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MITK 入门指南 -- 插件

MITK使用模块化概念以最大化重用和移植。你可以启动一个MITK应用程序看看（例如ExtApp，由MITK提供的样例程序）。一个应用程序由多个插件组成。一个插件可以是包含完整功能的，也就是说它可以是一个视图，插件包含一组确定的行为和属性。

通过使用MITK BundleGenerator可以很方便创建一个MITK插件。具体用法在如何使用BundleGenerator创建MITK插件中有描述。

本节我们使用BundleGenerator工具创建一个QmitkRegionGrowing插件。首先我们看看由BundleGenerator创建的文件有哪些：

documentation\doxygen\
  modules.dox............................. Doxygen file 用于描述你的插件

resources\
  icon.xpm................................ 插件的icon. GIMP or other programs (including your text editor)
                                           can be used to change this

src\internal\
  QmitkMITKRegionGrowingView.cpp.......... 最重要的文件实现行为
  QmitkMITKRegionGrowingView.h............ 头文件
  QmitkMITKRegionGrowingViewControls.ui...  Qt  Designer 生成的XML文件, 它描述了你定义的按扭，文本框等控件

CMakeLists.txt \.......................... CMake配置文件
files.cmake    /
manifest_headers.cmake.................... 你插件的相关信息
plugin.xml ............................... BlueBerry 集成

如果你不太熟悉QT开发，请看看奇趣科技公司(Trolltech)有关.ui文件的描述(Oh,不应该用请，你应该看看！)

Trolltech(奇趣科技公司)是由Haavard Nord (执行总裁) 和 Eirik Chambe-Eng (总裁)于1994年创立的，2008年6月被NOKIA收购。Trolltech是一家拥有两个主线产品（Qt和Qtopia）的软件公司。Qt 是一个跨平台C++应用程序开发框架。程序开发员利用其可以编写单一代码的应用程序，并可在Windows, Linux, Unix, Mac OS X和嵌入式Linux等不同平台上进行本地化运行。目前，Qt已被成功地应用于全球数以千计的商业应用程序。此外，Qt还是开放源代码KDE桌面环境的基础。更多

C++文件实现了一个QmitkAbstractView的子类。在QmitkRegionGrowing这个例子中，我们增加代码，使插件可以设置种子点并执行区域增长。你必定对如何把新生成的QmitkRegionGrowing插件整合至一个完整的应用ExtApp中感兴趣：

因为需要访问StdMultiWidget，因此mainifest_headers.cmake需要修改：

set(Require-Plugin org.mitk.gui.qt.common org.mitk.gui.qt.stdmultiwidgeteditor)

接着，增加PointSet用于保存种子点。它需要对QmitkRegionGrowingView.h进行修改。在QmitkRegionGrowingView加入以下头文件：

#include "QmitkPointListWidget.h"
#include "QmitkStdMultiWidget.h"
#include "QmitkStdMultiWidgetEditor.h"

声明PointSet为保护成员并增加一个QmitkPointListWidget和一个QmitkStdMultiWidget的指针变量：

/// \brief This is the actual seed point data object
mitk::PointSet::Pointer m_PointSet;

QmitkPointListWidget* lstPoints;
QmitkStdMultiWidget* m_MultiWidget;

对于实现文件 QmitkRegionGrowingView.cpp，为上述控件和PointSet进行初始化，实现代码在CreateQtPartControl():

// create a QmitkPointListWidget and add it to the widget created from .ui file
lstPoints = new QmitkPointListWidget();
m_Controls.verticalLayout->addWidget(lstPoints);

// get access to StdMultiWidget by using RenderWindowPart
QmitkStdMultiWidgetEditor* qSMWE = dynamic_cast<QmitkStdMultiWidgetEditor*>(GetRenderWindowPart());
m_MultiWidget = qSMWE->GetStdMultiWidget();

// let the point set widget know about the multi widget (crosshair updates)
lstPoints->SetMultiWidget( m_MultiWidget );
      
