像素碼對應(yīng)用編碼技術(shù)的系統(tǒng)認(rèn)識和趨勢分析

馮成 袁江勝

摘 要：像素碼是一種新發(fā)明的編碼方式，突破了條形碼和二維碼的組成形式和運算方式，具備邊界延展和動態(tài)識別功能。成功實現(xiàn)了幾何圖形、文字圖形和生物人臉和動態(tài)人形的編碼技術(shù)，可以利用像素進行全圖形商標(biāo)編碼、增強支付掃碼安全性、增加復(fù)合型密碼等實際應(yīng)用功能，其技術(shù)延展到等更多科技應(yīng)用領(lǐng)域，將有可能取代二維碼，成為鏈接現(xiàn)實與虛擬更得力的工具之一。

關(guān)鍵詞：編碼技術(shù);像素碼;全圖形像素碼;商標(biāo);二維碼

像素碼是由中國人自主研發(fā)的一種高級數(shù)碼運算和編碼生成和識別讀取方式，是由中國人完全自主發(fā)明，具有完整的知識產(chǎn)權(quán)。其編碼技術(shù)完全區(qū)別于日本人騰弘原在1994年發(fā)明的二維碼（QR code），突破了二維碼的單一運算方式和生成模式，采用更高級的邏輯演算方式來生成各種幾何圖形和立體矩陣圖形的像素識別碼，可以任意更改圖形、增加顏色和聲音[1]。具有條形碼及二維碼所不具有的多形狀延展功能和立體識別功能，在數(shù)字識別碼領(lǐng)域是一個跨越式的里程碑。信息容量大、安全級別更高，延展應(yīng)用功能更強。

一、計算機編碼技術(shù)發(fā)展

1967年，美國人諾曼.約瑟夫.伍德蘭德（Norman Joseph Woodland）發(fā)明條形碼

條碼技術(shù)的發(fā)明誕生公認(rèn)為改變了全球的商業(yè)活動形式，使得人工收銀效率變得更高效，購物消費和商品管理的便利性也大大提升，被廣泛應(yīng)用在工商業(yè)各個方面。

1994年，日本人騰弘原發(fā)明了快速響應(yīng)碼（Quick Response code），簡稱二維碼;

二維碼發(fā)明后仍是以傳統(tǒng)的條碼和信用卡支付為主，市場反應(yīng)冷淡，騰弘原便放棄專利變?yōu)殚_放性代碼讓全球共享。在2005年后移動支付的興起使二維碼一躍成為移動電子支付的主角，獲得了前所未有的成功，被稱為改變世界的科技成果。

2016年，騰訊公司在二維碼基礎(chǔ)上推出延展版本——圓形二位碼，搶注了新型實用技術(shù)。

以上的圓形二維碼技術(shù)是在二維碼上的改動，形式和運算方式都是沿用了二維碼技術(shù)，沒有更新的突破也更多的實用性功能。

2017年，中國人馮成發(fā)明了超級像素碼（Pixel Code），簡稱像素碼。

中文名：像素碼

英文名：pixel Code 縮寫：PX Code

開發(fā)時間：2017年10月

用途：適用于現(xiàn)代計算機和互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字領(lǐng)域的生成讀取和運算檢測

像素碼對條形碼和二維碼的運算方式和組成方式的突破具有重大意義。全圖形邊界延展密碼功能和動態(tài)識別功能等技術(shù)的成功實現(xiàn)，將對幾何圖形、文字圖形和生物識別和動態(tài)密碼的編碼技術(shù)創(chuàng)新帶來飛躍式的發(fā)展，可以延展到等更多科技應(yīng)用領(lǐng)域。特別是像素碼對商標(biāo)（logo）和標(biāo)識系統(tǒng)的全圖形編碼化，將帶來更多的社會應(yīng)用價值，并有可能取代二維碼，成為鏈接現(xiàn)實與虛擬更得力的工具之一。

分析：目前國內(nèi)外科技編碼應(yīng)用領(lǐng)域的熱點是二維碼與O2O（Online To Offline）模式的結(jié)合，即利用掃碼技術(shù)的讀取將線上的用戶引流給線下的商家，即是現(xiàn)實和虛擬的關(guān)鍵性工具鏈接。騰訊很看好這個模式，馬化騰稱"掃碼技術(shù)將是是線上線下的一個關(guān)鍵入口"。

計算機編碼技術(shù)經(jīng)過數(shù)十年發(fā)展，由條形碼、二維碼、圓形二維碼等，市場上各類編碼掃碼技術(shù)應(yīng)用漸趨廣泛，但與日韓等國相比，中國的相關(guān)技術(shù)發(fā)展還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。制約因素除了運營商匹配環(huán)境、終端適配、盈利模式等方面，關(guān)鍵是編碼技術(shù)還有很多不足之處，如延展性、實用性、安全性都有待于進一步完善和提高?；谀壳熬幋a技術(shù)現(xiàn)狀，像素碼這一應(yīng)用技術(shù)的產(chǎn)生將是對二維碼技術(shù)的等諸多不足之處加以解決和完善。

