VTK图像处理之访问图像像素值

图像像素值的访问与修改是最常用的一种操作。VTK提供了两种访问图像像素值的访问。

一、直接访问

　　第一种方法是直接发访问vtkImageData的数据数组。vtkImageData提供了GetScalarPointer()函数获取数据数组指针，该函数有三种形式：

virtual void* GetScalarPointer（int coordinates[3]）;virtual void* GetScalarPointer（int x, int y, int z）;virtual void* GetScalarPointer（）;

前两种形式根据给定的像素索引得到指定的像素值，注意返回的是第（x,y,z）个像素值的地址。而第三种形式是返回图像数据数组的头指针，然后根据头指针可以依次访问索引像素。

示例演示

使用GetScalarPointer遍历图像像素。

CMakeLists.txt代码

CMAKE_MINIMUM_REQUIRED(VERSION 2.8)PROJECT(VisitImagePixelDirectlyExample)FIND_PACKAGE(VTK REQUIRED)INCLUDE(${VTK_USE_FILE})ADD_EXECUTABLE(VisitImagePixelDirectlyExample   VisitImagePixelDirectlyExample.cpp)TARGET_LINK_LIBRARIES(VisitImagePixelDirectlyExample ${VTK_LIBRARIES})

VisitImagePixelDirectlyExample.cpp文件代码如下：

/**********************************************************************文件名: VisitImagePixelDirectlyExample.cppCopyright (c) 阿Bin先生. All rights reserved.更多信息请访问: http://blog.csdn.net/webzhuce**********************************************************************/#include <vtkSmartPointer.h>#include <vtkImageViewer2.h>#include <vtkRenderWindow.h>#include <vtkRenderWindowInteractor.h>#include <vtkRenderer.h>#include <vtkBMPReader.h>#include <vtkImageData.h>int main(int argc, char* argv[]){    vtkSmartPointer<vtkBMPReader> reader =        vtkSmartPointer<vtkBMPReader>::New();    //测试图像：E:\TestData\masonry.bmp    reader->SetFileName("E:\\TestData\\masonry.bmp");    reader->Update();    int dims[3];    reader->GetOutput()->GetDimensions(dims);    int nbOfComp;    nbOfComp = reader->GetOutput()->GetNumberOfScalarComponents();    for(int k=0; k<dims[2]; k++)    {        for(int j=0; j<dims[1]; j++)        {            for(int i=0; i<dims[0]; i++)            {                if(i<100 && j<100)                {                    unsigned char * pixel =                         (unsigned char *) ( reader->GetOutput()->GetScalarPointer(i, j, k) );                    *pixel = 0;                    *(pixel+1) = 0;                    *(pixel+2) = 0;                }            }        }    }    vtkSmartPointer<vtkImageViewer2> imageViewer =        vtkSmartPointer<vtkImageViewer2>::New();    imageViewer->SetInputConnection(reader->GetOutputPort());    vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> renderWindowInteractor =        vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();    imageViewer->SetupInteractor(renderWindowInteractor);    imageViewer->Render();    imageViewer->GetRenderer()->ResetCamera();    imageViewer->Render();    imageViewer->GetRenderer()->SetBackground(1.0, 1.0, 1.0);    imageViewer->SetSize(640, 480);    imageViewer->GetRenderWindow()->SetWindowName("VisitImagePixelDirectlyExample");    renderWindowInteractor->Start();    return EXIT_SUCCESS;}

运行结果：

　　示例实现了将图像的100*100大小的区域设置为黑色。通过GetScalarPointer（i，j，k）函数获取访问图像像素值。需要注意的是，GetScalarPointer()函数返回的是void*类型，因此需要根据图像的实际类型进行强制转换。示例中将像素数组的头指针类型转换为unsigned char*。
　　此外，需要注意的地方：VTK彩色以及矢量图像采用的是如下图所示的像素存储格式：
　　

