全自動虛擬切片掃描系統(tǒng)條形碼識別模塊設(shè)計說明

1、畢業(yè)設(shè)計題目全自動虛擬切片掃描系統(tǒng)-條形碼識別模塊學(xué)院機械工程學(xué)院專業(yè)機械設(shè)計制造與其自動化班級機設(shè)07q2學(xué)生徐哲學(xué)號指導(dǎo)教師王玉增二一一年五月三十日27 / 281前言1.1全自動虛擬切片掃描系統(tǒng)-條形碼識別模塊的背景 傳統(tǒng)病理學(xué)技術(shù)主要是在玻璃切片和顯微鏡的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的，已經(jīng)發(fā)展了200多年。最近幾十年，隨著計算機和信息技術(shù)的發(fā)展，病理學(xué)數(shù)字化也產(chǎn)生了。最早應(yīng)用于虛擬病理技術(shù)的技術(shù)是使用數(shù)字式或模擬式攝像頭進行圖像采集、存儲和傳輸，目前在病理的各方面工作中得到了廣泛的應(yīng)用。攝像頭圖像采集作為數(shù)字化病理的首次應(yīng)用，所以相比較于傳統(tǒng)切片具有很多的優(yōu)點，比如可以顯示病理切片中的典型病變特

2、點，其次是占用相對較少的存儲空間而且方便存儲和傳輸，并且能在數(shù)字圖像上進行計算和圖像處理等。隨著數(shù)字化技術(shù)的飛速發(fā)展，就可以將整切片進行數(shù)字化即“虛擬切片技術(shù)”。該技術(shù)已經(jīng)在歐美和日本等科技發(fā)達國家進行了研發(fā)，并取得了很大的突破。 傳統(tǒng)的病理切片由于是基于玻璃片，所以保存和運輸困難。而這種虛擬切片技術(shù)就解決了這些不足。但是對于如此大量的虛擬切片，如何準確而且快速的被醫(yī)生或者病人與其家屬成功提取成為一個問題。然而條形碼技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展，很好的解決了這一問題。 條形碼技術(shù)是在計算機應(yīng)用實踐中產(chǎn)生和發(fā)展起來的一種自動識別技術(shù) ，是為實現(xiàn)對信息的自動掃描而設(shè)計的。它是實現(xiàn)快速、準確而可靠地采集數(shù)據(jù)的有

3、效手段 。條形碼技術(shù)的應(yīng)用解決了數(shù)據(jù)錄入和數(shù)據(jù)采集和“瓶頸”問題，為供應(yīng)鏈管理提供了有力的技術(shù)支持，輸入速度快 ，信息量大，準確度高 ，成本低，可靠性強。1.2全自動虛擬切片掃描系統(tǒng)-條形碼識別模塊的現(xiàn)狀在近幾年的發(fā)展中，對于虛擬切片技術(shù)的發(fā)展主要有兩個方向，第一，就是基于自動顯微鏡；第二，是基于切片掃描儀。對于第一方向開發(fā)較早，其關(guān)鍵設(shè)備為顯微鏡上的自動載物臺，成像部件為數(shù)字式攝像頭，成像速度和質(zhì)量現(xiàn)階段還都不能滿足使用要求。而對于第二種發(fā)展方向的關(guān)鍵部件有自動切片轉(zhuǎn)運部件、高速線性或矩陣式數(shù)字成像部件等，隨著虛擬技術(shù)的長足發(fā)展，在成像質(zhì)量和速度上都有了較大提高，可以成批快速掃描切片，近年來

4、占據(jù)了主要的虛擬切片設(shè)備市場。但是，目前還有阻礙其發(fā)展的有兩大因素：第一，價格昂貴;第二，是配套軟件較少。我們可以把虛擬切片制作系統(tǒng)分為兩大部分：硬件和軟件。其中，硬件包括虛擬切片掃描儀和計算速度高，存儲容量大的高級計算機，軟件就是虛擬切片掃描系統(tǒng)和能夠安裝在計算機上的圖像瀏覽和編輯軟件?，F(xiàn)階段中國主要應(yīng)用的是日本研發(fā)的虛擬切片掃描儀。在掃描過程中多數(shù)情況下無需人工干預(yù)，從切片傳遞、選擇圖像區(qū)域、對焦、成像、文件合成等一系列操作完全由計算機控制自動完成。而且，可以進行多層切片掃描，形成三維虛擬切片，便于多層次、多截面觀察。對于條形碼技術(shù)，由于它的領(lǐng)域特別的大，所以近些年來其技術(shù)發(fā)展迅速，很多不

