Praktikum Medizinische Bildverarbeitung in C# ... - Bernd Radig

Praktikum Medizinische Bildverarbeitung in C#:„Volume-Rendering“Technische Universität München / Lehrstuhl Informatik IX WS 05/06Dr. Michael Roth Prof. Dr. Bernd RadigAufgabe 7Blatt 2In Aufgabe 6 haben wir unser Programm um die Darstellung einer Bitmap erweitert,deren Name momentan „hardcodiert“, d.h. im Programm zur Kompilierzeit festgelegt ist. Indieser Aufgabe wird dieser Makel nun behoben, indem die Auswahl des Bildes durch denAnwender des Programms über die graphische Bedienoberfläche geschehen soll.Erweitern Sie Ihre VolumeRendering-Klasse um eine private Methode BuildMenu(),die verantwortlich für den Aufbau der Menüzeile des Programms ist. Das Menübesteht aus den zwei Unterpunkten „Load Image“ und „Quit“, die sich im Hauptmenüunter „File“ befinden.Wenn der Anwender einen Menüpunkt auswählt, sollen entsprechend die MethodenOnLoadImage() oder OnQuit() der Klasse VolumeRendering aufgerufen werden.Letztere Methode beendet das Programm, während OnLoadImage() dem Benutzerüber einen File-Dialog die Auswahl eines neuen Bildes ermöglicht.Der File-Dialog wird von der Klasse OpenFileDialog aus dem NamensraumSystem.Windows.Forms bereitgestellt.Nach dem Laden sollten Sie über eine geeignete Methode der Klasse Form einNeuzeichnen des Fensters auslösen, damit das neue Bild auch dargestellt wird.Da der Benutzer nun in der Lage ist, ein eigenes Bild zu laden, sollte die Bitmap zumProgrammstart auf null gesetzt werden, (d.h. es wird kein Bild referenziert). Umeinen Fehler zu vermeiden, darf in OnPaint() natürlich nur dann das Bild dargestelltwerden, wenn auch eines vorhanden ist.Welche Klassen werden für den Aufbau eines Menüs benötigt?Die relevanten Klassen des .NET-Frameworks für diese Aufgabe lauten MainMenu und MenuItemaus dem Namespace System.Windows.Forms. MainMenu stellt dabei die Menüzeile dar, welche amoberen Rand eines Form-Applikationsfenster dargestellt wird. MenuItems sind die Unterpunkte, diein das Menü eingehängt werden können. Ein MenuItem selbst kann wiederum ein oder mehrereMenuItems enthalten, so dass rekursiv ein Menübaum aufgebaut werden kann.Die Dokumentation des .NET-Frameworks enthält Beispielcode, der zeigt wie mit Hilfe dieserKlassen ein Menü erstellt werden kann.Seite 1 von 4

Wie kann man einen Menüpunkt mit dem Aufruf einer Methode verbinden?Die aufzurufende Methode muss zunächst eine ganz spezielle Form besitzen, sonst kann sie nicht als„Eventhandler“ für einen Menüpunkt verwendet werden, z.B.:protected void OnQuit( object sender, EventArgs args ){this.Close();}Die Parameterliste folgt der Konvention des .NET-Frameworks für Eventhandler, die Bedeutung derParameter ist für dies Aufgabe jedoch nicht wichtig, so dass wir sie ignorieren können.Derartige Methoden kann man nun bei der Erzeugung eines Menüpunkts als zusätzlichen Parameterverwenden, z.B.:quit = new MenuItem( "Quit" , new EventHandler( OnQuit ) );Dabei wird ein neuer Event-Handler erzeugt, der eine Referenz auf eine Methode besitzt, die späterbeim Eintreten des entsprechende Ereignisses aufgerufen wird.Aufgabe 8Nicht immer erfolgt das Einlesen eines Bildes so gutartig wie in Ihren ersten Tests inAufgabe 7. Probieren Sie einmal das Bild „corrupt.jpg“ einzulesen, das Sie auf denWWW-Seiten des Praktikumswww9.in.tum.de/praktika/praktCSharpMedBV.WS05/finden.Versuchen Sie herauszufinden, was die Fehlermeldungen bedeuten, die Ihr Programmbei diesem Test ausgibt und verhindern Sie das abrupte Beenden Ihres Programms imFehlerfall!Wie fängt man Exceptions (Ausnahmen) in C#?Eigentlich ganz analog zu JAVA oder C++, durch try-catch-(finally)-Blöcke:try{}catch( IOException e ){