　　因此在修改RGB图像以及矢量图像像素时，需要根据像素的元组的组分数目来访问。示例中先获得第（i，j，k）个像素的地址也就是R值的地址，然后将地址加1来访问后续G值和B值。如果对像素的元组组分不确定，可以通过函数GetNumberOfScalarComponent()获取，代码如下：

int nbOfComp = reader->GetOutput->GetNumberOfScalarComponent()

二、迭代器访问

　　第二种方法是用vtkImageIterator类实现迭代器方法访问图像像素。该类是一个模板类，使用时，需要提供迭代的图像像素类型以及迭代的区域大小。

示例演示

CMakeLists.txt代码

CMAKE_MINIMUM_REQUIRED(VERSION 2.8)PROJECT(VisitImagePixelIterativelyExample)FIND_PACKAGE(VTK REQUIRED)INCLUDE(${VTK_USE_FILE})ADD_EXECUTABLE(VisitImagePixelIterativelyExampleVisitImagePixelIterativelyExample.cpp)TARGET_LINK_LIBRARIES(VisitImagePixelIterativelyExample ${VTK_LIBRARIES})

VisitImagePixelIterativelyExample.cpp文件代码如下：

/**********************************************************************文件名: VisitImagePixelIterativelyExample.cppCopyright (c) 阿Bin先生. All rights reserved.更多信息请访问: http://blog.csdn.net/webzhuce**********************************************************************/#include <vtkSmartPointer.h>#include <vtkImageViewer2.h>#include <vtkRenderWindow.h>#include <vtkRenderWindowInteractor.h>#include <vtkRenderer.h>#include <vtkBMPReader.h>#include <vtkImageData.h>#include <vtkImageIterator.h>int main(int argc, char* argv[]){    vtkSmartPointer<vtkBMPReader> reader =        vtkSmartPointer<vtkBMPReader>::New();    //测试图像：E:\\TestData\\masonry.bmp    reader->SetFileName ( "E:\\TestData\\masonry.bmp" );    reader->Update();    int subRegion[6] = {0,100, 0, 100, 0, 0};    vtkImageIterator<unsigned char> it(reader->GetOutput(), subRegion);    while(!it.IsAtEnd())    {        unsigned char *inSI = it.BeginSpan();        unsigned char *inSIEnd = it.EndSpan();        while(inSI != inSIEnd)        {            *inSI = 255-*inSI;            ++inSI;        }        it.NextSpan();    }    vtkSmartPointer<vtkImageViewer2> imageViewer =        vtkSmartPointer<vtkImageViewer2>::New();    imageViewer->SetInputConnection(reader->GetOutputPort());    vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> renderWindowInteractor =        vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();    imageViewer->SetupInteractor(renderWindowInteractor);    imageViewer->Render();    imageViewer->GetRenderer()->ResetCamera();    imageViewer->Render();    imageViewer->GetRenderer()->SetBackground(1.0, 1.0, 1.0);    imageViewer->SetSize(640, 480);    imageViewer->GetRenderWindow()->SetWindowName("VisitImagePixelIterativelyExample");    renderWindowInteractor->Start();    return EXIT_SUCCESS;}

运行结果:

　　　示例读取了一幅BMP图像，然后定义一个子区域。注意：在定义子区域时，不要超过图像的大小范围。然后根据图像类型unsigned char定义一个图像迭代器it，定义it时有两个参数：一个是要访问的图像，另一个是访问的图像区域。设置完毕，迭代器开始工作第一个while循环是判断迭代器是否结束。进入循环后，对于每一个迭代器it，又存在第二个循环，判断的是当前像素的元组（Tuple）
是否迭代完毕。由于VTK中所有类型的图像格式都是vtkImageData，因此每个像素可能是标量，也可能是矢量。因此，每当访问到一个像素时需要迭代当前像素的元组。元组迭代时，inSI = it.BeginSpan()获取第一个组分，inEnd = it.EndSpan()表示组分迭代完毕。