沿着X 、Y轴分别平移，以图像中心作为中心进行旋转某一角度;
• 变换后的图像再以 RGB 图像格式进行保存；

#include<itkRGBPixel.h>
#include<itkImage.h>
#include<itkImageFileReader.h>
#include<itkImageFileWriter.h>
#include<itkPNGImageIOFactory.h>
#include<itkResampleImageFilter.h>
#include<itkCenteredRigid2DTransform.h>

#include<iostream>
#include<cmath>

# define PI acos(-1)

using namespace std;

int RGB_Read_main()
{

	itk::PNGImageIOFactory::RegisterOneFactory();

	string Open_Path = "D:/ceshi1/1/203.png";
	string Save_Path = "D:/ceshi1/1/203_1.png";


	using PixelType = itk::RGBPixel<unsigned char>;

	constexpr unsigned int Dimension = 2;
	using ImageType = itk::Image<PixelType, Dimension>;

	using ReadType = itk::ImageFileReader<ImageType>;
	using WriteType = itk::ImageFileWriter<ImageType>;

	ReadType::Pointer reader = ReadType::New();
	WriteType::Pointer writer = WriteType::New();


	reader->SetFileName(Open_Path);
	writer->SetFileName(Save_Path);

	reader->Update();

	const ImageType::SpacingType& spacing = reader->GetOutput()->GetSpacing();
	const ImageType::PointType& origin = reader->GetOutput()->GetOrigin();
	const ImageType::SizeType size = reader->GetOutput()->GetLargestPossibleRegion().GetSize();


	using TransformType = itk::CenteredRigid2DTransform<double>;
	using RescaleImageType = itk::ResampleImageFilter<ImageType, ImageType>;

	TransformType::Pointer transform = TransformType::New();
	RescaleImageType::Pointer rescale = RescaleImageType::New();

	TransformType::OutputVectorType translation1;
	translation1[0] = 12.0;
	translation1[1] = 13.1;

	const double imageCenterx = origin[0] + spacing[0] * size[0] / 2.0;
	const double imageCenterY = origin[1] + spacing[1] * size[1] / 2.0;

	transform->SetTranslation(translation1);
	transform->SetAngle(2 * PI / 180.0);

	TransformType::OutputPointType Center;
	Center[0] = imageCenterx;
	Center[1] = imageCenterY;
	transform->SetCenter(Center);

	cout << "Center1 ::" << imageCenterx << endl;
	cout << "Center2::" << imageCenterY << endl;


	rescale->SetDefaultPixelValue(100);
	rescale->SetTransform(transform);
	rescale->SetSize(reader->GetOutput()->GetLargestPossibleRegion().GetSize());
	rescale->SetOutputOrigin(reader->GetOutput()->GetOrigin());
	rescale->SetOutputSpacing(reader->GetOutput()->GetSpacing());
	rescale->SetOutputDirection(reader->GetOutput()->GetDirection());
	rescale->SetInput(reader->GetOutput());

	writer->SetInput(rescale->GetOutput());


	try
	{
		writer->Update();
		cout << "Sucessfully Converted !" << endl;
		return EXIT_SUCCESS;
	}
	catch (itk::ExceptionObject & e)
	{
		cout << e.what() << endl;
		cout << "Expectation  Caught!!!" << endl;
		return EXIT_FAILURE;
	}


}

代码中实现图像变换，用到的是 itkCenteredRigid2DTransform.h 类，该类的基本功能就是面向 2D 图像进行中心刚性变换；用 CenteredRigid2DTransform 做变换时，需要提供三个参数：1，x、y 轴平移量；2，旋转中心坐标；3，旋转弧度(弧度 = 角度*Π/180，这里设置的是双精度 )；

最后把 transform 矩阵应用到源图像时，需要借助 ResampleImageFilter 对源图像做重采样操作，最后结果如下：

这里设定的参数分别为：

• X、Y 轴平移量12.0,13.1;
• 旋转中心：源图像中心点；
• 旋转角度：20°*Π/180；