5、同種類和不同編碼標準的條形碼相繼被應(yīng)用于社會的各個領(lǐng)域，每一種條形碼都具有各自特點。最具代表性的就是EAN13一維條形碼和PDF417二維條形碼。在開始選取條形碼進行學(xué)習(xí)的時候，我首先采用了pdf417二維條形碼，它的特點非常突出。二維條形碼除具有普通條碼的優(yōu)點外，二維條碼還具有信息容量大、可靠性高、防偽性強、易于制作、成本低等優(yōu)點。二維條碼DF417作為一種新的信息存儲和傳遞技術(shù)，現(xiàn)階段已應(yīng)用在醫(yī)療保健、工業(yè)、國防、公共安全、金融、交通運輸、商業(yè)、海關(guān)與政府管理等領(lǐng)域。美國十多個的美國軍人證、駕駛證、軍人醫(yī)療證等幾年前早已采用了PDF417條形碼技術(shù)。將證件上的個人信息與照片編在二維條碼中，

6、這樣不但可以實現(xiàn)件的自動識讀，而且可以有效地防止假冒證件事件的發(fā)生。此外，本條形碼要應(yīng)用在醫(yī)院常用的玻璃病理切片上，所以對條形碼的大小有一定的要求，而二維條形碼就具有這樣的特點：條碼符號形狀、尺寸大小比例可變。除此之外，二維條形碼還具有容錯能力強的特點，具有糾錯功能，這使得二維條碼因穿孔、污損等引起局部損壞時，照樣可以正確得到識讀，損毀面積達50仍可恢復(fù)信息;譯碼可靠性高：它比普通條碼譯碼錯誤率百萬分之二要低得多，誤碼率不超過千萬分之一的特點。但是，隨著學(xué)習(xí)的深入和在查閱相關(guān)文獻的過程，結(jié)合與導(dǎo)師進行課題討論的過程中，我發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)階段醫(yī)院進行病理切片或者病理檔案時，最常用到的條形碼是一維條形碼。

7、雖然一維條形碼，如EAN13條形碼，能編碼的容和種類遠遠沒有二維條形碼，如PDF417條形碼的多，但是把它作為管理病理切片的編號是遠遠足夠的（結(jié)合數(shù)學(xué)排列組合和現(xiàn)在我國人口的增長水平，此條形碼可在100年不重復(fù)）。再者，二維條形碼雖然編碼的容很多，但是不太符合當(dāng)今醫(yī)院的體系，錄入病人信息的過程相對復(fù)雜，且容量很大并且需要有一定專業(yè)醫(yī)學(xué)知識的醫(yī)務(wù)工作者才可以勝任，在錄入病理信息的過程中還要保持高度的警惕性，以免出現(xiàn)錯誤。而一維條形碼只需錄入一組數(shù)字簡單，快捷，方便，且出錯率低。2全自動虛擬切片掃描系統(tǒng)-條形碼識別模塊設(shè)計方案2.1全自動虛擬切片掃描系統(tǒng)-條形碼識別模塊設(shè)計容全自動虛擬切片機是遠程

8、醫(yī)學(xué)診斷系統(tǒng)的重要組成部分，其工作原理是在本地采集病理切片，然后通過生物顯微鏡、數(shù)字攝像機、圖像采集卡采集到計算機。病人編碼用條形碼表示，在醫(yī)院登記處給病人一個編碼，生成條形碼并用條形碼打印機打印出條形碼貼片，把條形碼貼在病理切片的固定區(qū)域。本課題的研究的容為全自動虛擬切片機的條形碼識別模塊，包括條形碼的采集與識別。2.2 設(shè)計中使用的軟件平臺和工具介紹2.2.1 VisualStudio 2010簡介VisualStudio作為一套完整的開發(fā)工具集，用于生成XMLWebServices 、ASP.NETWeb應(yīng)用程序、移動應(yīng)用程序和桌面應(yīng)用程序。VisualC+、VisualC#、Visua

9、lBasic、VisualJ#全都使用一樣的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，利用此IDE不僅可以共享工具而且有助于創(chuàng)建混合語言解決方案。另外，這些語言利用了.NETFramework的功能，通過此框架可使用XMLWebServices開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù),簡化ASPWeb應(yīng)用程序。VS2010的主要部分包括：(1)使用Microsoft.NETFramework3.5.NET Framework提供了用于解決常見編程任務(wù)的構(gòu)建基塊（預(yù)制的軟件），從而能夠快速構(gòu)造具有最終用戶體驗的出色的緊密聯(lián)系的應(yīng)用程序。在.NET Framework模型業(yè)務(wù)流程上有效構(gòu)建的應(yīng)用程序有利于在異類環(huán)境中實現(xiàn)系統(tǒng)集成。.NETF

10、ramework 和Visual Studio的結(jié)合使用減少了對公用管道代碼的需要，從而縮短了開發(fā)時間而且使開發(fā)人員能夠集中精力解決業(yè)務(wù)問題。.NET Framework3.5是在.NETFramework3.0的基礎(chǔ)上構(gòu)建的更高版本。得到增強的功能領(lǐng)域包括基類庫、Windows CommunicationFoundation、Windows workflow foundation、WindowsCard Space和Windows PresentationFoundation。開發(fā)人員使用VisualStudio2010旗艦版可以：集成的單元測試更有效的驗證應(yīng)用程序。應(yīng)用程序的單元測試能夠幫