// create a new DataTreeNode containing a PointSet with some interaction
m_PointSet = mitk::PointSet::New();

mitk::DataNode::Pointer pointSetNode = mitk::DataNode::New();
pointSetNode->SetData( m_PointSet );
pointSetNode->SetName("seed points for region growing");
pointSetNode->SetProperty("helper object", mitk::BoolProperty::New(true) );
pointSetNode->SetProperty("layer", mitk::IntProperty::New(1024) );

// add the pointset to the data tree (for rendering and access by other modules)
GetDataStorage()->Add( pointSetNode );

// tell the GUI widget about out point set
lstPoints->SetPointSetNode( pointSetNode );

为了使用ITK区域增长算法，在 QmitkRegionGrowingView.h增加保护成员函数：

/*!
\brief ITK image processing function
  This function is templated like an ITK image. The MITK-Macro AccessByItk determines the actual pixel type and dimensionality of
  a given MITK image and calls this function for further processing (in our case region growing)
*/
template < typename TPixel, unsigned int VImageDimension >
  void ItkImageProcessing( itk::Image< TPixel, VImageDimension >* itkImage, mitk::Geometry3D* imageGeometry );

在QmitkRegionGrowingView.cpp 增加头文件：

// MITK
#include "mitkImageAccessByItk.h"
#include "mitkITKImageImport.h"
#include "mitkProperties.h"
#include "mitkColorProperty.h"

// ITK
#include <itkConnectedThresholdImageFilter.h>

并实现处理函数DoImageProcessing():

// So we have an image. Let's see if the user has set some seed points already
if ( m_PointSet->GetSize() == 0 )
{
  // no points there. Not good for region growing
  QMessageBox::information( NULL, "Region growing functionality", 
                                  "Please set some seed points inside the image first.\n"
                                  "(hold Shift key and click left mouse button inside the image.)"
                                );
  return;
}

// actually perform region growing. Here we have both an image and some seed points
AccessByItk_1( image, ItkImageProcessing, image->GetGeometry() ); // some magic to call the correctly templated function

并增加一个新的模板函数：

template < typename TPixel, unsigned int VImageDimension >
void QmitkRegionGrowingView::ItkImageProcessing( itk::Image< TPixel, VImageDimension >* itkImage, mitk::Geometry3D* imageGeometry )
{
  typedef itk::Image< TPixel, VImageDimension > InputImageType;
  typedef typename InputImageType::IndexType    IndexType;
  
  // instantiate an ITK region growing filter, set its parameters
  typedef itk::ConnectedThresholdImageFilter<InputImageType, InputImageType> RegionGrowingFilterType;
  typename RegionGrowingFilterType::Pointer regionGrower = RegionGrowingFilterType::New();
  regionGrower->SetInput( itkImage ); // don't forget this

  // determine a thresholding interval
  IndexType seedIndex;
  TPixel min( std::numeric_limits<TPixel>::max() );
  TPixel max( std::numeric_limits<TPixel>::min() );
  mitk::PointSet::PointsContainer* points = m_PointSet->GetPointSet()->GetPoints();
  for ( mitk::PointSet::PointsConstIterator pointsIterator = points->Begin(); 
        pointsIterator != points->End();
        ++pointsIterator ) 
  {
    // first test if this point is inside the image at all
    if ( !imageGeometry->IsInside( pointsIterator.Value()) ) 
    {
      continue;
    }

    // convert world coordinates to image indices
    imageGeometry->WorldToIndex( pointsIterator.Value(), seedIndex);

    // get the pixel value at this point
    TPixel currentPixelValue = itkImage->GetPixel( seedIndex );

    // adjust minimum and maximum values
    if (currentPixelValue > max)
      max = currentPixelValue;

    if (currentPixelValue < min)
      min = currentPixelValue;

    regionGrower->AddSeed( seedIndex );
  }

  std::cout << "Values between " << min << " and " << max << std::endl;

  min -= 30;
  max += 30;

