一、前言

最近在做配准，需要用ITK来生成数据，windows版本可以通过cmake与visual studio可以跑通生成。但是想要在linux上跑通，所以重新到linux来配置ITK的环境。同时想要使用python来调用生成drr的代码，方便后面批量生成数据以及标注数据。本文主要是写的是如何使用python通过cmakelist来生成.so动态库，主要利用的是python的ctypes。

需要准备的：

1）在linux安装好cmake;

2）在linux安装好ITK;

3）有生成drr的生成代码；（我使用的是这位博主提供的代码：win10+visual studio 2022+itk+生成drr）

4）我的环境是：ubuntu20.04 + vscode + cmake3.26.4 + ccmake3.26.4 + ITK5.2.1

二、配置过程

2.1.CMake与ITK的配置

这里因为我是按照这位博主走通的这个过程：ITK的安装与测试（Ubuntu系统）,注意作者有一步漏了，这点在评论里面有提到：”make以后需要sudo make install“，如果少了这步会报错。

2.2.改写ITK的生成drr代码

跑通上面的过程后，因为我们需要使用ctypes来调用c++代码，这需要我们将代码改编为一个函数，来方便在python里面传参。

这里主要是将代码改写为一个函数了，以下是我改的开头，其他部分没有改动，加了一个extern " c"是为了让它按C语言的方式来编译：

extern "C"{
	int Generate_drr(float rx_value, float ry_value, float rz_value,
		float tx_value, float ty_value, float tz_value,
		float cx_value, float cy_value, float cz_value,
		float sid_value, 
		float sx_value, float sy_value, 
		int dx_value, int dy_value, 
		float o2Dx_value, float o2Dy_value,
		double threshold_value,
		const char* ct_file_path,
		const char* drr_save_path
		) {
		float rx = rx_value;
		float ry = ry_value;
		float rz = rz_value;

		float tx = tx_value;
		float ty = ty_value;
		float tz = tz_value;

		float cx = cx_value;
		float cy = cy_value;
		float cz = cz_value;

		float sid = sid_value;

		float sx = sx_value;
		float sy = sy_value;

		int dx = dx_value;
		int dy = dy_value;

		float o2Dx = o2Dx_value;
		float o2Dy = o2Dy_value;

		float threshold = threshold_value;

		const char* file_path = ct_file_path; //ct路径
		const char* save_path = drr_save_path;

		cout << "input_path = " << file_path << endl;
		cout << "save_path = " << save_path << endl;

有两点需要注意：

1）有个别头文件有可能在windows上不报错，但是在linux会提示找不到，这时候需要可以重新按照那个头文件重新写一遍，一般是由于大小写的问题找不到，换为编译器提示的那个就行。

2）头文件需要将#include <io.h>替换为 #include <sys/io.h>否则可能报错

2.3.编译代码

需要在代码文件所在的同级目录新建一个CMakeLists.txt，将下面的内容加入：

cmake_minimum_required(VERSION 3.12) # 自己设定编译这个文件最低需要的cmake版本
project(Linux_cpp_to_python) # 这里一般填你的上一级文件名称，也就是cpp代码所在的文件夹

# 设置编译标准
set(CMAKE_CXX_STANDARD 14)

# 查找 ITK 库的路径
set(ITK_DIR "安装的ITK路径") # 这里我安装在"home/user_name/ITK"

# 查找 ITK 库
find_package(ITK REQUIRED)
include(${ITK_USE_FILE})

# 源文件列表
set(SOURCES gendrr.cpp) # cpp的文件名

# 生成共享库
add_library(itk_drr SHARED ${SOURCES}) # 最终生成的.so库名字，最后会生成前面带有lib的.so文件

# 链接 ITK 库到共享库
target_link_libraries(itk_drr ${ITK_LIBRARIES}) # 这里写前面的.so库名字

保存好这个文件后，我们在cpp文件同级目录下，新建build文件夹，接下来在vscode打开终端，输入以下命令:

cd build

cmake ..

make

就会发现在build文件下生成了共享库文件，我这里是libitk_drr.so文件。

2.4.python调用cpp

有了上面生成.so库，我们可以复制它放到和.cpp同级的目录下面，再新建一个py文件，来调用。

代码如下：

from ctypes import cdll, c_int, c_char_p, c_float


def ITK_gen_drr(rx, ry, rz, tx, ty, tz, cx, cy, cz, sid, sx, sy, dx, dy, o2Dx, o2Dy, threshold, ct_file_path, drr_save_path):
    rx = rx
    ry = ry
    rz = rz

    tx = tx
    ty = ty
    tz = tz

    cx = cx
    cy = cy
    cz = cz

    sid = sid

    sx = sx
    sy = sy

    dx = dx
    dy = dy

    o2Dx = o2Dx
    o2Dy = o2Dy

    threshold = threshold

    ct_file_path = ct_file_path

    drr_save_path = drr_save_path

    #加载cpp的itk生成drr共享库
    lib_itk = cdll.LoadLibrary("./libitk_drr.so")

    # 输入参数
    lib_itk.Generate_drr.argtypes = [c_float, c_float, c_float,
                        c_float, c_float, c_float,
                        c_float, c_float, c_float,
                        c_float, c_float, c_float,
                        c_int, c_int, c_float,
                        c_float,c_float, c_char_p, c_char_p]
    # 输出参数
    lib_itk.Generate_drr.restype = c_int

    lib_itk.Generate_drr(rx,ry, rz, tx, ty, tz, cx, cy, cz, sid, sx, sy, dx, dy, o2Dx, o2Dy, threshold, ct_file_path.encode('utf-8'), drr_save_path.encode('utf-8'))

if __name__ == "__main__":
    rx = -90
    ry = 0
    rz = 0
    tx = 0
    ty = 0
    tz = 0
    cx = 0
    cy = 0
    cz = 0
    sid = 1000
    sx = 0.25
    sy = 0.25
    dx = 1000
    dy = 1000
    o2Dx = 0
    o2Dy = 0
    threshold = 0
    ct_file_path = ".nii.gz文件路径"
    drr_save_path = "保存图片路径"
    ITK_gen_drr(rx,ry, rz, tx, ty, tz, cx, cy, cz, sid, sx, sy, dx, dy, o2Dx, o2Dy, threshold, ct_file_path, drr_save_path)