11、助我們在開發(fā)過程的早期輕松發(fā)現(xiàn)大量的問題?，F(xiàn)在，VisualStudio2010旗艦版中集成了單元測試功能，而以前這個功能只在VisualStudioTeamSystem產(chǎn)品中提供。(2)ASP.NETASP.NET是建立在.NETFramework編程類的基礎(chǔ)上的，為Web應(yīng)用程序模型提供了一組可簡化Web應(yīng)用程序生成的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和控件。ASP.NET包括能用于封裝通用HTML用戶界面元素（像文本框、列表框和按鈕）的一組控件。這些控件在Web服務(wù)器上運行，并以HTML的形式將其用戶界面呈現(xiàn)在瀏覽器中。在服務(wù)器中，這些控件公布面向?qū)ο蟮木幊棠Ｐ停撃Ｐ湍転閃eb開發(fā)人員提供面向?qū)ο缶幊痰呢S富功能

12、。ASP.NET還提供基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)服務(wù)，如進程回收和狀態(tài)管理，從而進一步減少開發(fā)人員必須編寫的代碼數(shù)量，而且提高應(yīng)用程序的可靠性。另外，ASP.NET使用這些同樣的概念使開發(fā)人員可以以服務(wù)的形式交付軟件。同時使用XMLWebServices功能,ASP.NET開發(fā)人員可以編寫他們的業(yè)務(wù)邏輯，并使用ASP.NET基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)通過SOAP交付該服務(wù)。Visual Studio2010還包括各種增強功能，例如對Web開發(fā)工具的大量改進、可視化設(shè)計器（使用.NETFramework3.5加速開發(fā)），以與能夠加速處理和開發(fā)所有類型數(shù)據(jù)的語言功能。VisualStudio2010為開發(fā)人員提供了所有相關(guān)的框架和工

13、具支持，幫助創(chuàng)建令人印象深刻的、引人注目并支持AJAX的Web應(yīng)用程序。開發(fā)人員能夠利用這些豐富的服務(wù)器端和客戶端框架輕松構(gòu)建以客戶為中心的Web應(yīng)用程序，這些應(yīng)用程序可以集成在任何當(dāng)前瀏覽器運行、任何后端數(shù)據(jù)提供程序、Microsoft平臺以與完全訪問ASP.NET應(yīng)用程序服務(wù)。(3)統(tǒng)一編程類該框架為開發(fā)人員提供了統(tǒng)一的、分層的、面向?qū)ο蟮暮涂蓴U展的類庫集(API)。目前，C+開發(fā)人員使用Microsoft基礎(chǔ)類，而Java開發(fā)人員使用Windows基礎(chǔ)類。該框架統(tǒng)一了這些完全不同的模型，還為JScript和VisualBasict程序員提供了對類庫的訪問。通過所有編程語言的公共API集，

14、公共語言運行庫使得跨語言繼承、調(diào)試、錯誤處理成為可能。從JScript到C+的所有編程語言具有對框架的相似訪問，開發(fā)人員可以自由選擇它們要使用的語言。(4)公共語言運行庫運行庫實際上在開發(fā)時操作中和組件的運行時都起到很大的作用，雖然名稱中沒有體現(xiàn)這個意思。在組件運行時，運行庫除了負責(zé)滿足此組件在其他組件上可能具有的依賴項外，還負責(zé)管理存分配、停止線程、啟動和進程，以與強制執(zhí)行安全策略。由于做了大量的自動處理工作（如存管理），運行庫使開發(fā)人員的操作非常簡單，特別是與今天的COM相比。特別是反射等功能顯著減少了開發(fā)人員為將業(yè)務(wù)邏輯轉(zhuǎn)變?yōu)榭芍赜媒M件而必須編寫的代碼量。(5)快速的應(yīng)用程序開發(fā)為了幫助

15、開發(fā)人員迅速創(chuàng)建先進的軟件，VisualStudio2010提供了數(shù)據(jù)功能和改進的語言，像語言集成的查詢(LINQ)，各個編程人員可以利用這些功能更輕松地構(gòu)建解決方案以處理和分析信息。Visual Studio 2010還使開發(fā)人員能夠從同一開發(fā)環(huán)境創(chuàng)建面向多個.NETFramework版本的應(yīng)用程序。開發(fā)人員能夠構(gòu)建面向.NETFramework2.0、3.0或3.5的應(yīng)用程序，這意味他們可以在同一環(huán)境中支持各種各樣的項目。2.2.2C+介紹C+是C語言的超集，在上世紀90年代為滿足程序管理的復(fù)雜性要求，貝爾實驗室的BS博士對C語言進行了擴充和改進，同時由于面向?qū)ο蟮姆椒ㄔ黾恿顺绦虻目蓴U充性