Aufgabe 9Medizinische Bilddaten werden in der Regel nicht im BMP- oder JPEG-Formatgespeichert, weil diese zusätzliche Informationen wie „Name des Patienten“, „Datum derAufnahme“ ... enthalten können, die von den einfachen Bildformaten nicht unterstützt werden.Es existieren deshalb eigene Formate, von denen DICOM-3 (Digital Imaging andCOmmunications in Medicine in der dritten Version des Formats) der Standard ist.Auf den WWW-Seiten www9.in.tum.de/praktika/praktCSharpMedBV.WS05/ findenSie den Quellcode zu einer Klasse DicomStream, welche die Funktionalität zumLesen von Bilddaten aus DICOM-Dateien bereitstellt, sowie einige Testbilder imDICOM-Format.Fügen Sie DicomStream zu Ihrem Projekt hinzu und nützen Sie die bereitgestellteFunktionalität zum Aufbau einer Bitmap aus den Bilddaten einer DICOM-Datei, stattder Erzeugung aus einer JPEG-Datei.Die Dokumentation des Quellcodes von DicomStream zeigt Ihnen, wie es geht.Wie kann man einen Pixel in der Bitmap mit einem Grauwert setzen?Mit der Methode SetPixel() der Klasse Bitmap können Sie einzelnen Pixeln Ihrer Bitmap eine Farbeals Objekt der Klasse Color zuweisen. Color verwendet die übliche RGB-Darstellung von Farben,bei der Rot-, Grün und Blauanteile der Farben durch jeweils ein Byte gespeichert werden.Mit Hilfe der Methode Color.FromARGB(red,green,blue) können Sie eine Farbe aus RGB-Wertenerzeugen. Wenn alle drei Farbanteile gleich sind, entsteht eine Graustufe.FromArgb() ist dabei eine statische Methode der Klasse Color, man braucht deshalb kein Objektdafür. Es reicht die Angabe der Klasse, damit der Compiler auch die richtige Methode findet:Color meineFarbe = Color.FromArgb(i,i,i);Aufgabe 10Die Verwendung der Klasse Bitmap als Bildklasse ist ungünstig, weil wir im Verlauf desPraktikums Bilder mit weiteren Informationen, wie z.B. der Bildauflösung speichern wollen.Daneben benötigen wir auch einen schnelleren Zugang zu den Bilddaten als er überSetPixel() oder GetPixel() möglich wäre.In dieser Aufgabe wird deshalb eine eigene Klasse für Bilder entwickelt, welche diebisher verwendete Bitmap-Klasse innerhalb des Praktikum-Programms ersetzen wird.Fügen Sie Ihrem Projekt eine neue Klasse DicomImage hinzu, die folgendeFunktionalität bereitstellt:• Das Bild wird als zweidimensionales Array mit Elementen vom Typ bytegespeichert. byte[,] data; ist z.B. ein derartiges Array.• Die Größe des Bildes kann über die Properties Width und Height ermitteltwerden.• Es gibt einen Konstruktor DicomImage(string filename), der unterVerwendung der Klasse DicomStream ein DICOM-Bild aus einer Dateiausliest.• Wir benötigen zusätzlich eine weitere Methode Bitmap GetBitmap(), die dasBild als eine Bitmap zurückliefert, die wir dann wieder mit Hilfe derMethoden des .NET-Frameworks darstellen können.Seite 3 von 4

Verwenden Sie nun den Konstruktor der Klasse DicomImage und GetBitmap()zur Erzeugung der Bitmap für die Darstellung in VolumeRendering undentfernen Sie den bisher dafür verantwortlichen Code.Wie kann man das Array erzeugen?Um das Array für die Bilddaten byte[,] data verwenden zu können, muss es erst mit Hilfe der new-Anweisung erzeugt werden. Dies geschieht ähnlich zu der Erzeugung normaler Arrays:data = new byte[ , ] ;Was sind Properties und wie kann man eigene Properties definieren?Properties stellen im wesentlichen eine elegantere Schreibweise für den Zugriff auf die Attributeeines Objekts dar, sind also ein Ersatz für die set- und get-Methoden,die Sie vielleicht von der Java-Programmierung gewohnt sind (Stichwort: Datenkapselung).Eine Property wird definiert durch: {get { return ; }}set { = value ; } // value ist ein C#-Schlüsselwort!oder etwas konkreter in einem Beispiel:// Variable für die interne Speicherung der Breite...private int width ;//… und die zugehörige Propertypublic int Width{get { return width ; }set { width = value ; }}Zugriffe auf Width werden dann automatisch auf den get- oder den set-Block abgebildet:obj.Width = 5 ;int andereVar = obj.Width ;// Führt set mit value = 5 aus// holt sich den Wert über get aus dem ObjektMacht es Sinn, dass der Anwender die Properties Width und Height der KlasseDicomImage verändern kann?Nein, denn Width und Height sind nur dazu gedacht, die Größe des Bildes zu ermitteln. DieseProperties sollten deshalb als schreibgeschützt definiert werden. Dies geschieht, indem man einfachden set{...}-Fall der Property weglässt.Aufgabe 11Sowohl mit byte[,] array1; als auch mit byte[][] array2; lassen sich in C#zweidimensionale Arrays definieren.Was ist der Unterschied zwischen diesen beiden Varianten?Seite 4 von 4