  // set thresholds and execute filter
  regionGrower->SetLower( min );
  regionGrower->SetUpper( max );

  regionGrower->Update();

  mitk::Image::Pointer resultImage = mitk::ImportItkImage( regionGrower->GetOutput() );
  mitk::DataTreeNode::Pointer newNode = mitk::DataTreeNode::New();
  newNode->SetData( resultImage );

  // set some properties
  newNode->SetProperty("binary", mitk::BoolProperty::New(true));
  newNode->SetProperty("name", mitk::StringProperty::New("dumb segmentation"));
  newNode->SetProperty("color", mitk::ColorProperty::New(1.0,0.0,0.0));
  newNode->SetProperty("volumerendering", mitk::BoolProperty::New(true));
  newNode->SetProperty("layer", mitk::IntProperty::New(1));
  newNode->SetProperty("opacity", mitk::FloatProperty::New(0.5));

  // add result to data tree
  this->GetDefaultDataStorage()->Add( newNode );
  mitk::RenderingManager::GetInstance()->RequestUpdateAll();
}

希望MITK让你玩得开心！

如果你在实践中遇到任何困难，不要犹豫把你的问题反馈至MITK mailling list mitk-users@lists.sourceforge.net!，那里的朋友都会很热心地去帮助你。

这一节的确有点难。而且有些内容因为MITK没有更新，所以存在一些错误。下面是译者的实践过程

首先，使用BundleGenerator创建新的插件。命令行如下图所示：

运行结果图

按照本节前面的内容，往生成的src/internal的源文件中进行修改。最后把插件拷贝至应用的Plugins目录下。

注：这里一定要确保应用的名字和插件的名字匹配。否则应用CMake的时候会找不到。我们可以看看这条CMake规则。

macro(GetMyTargetLibraries all_target_libraries varname)
set(re_ctkplugin "^org_gdmc_[a-zA-Z0-9_]+$")
  set(_tmp_list)
  list(APPEND _tmp_list ${all_target_libraries})
  ctkMacroListFilter(_tmp_list re_ctkplugin OUTPUT_VARIABLE ${varname})
endmacro()

在这个例子中，只有以org_gdmc_开头的插件才能够正确编译

CMake后编译生成应用，点击bin/start<你的应用名>_debug.bat，即能运行，在插件的按钮工具栏上会找到激活。

注：这里可能会产生几个错误，

  1. 本节中的 mitk::DataTreeNode::Pointer newNode = mitk::DataTreeNode::New(); 应该改为 mitk::DataNode::Pointer newNode = mitk::DataNode::New();
  1. 本节中的 this->GetDefaultDataStorage()->Add( newNode ); 应该改为 this->GetDataStorage()->Add( newNode );
  1. 增加至CreateQtPartControl的代码应该放在m_Controls.setupUi( parent );之后

完成上述步骤后，你会发现点击DoSomething按扭并没有产生分割结果。这是因为QmitkAbstractView需要定义跟踪Selection的代码。所以更好的方法是采用QmitkFunctionality替代QmitkAbstractView，因为QmitkFunctionality本身实现对Selection的跟踪。通过查找文档，发现QmitkFunctionality是来自于org.mitk.gui.qt.common.legacy插件，因此mainifest_headers.cmake需要修改：

set(Require-Plugin org.mitk.gui.qt.common.legacy org.mitk.gui.qt.stdmultiwidgeteditor)

注意和本节之前的对比。org.mitk.gui.qt.common.legacy 并不是默认生成的插件。所以你有可能需要重新编译MITK，当CMake配置生成org.mitk.gui.qt.common.legacy后，由于MITK使用superbuild, 你需要用VC打开，必编译MITK-Config才会为org.mitk.gui.qt.common.legacy生成工程文件。特别注意消息函数的修改，例如virtual void OnSelectionChanged( std::vector< mitk::DataNode * );

采用QmitkFunctionality后，一些方法需要进行修改，具体与QmitkAbstractView的对应关系在这里(待译)可以查看到。有关选择跟踪的内容请参见这里

译者的代码在这里

运行结果图

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