16、、可靠性和可維護性，大大提高了程序員編程的效率，因此面向?qū)ο蠹夹g(shù)就成了程序設(shè)計方法的主流。C+是一種混合性語言，不僅保持了C語言的高效，而且對C語言進行了面向?qū)ο蠛头敲嫦驅(qū)ο蟮臄U充，成為當(dāng)今面向?qū)ο蟮淖钍軞g迎的語言，并且已成為事實上的標準。盡管C+與C最最明顯的區(qū)別是它支持面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計，但新的語言在非面向?qū)ο筇匦陨弦沧隽瞬簧俚母倪M。尤其在國際信息系統(tǒng)標準委員會的指導(dǎo)下，1988年確立了C+語言國際標準，也就是ISO/IEC FDIS 14882,其中提供了bool類庫、標準模板庫、超過150個的標準類庫、命名空間和外處理機制等，大大豐富了C+語言。下面簡要列出了C+對C的一些擴充：（1）

17、const說明符const說明用于凍結(jié)一個實體在起作用域的值，也可用來凍結(jié)一個指針變量指向的數(shù)據(jù)。函數(shù)的參數(shù)也可以說明為const,以凍結(jié)這個參數(shù)的值。（2）分程序說明C+允許在可執(zhí)行代碼之后和分程序出現(xiàn)變量聲明，而不必在程序的開始處對要使用的變量加以聲明，即可以在分程序第一次使用變量的地方對變量進行說明。（3）強制類型轉(zhuǎn)換 用戶自定義類型名與預(yù)定義類型名都可以作為函數(shù)名使用，明確指明由一種類型轉(zhuǎn)換成另一種兼容的類型。它支持兩種類型轉(zhuǎn)換的形式：“（類型）表達式”和“類型（表達式）”。前者為C語言支持的強制轉(zhuǎn)換形式。（4）sizeof運算符C+提供的sizeof運算符用來查看某變量的字節(jié)數(shù)或數(shù)據(jù)

18、類型。該運算符可將變量名和數(shù)據(jù)類型名作為自變量，比如sizeof(變量)、sizeof(數(shù)據(jù)類型)、sizeof變量、sizeof數(shù)據(jù)類型都是合法的形式。（5）缺省參數(shù)在C+函數(shù)說明時，可以把某個函數(shù)所帶參數(shù)中的后面一個或幾個賦以缺省值。調(diào)用時，可以不提供具有缺省值的自變量，而被舍棄的參數(shù)使用相應(yīng)的缺省值。（6）聯(lián)函數(shù) 聲明函數(shù)的時候，如果加上說明符inLine,那就表明編譯器要把指定的函數(shù)直接插入到每個調(diào)用語句處，這樣用增加程序代碼所占存空間來加快程序執(zhí)行速度。（7）new和delete運算符 用這兩個運算符來進行存動態(tài)分配和釋放。（8）引用參數(shù)在參數(shù)表中的參數(shù)類型后面加&號來表明其為引用參

19、數(shù)，當(dāng)進行函數(shù)調(diào)用時，引用參數(shù)成了其自變量的別名，當(dāng)引用參數(shù)發(fā)生變化時自變量的參數(shù)會隨之改變。（9）返回void的函數(shù)和指向void的指針Void函數(shù)類型表明一個函數(shù)不返回任何值，指針變量也可聲明為指向void，這種指針可被看成是可以指向任何基本類型的其他指針。（10）函數(shù)名重載C+允許定義不同參數(shù)表、一樣函數(shù)名的多個函數(shù)。編譯程序可以根據(jù)類型、參數(shù)個數(shù)區(qū)別重載函數(shù)。但是，如果參數(shù)表與函數(shù)名都一樣，僅函數(shù)返回類型不同，編譯程序就會出錯。（11）對象（object）它是C+系統(tǒng)中的基本運行實體，其中的數(shù)據(jù)可視為對象的狀態(tài)，對象狀態(tài)的改變，只能由其他對象向該對象發(fā)送信息，接受信息后通過調(diào)用相應(yīng)的函

20、數(shù)來實現(xiàn)。因此，對象的獨立性較強，通過對象來構(gòu)造復(fù)雜的應(yīng)用程序。（12）成員函數(shù)類中的方法稱為該類的成員函數(shù)，C+中的成員函數(shù)就是在該類的數(shù)據(jù)上定義的基本操作。（13）類（class） 類是創(chuàng)建對象的關(guān)鍵，每個對象都是由一個類來說明的，類和對象的關(guān)系就好像任何一種計算機語言中的數(shù)據(jù)類型和變量的關(guān)系一樣，一個對象應(yīng)屬于某一個類；一個變量應(yīng)屬于某種數(shù)據(jù)類型。對象也稱為相應(yīng)類的實例。在C+中聲明類的方式為： Class類名Private: /私有數(shù)據(jù)和方法Public: /共有數(shù)據(jù)和方法Protected: /被保護的數(shù)據(jù)和方法 ； 其中private, protected ,public,為訪問控

21、制關(guān)鍵字。（14）繼承 繼承作為面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的關(guān)鍵機制，C+同樣支持繼承性。C+中的繼承分為多重繼承和單一繼承。多重繼承，導(dǎo)出類可以有多個父類；單一繼承中導(dǎo)出的類只有一個父類。 多重繼承的方式為： Class C:訪問控制C1,訪問控制C2,，訪問控制Cn 其中導(dǎo)出類C表示同時繼承了C1,C2,Cn(多個)父類的特性。 單一繼承的方式為： Class B:訪問控制A 其中訪問控制為關(guān)鍵字public或private,缺省為private。該形式的聲明表明導(dǎo)出類B能繼承父類A的特性。（15）析構(gòu)函數(shù)和構(gòu)造函數(shù) 析構(gòu)函數(shù)和構(gòu)造函數(shù)是兩種特殊的成員函數(shù)。析構(gòu)函數(shù)即是相應(yīng)的類名前加上符號的成員函數(shù)

22、，與析構(gòu)函數(shù)相反，當(dāng)一個對象離開系統(tǒng)時，系統(tǒng)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)以完成該對象所占存空間的釋放以與成員函數(shù)中定義的其他工作。構(gòu)造函數(shù)是與它的類具有一樣名字的成員函數(shù)，當(dāng)聲明該類的一個對象時，系統(tǒng)調(diào)用相應(yīng)的構(gòu)造函數(shù)，已完成對聲明對象的初始化工作。（16）例外處理和命名空間 這兩種機制是C+國際標準ISO/IEC FDIS 14882最新制定的。命名空間是C國際標準中不可缺少的組成部分。正如我們所知道的那樣，在應(yīng)用開發(fā)過程中，常常需要多個庫，并且這些庫可能來自不同的文件。在這些文件中可以定義一樣名稱的類和函數(shù)，所以可以將對象、函數(shù)和類先頂再說明塊，而其他的基本命名空間放在std命名空間中和全局命名空間中。C

23、+國際標準中另一個關(guān)鍵機制是例外處理，此機制可以處理程序運行中的錯誤。大多數(shù)現(xiàn)代的編譯程序都提供了一個集成的開發(fā)環(huán)境。一般情況下，在該環(huán)境中點擊菜單make或build或compiler命令來生成可執(zhí)行的計算機程序。程序員在使用C+語言時，首先編制源程序（擴展名為.cpp）.源程序被編譯（compiler）后就生成了目標文件，通常用.obj作為文件的擴名。此目標文件就是源程序的目標代碼，即機器指令。因目標代碼只是一個個的程序塊，這仍不是一個可執(zhí)行的程序，所以若要成為可執(zhí)行的程序必須進行連接(link)，即程序間的相互銜接成為操作系統(tǒng)的程序整體。C+程序通過同時連接一個或幾個目標文件與一個或幾個

24、數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建。庫的擴展名為.lib,是由一組機器指令構(gòu)建的程序代碼，為可連接文件。庫包括用戶生成的庫和C+標準庫。庫與文件連接后即生成計算機可執(zhí)行的程序。當(dāng)然，難免在集成環(huán)境中編輯C+源程序經(jīng)編譯后產(chǎn)生編譯誤差。此時，程序員必須回到編輯狀態(tài)對程序進行修改。同時，連接時也能產(chǎn)生連接錯誤，這時也要退回到編輯狀態(tài)對源程序進行修改。C+程序的開發(fā)步驟如圖2-1：開始程序設(shè)計編輯源程序程序編譯編譯錯？+=+=？= 否程序連接連接錯？ 是否程序運行運行錯？ 是 結(jié)束否否 圖2-1 C+程序的開發(fā)步驟2.3EAN13碼簡介一維條形碼是指由一組規(guī)則排列的條、空與其對應(yīng)字符組成的標識，用以表示一定的商品病理切片信

25、息。其對應(yīng)字符由一組阿拉伯?dāng)?shù)字組成，可以被人直接識讀或通過輸入計算機通過鍵盤等輸入設(shè)備數(shù)據(jù)使用。這一組條空和相應(yīng)的字符所表示的信息是一樣的。 “空”指對光線反射率較高的部分，“條”指對光線反射率較低的部分，能夠用特定的設(shè)備識別，轉(zhuǎn)換成與計算機能夠解讀的二進制信息和十進制信息。對于每一個病理切片，它的編碼是獨一無二的，對于普通的一維條形碼來說，還要通過數(shù)據(jù)庫建立條形碼與切片信息的對應(yīng)關(guān)系，當(dāng)條形碼的數(shù)據(jù)傳到計算機上時，由計算機上的應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)進行操作和處理。其意義是通過在計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中提取相應(yīng)的信息而實現(xiàn)的 。因此，普通的一維條形碼在使用過程中僅作為識別信息。 EAN13條形碼的特點：（

26、1）除了表示數(shù)字的條碼符號外，還有一些輔助條碼字符，用作表示起始，終止的定界符和平分條碼符號的中間分隔符。（2） EAN條碼字符集包括A子集、B子集和C子集。每個條碼符號均由2個條和2個空構(gòu)成。每個條和空由1-4 模塊組成，每個條碼字符的總模塊數(shù)為7。條碼字符集可表示0-9共10 個數(shù)字字符。（3）條碼符號由一系列相互平行的條和空組成，四周留有空白區(qū)。（4） 供人識別字符位于條碼符號下方，與條碼相對應(yīng)的13位數(shù)字，采用OCR-B字符。2.3.1EAN13碼編碼規(guī)則EAN條形碼通用病理切片條碼是模塊組合型條碼。EAN碼是國際通用的符號體系，是一種長度固定、無含意的條碼，所表達的信息全部為數(shù)字，主

27、要應(yīng)用于商品標識。模塊是組成條碼的最基本寬度單位，每個模塊的寬度為033毫米。編碼要求條形碼的國際標準要求編碼由13位十進制數(shù)字構(gòu)成（從左至右分別為第0位第12位）。并且第12位和前12位要滿足如下的關(guān)系：滿足以上關(guān)系的數(shù)碼可以作為條形碼的編碼。條形碼規(guī)符合國際標準條形碼圖案是由113條黑白相間的數(shù)線組成，其中包括黑色和白色兩種反差很大的線條。如圖一所示：圖一 條形碼實例整個圖案包括開始部分、第一數(shù)據(jù)部分（左邊）、中間部分、第二數(shù)據(jù)部分（右邊）和結(jié)束部分等五個部分。n 開始部分：包括12條線。是按照國際標準的國定格式的規(guī)律排列的，從左至右分別是8條白線，一條黑線，一

28、條白線和一條黑線，如圖二：圖二 條形碼起始部分n 第一數(shù)據(jù)部分：包括42條線。他的形成是按照一定的算法形成的，其中包含了這些數(shù)字包含的信息。如圖三。圖三 條形碼第一數(shù)據(jù)部分n 中間部分：包括5條線，同開始部分一樣符合國際標準的規(guī)律，從左到右依次是白線，黑線，白線，黑線，白線。如圖四。圖四 條形碼中間部分n 第二數(shù)據(jù)部分：包括42條線。他的形成同第一數(shù)據(jù)部分是一樣的，都是按照一定的算法形成的，其中包含了的數(shù)字包含的信息。如圖五。圖五 條形碼第二數(shù)據(jù)部分n 結(jié)尾部分：包括12條線。排列順序同開始部分和中間部分，按照國際標準排列，從左至右分別是一條黑線，一條白線和一條黑線，8條白線。如圖六：圖六 條

29、形碼的結(jié)束部分2.4 EAN-13條形碼生成原理條形碼的第一數(shù)據(jù)部分是由7個數(shù)字形成的，其編碼方法具體如下：n 首先使用產(chǎn)生和匹配的字母碼，該字母碼有6個字母組成，字母限于A和B。產(chǎn)生字母碼的列表如下字母碼0AAAAAA1AABABB2AABBAB3AABBBA4ABAABB5ABBAAB6ABBBAA7ABABAB8ABABBA9ABBABA表2.1 映射表n 將和產(chǎn)生的字母碼按位進行搭配，來產(chǎn)生一個數(shù)字-字母匹配對。并通過查表來得到形成的條形碼第一數(shù)據(jù)部分。將和C進行搭配，并通過查表得到，即是形成的條形碼的第二數(shù)據(jù)部分。其映射表，如表二所示：數(shù)字-字母匹配對二進制信息0A00011010B

30、01001110C11100101A00110011B01100111C11001102A00100112B00110112C11011003A01111013B01000013C10000104A01000114B00111014C10111005A01100015B01110015C10011106A01011116B00001016C10100007A01110117B00100017C10001008A01101118B00010018C10010009A00010119B00101119C1110100表2.2 數(shù)字-字母映射表n 繪制條形碼：通過映射二進制數(shù)碼進行繪制，二進制數(shù)字“

31、1”對應(yīng)黑色線，二進制數(shù)字“0”對應(yīng)白色線。2.5 EAN-13條形碼的識別原理首先，通過條形碼的開始部分，即一條黑線、一條白線、一條黑線的規(guī)律組合識別出，第一數(shù)據(jù)部分的開始部分位置position start 1。Position start 1就是EAN-13條形碼的第13條線。從position start 1開始識別第一數(shù)據(jù)部分代表的二進制元信息，即通過從position start 1開始依次向右掃描42條線（第13條線到第54條線），得到42字節(jié)的二進制信息碼。然后將這個元信息碼按照7字節(jié)一組進行分組，得到6個組group1, group2, , group6。然后將GROUP I

32、在表二中進行反向查表，得到數(shù)字-字母匹配對(number-character)，即得到了。通過得到的6個字母的組合得到一個字母碼，并通過反向查找表2.1，得到。同時現(xiàn)在的掃描位置為中間部分，即position middle。通過從position middle開始識別一條黑線、一條白線、一條黑線的規(guī)律組合，找到了第二數(shù)據(jù)部分的起始位置position start 2，從position start 2開始識別第二數(shù)據(jù)部分代表的二進制信息，即通過從position start 2開始依次向右掃描42條線（第60條線到第101條線），得到42字節(jié)的二進制元信息碼。然后將這個元信息碼按照7字節(jié)一組進

33、行分組，得到6個組group1, group2, , group6。然后將GROUPI 在表二中進行反向查表，得到數(shù)字-字母匹配對(number-character)，舍棄后面必然為C的字母后即得到了。3 程序編譯與編譯結(jié)果3.1 EAN-13條形碼生成過程程序最終的運行結(jié)果是完成對EAN-13條形碼的13位數(shù)的編碼，最后生成一幅bmp格式的圖像。雙擊進入條形碼編碼程序，此時會出行一個對話框，說明此程序的工作步驟，點擊“OK”。然后單擊“操作”按鈕，此時可將你想要編碼的13位數(shù)出入其對話框中，點擊“您已確定”之后，便可生成一幅EAN-13條形碼圖像。最后，點擊“文件”，“保存”，這樣一幅標準的

34、EAN-13條形碼圖像就生成了。程序進行的第一步就是要首先判斷你想要編碼的這一組數(shù)字是否符合EAN-13條形碼的國際標準要求，就是是否出入的是一組13位數(shù)的阿拉伯?dāng)?shù)字，那么其判別代碼如下：void CGeneratorView:OnEditGive() / TODO: Add your command handler code hereCGiveCodeDlg myDialog; if(myDialog.DoModal()=IDOK)if (myDialog.m_code.GetLength() != 13)MessageBox(_T(位數(shù)不對，無法處理！),_T(出錯啦！),MB_ICONE

35、RROR);return; for (int j=0; j=12; j+)codej=(int)myDialog.m_code.GetAt(j)-48; m_bModified=TRUE; if(code12 != CheckBit()MessageBox(_T(校驗碼有誤，已重新計算！), _T(校驗碼出錯),MB_ICONERROR); code12 = CheckBit();CWnd:Invalidate();要使程序能把13位數(shù)字，轉(zhuǎn)化成一組黑白相間的一維條形碼圖像，就需要把這一組13位數(shù)字首先轉(zhuǎn)化成二進制的一組數(shù)。其轉(zhuǎn)化代碼如下：void CGeneratorView:BldFirs

36、tTable() firstcode0=_T(AAAAAA);firstcode1=_T(AABABB);firstcode2=_T(AABBAB);firstcode3=_T(AABBBA);firstcode4=_T(ABAABB);firstcode5=_T(ABBAAB);firstcode6=_T(ABBBAA);firstcode7=_T(ABABAB);firstcode8=_T(ABABBA);firstcode9=_T(ABBABA);void CGeneratorView:BldSecondTable() coderule_T(0A)=_T(0001101);coderul

37、e_T(0B)=_T(0100111);coderule_T(0C)=_T(1110010);coderule_T(1A)=_T(0011001);coderule_T(1B)=_T(0110011);coderule_T(1C)=_T(1100110);coderule_T(2A)=_T(0010011);coderule_T(2B)=_T(0011011);coderule_T(2C)=_T(1101100); coderule_T(3A)=_T(0111101); coderule_T(3B)=_T(0100001);coderule_T(3C)=_T(1000010); coderul

38、e_T(4A)=_T(0100011);coderule_T(4B)=_T(0011101); coderule_T(4C)=_T(1011100); coderule_T(5A)=_T(0110001); coderule_T(5B)=_T(0111001);coderule_T(5C)=_T(1001110); coderule_T(6A)=_T(0101111);coderule_T(6B)=_T(0000101); coderule_T(6C)=_T(1010000); coderule_T(7A)=_T(0111011); coderule_T(7B)=_T(0010001);cod

39、erule_T(7C)=_T(1000100); coderule_T(8A)=_T(0110111);coderule_T(8B)=_T(0001001); coderule_T(8C)=_T(1001000); coderule_T(9A)=_T(0001011); coderule_T(9B)=_T(0010111);coderule_T(9C)=_T(1110100);int CGeneratorView:CheckBit() int odd=0,even=0,result=0;for(int i=1; i=11; i+=2) odd += codei;for(int j=0; j=1

40、0; j+=2)even += codej;result = 10 - (odd*3+even)%10;return result;在把這一組符合標準的13位數(shù)字轉(zhuǎn)化成一組二進制數(shù)碼之后，程序就要把這些二進制數(shù)轉(zhuǎn)化成黑色與白色的條紋。其轉(zhuǎn)換規(guī)則很簡單，就是“1”代表黑色條紋，“0”代表白色條紋。上面我們已經(jīng)提到，EAN-13條形碼圖像分成五個部分，其中有三部分（起始部分，中間部分和結(jié)束部分）是規(guī)定好的，只有兩個數(shù)據(jù)部分是根據(jù)數(shù)字轉(zhuǎn)換而來，那其數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成黑白條形碼程序源代碼為：void CGeneratorView:DrawLeft(CDC *ptDC) CString temp1 = firs

41、tcodecode0;CString YorN6; /用于存貯左邊的六位數(shù)的編碼for(int i=0;i=5;i+)char temp2;ToChar(codei+1,temp2);CString temp3(temp2);temp3+=temp1.GetAt(i); /將數(shù)字和字母連接成串 coderule.Lookup(temp3,YorNi); /查表得出編碼int x;for(int j=0;j=5;j+)for(int k=0;k=6;k+) /每個數(shù)字有七位編碼x=12+j*7+k; /計算每個模塊的橫坐標if(YorNj.GetAt(k)=1)DrawOne(ptDC,CPoi

42、nt(x*lineWidth,0),FALSE);elseDrawZero(ptDC,CPoint(x*lineWidth,0);void CGeneratorView:DrawRight(CDC *ptDC) char temp1;CString YorN6; /用于存儲后面六位的編碼for(int i=7;i=12;i+)ToChar(codei,temp1);CString temp2(temp1);temp2+=C;coderule.Lookup(temp2,YorNi-7);int x;for(int j=0;j=5;j+)for(int k=0;k=6;k+) /每個數(shù)字有七位編碼

43、x=59+j*7+k; /計算每個模塊的橫坐標if(YorNj.GetAt(k)=1)DrawOne(ptDC,CPoint(x*lineWidth,0),FALSE);else DrawZero(ptDC,CPoint(x*lineWidth,0);3.1.1 條形碼編碼程序運行過程與運行結(jié)果（1）程序開始運行圖3-1（2）程序進行編碼圖3-2（3）程序運行結(jié)果圖3-33.2 EAN-13條形碼識別過程此程序最終可以實現(xiàn)的功能就是把已經(jīng)生成的EAN-13條形碼圖像“翻譯”成一組13位數(shù)字。首先，打開此程序能出現(xiàn)一個對話框，在這里說明此程序的大致用法，點擊“確定”進入程序主界面。點擊“文件”“

44、打開”，載入早已生成的條形碼。此時程序就可以馬上在主界面的中央顯示在此條形碼中“保存”的數(shù)字信息。在載入條形碼圖像之后，程序要馬上進行的一個步驟就是有此條形碼圖像的起始部分（若為標準EAN-13條形碼其起始部分應(yīng)是13根黑白相間的條紋）判斷是否為符合要求的條形碼圖像，其判斷函數(shù)源代碼為：void CRecognizorView:Recognize(CDC *pDC) CString Bitcode;/ CString testcode; CString thecode12; CString findfirst; RecogBits(pDC,Bitcode);/ for(int k=0;k=6;

45、k+)/ testcode+=Bitcode.GetAt(k);/ if(!IsOdd(testcode)/ Bitcode.MakeReverse(); for(int i=0;i=11;i+) for(int j=i*7;j=i*7+6;j+) thecodei+=Bitcode.GetAt(j); for(int i2=0;i2=5;i2+) if(IsOdd(thecodei2) findfirst+=A; else findfirst+=B; barcode+=firstcodefindfirst; for(int i3=0;i3SetMapMode(MM_TEXT);/DEL fo

46、r(i=0;iGetPixel(i,50) break;/DEL /DEL for(int j=i;jGetPixel(j,50) break;/DEL mode+;/DEL /DEL start=i;/DEL return mode;/DEL 在判斷完條形碼圖像之后，該程序就要開始反查數(shù)字-字母映射表，也就是編碼過程的反過程。其代碼如下：void CRecognizorView:RecogBits(CDC *pDC, CString &bit) int begin=start+3*lineWidth; pDC-SetMapMode(MM_TEXT); for(int i=begin+line

47、Width/2;iGetPixel(i,50) bit+=0; else bit+=1; begin=start+50*lineWidth; for(int j=begin+lineWidth/2;jGetPixel(j,50)bit+=0; else bit+=1; BOOL CRecognizorView:IsOdd(CString str) int count=0;for(int i=0;i=6;i+)if(str.GetAt(i)=1)count+;if(count%2=1)return TRUE;elsereturn FALSE;最后，程序就可以顯示此條形碼的數(shù)字信息了。如果能與醫(yī)院

48、的數(shù)據(jù)庫相連，就可以通過這小小條形碼，在數(shù)以萬計的虛擬病理切片中，快速準確找到相應(yīng)目標。3.2.1條形碼識別程序運行過程與運行結(jié)果（1）程序開始運行圖3-4（2）程序載入圖片并進行解碼，最后得出結(jié)果圖3-54 結(jié) 論全自動虛擬切片掃描系統(tǒng)-條形碼識別模塊雖然沒有與機械設(shè)計等方面有聯(lián)系，但是通過這個畢業(yè)設(shè)計題目卻真真切切的讓我體會到了這樣的一種趨勢，就是機械與信息技術(shù)結(jié)合的復(fù)雜結(jié)合。而這種結(jié)合正符合了當(dāng)今中國工業(yè)化和信息化相結(jié)合的發(fā)展方向。本文結(jié)合全自動虛擬切片掃描系統(tǒng)中的實際需求，對目前該行業(yè)存在的聞題進行了深入分析，以C+為開發(fā)平臺，Visual Studio 2010為開發(fā)工具，研究了如何合理的管理虛擬病理切