二、像素碼的結(jié)構(gòu)特征和速率特征

A、像素碼特征

1、基礎(chǔ)組成元素多樣

像素碼是由黑點、白點、幾何點、半角點和全角點共5種基礎(chǔ)數(shù)碼元素組成的。

2、外觀形狀豐富

像素碼的具備多種幾何圖形圖案（包括三角形、矩形、圓形、多邊形、人形、臉型、動物形、字母形、花朵形）。

3、布局形式延展性大

像素碼可以在任意圖案圖形里布局生成，采用圖形像素嵌合技術(shù)實現(xiàn)商標(biāo)化編碼。

4、結(jié)構(gòu)形式簡單實用

像素碼僅僅由儲存識別區(qū)就可以生成完整的應(yīng)用數(shù)據(jù)圖形，其他二維碼等讀碼方式需要由儲存識別區(qū)、定位區(qū)、糾錯區(qū)構(gòu)成，才能生成完整的應(yīng)用數(shù)據(jù)圖形;

5、運算方式先進高效

像素碼是通過黑點、白點、幾何點、半角點和全角點共5種基礎(chǔ)元素為基礎(chǔ)，進行矢量運算和變量運算組成的復(fù)合運算方式;

6、采用行列疊加和字符基礎(chǔ)碼變量遞增方式形成立體信息;位置探測圖形是通過模糊數(shù)學(xué)邏輯位置設(shè)定，增加了便捷性和識別速度。

B、像素碼配置及參數(shù)：

1、像素構(gòu)成關(guān)系：深色塊，淺色塊，幾何色塊碼、半角色塊碼和全角色塊碼共五種表示特定數(shù)值組合關(guān)系。

2、合并表示：分為行合并邏輯和列合并邏輯，橫向行可進行2-99行合并計算，縱向列可進行2-99列合并計算;

3、圖形表示：可以生成立體圖形，一個空間幾何圖形配合數(shù)列矩陣代表一種標(biāo)示系統(tǒng);

4、讀取表示：可分別生成行、列、幾何圖形（矩形、三角形、圓形、菱形及多邊形）等識別編碼，可單獨或合并生成并讀取識別;

5、生物采集表示：可以模仿人臉、人形、動態(tài)、動植物圖形進行生成關(guān)聯(lián)圖形編碼，可單獨或合并生成并讀取識別。

6、像素編碼字符集參數(shù)

a、數(shù)字型數(shù)據(jù)：數(shù)字0～9;

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù) ：7，089個字符

b、字母型數(shù)據(jù)：小寫a-z;字母A-Z。16個其他字符：

c、中國漢字字符（GB 2312對應(yīng)的漢字和非漢字字符）;

d、9×21像素（版本A0.2）-999×999 像素（版本A1.8）

e、采用9-999個PX基礎(chǔ)碼表示一組信息。每組符號表示對應(yīng)字符的信息;

三、像素碼生成特征

1、對目標(biāo)圖形進行幾何形狀分辨和分類;

分辨類別包括：三角形、矩形、圓形、多邊形、梯形、菱形、環(huán)形、框形、建筑形、人形、臉形、動物形、中文字母形、英文字母形、花朵形、云朵形、地圖形、音符形等

2、由這5種編碼符號分為：行合并邏輯和列合并邏輯，橫向行可進行9-999行組合運算，縱向列可進行9-999列組合運算。能同時進行矢量運算和變量運算的復(fù)合運算，產(chǎn)生更多的組合方式，得到更精細(xì)的數(shù)值結(jié)果;

3、像素碼生成的圖形密度通過設(shè)定成為可以動態(tài)的自由調(diào)整，用以適應(yīng)不同圖形不同大小的邊界需要，分別可以生成行、列、幾何圖形（矩形、三角形、圓形、菱形及多邊形）、生物圖形、人臉、虹膜采集、動態(tài)人形等。所要生成的像素圖形不限于字符、文字、數(shù)字或圖形信息，也可以生成圖形加上色彩顏色或聲音音符的復(fù)合信息。

4、像素碼的運算不局限在平面數(shù)據(jù)采集上，而是構(gòu)建在立體空間數(shù)據(jù)采集上。對平面的物體會采取投影方式設(shè)置綜合數(shù)據(jù)，增加了圖形生成的空間延展性和準(zhǔn)確性。根據(jù)圖形區(qū)位劃分，生成行列排序和行列區(qū)間值;根據(jù)圖形的區(qū)位大小、區(qū)間值及像素密度分別處理計算，形成區(qū)位像素排序和進行數(shù)據(jù)邏輯關(guān)系運算。綜合處理數(shù)據(jù)后計算得到基礎(chǔ)像素圖形和像素應(yīng)用數(shù)據(jù)值（處理像素數(shù)值的同時需初步生成內(nèi)部模糊定位和糾錯數(shù)據(jù)關(guān)系）

5、根據(jù)基礎(chǔ)圖形和應(yīng)用生成值用基礎(chǔ)像素元素處理外部數(shù)據(jù)進行編碼，導(dǎo)入到數(shù)據(jù)各區(qū)位圖形，加密合并形成主儲存區(qū)。（黑點、白點、幾何點、半角點和全角點共5種基礎(chǔ)像素元素）對主儲存區(qū)像素填充完畢后做像素圖形的行列掃描分析，并完成自動定位和糾錯;

6、根據(jù)像素主儲存圖形進行運算形成圖形邊緣邊界，用以區(qū)分主儲存識別區(qū);綜合處理圖形后清除像素錯碼和圖形內(nèi)外部亂碼;生成并輸出完整的像素碼圖形。

四、像素碼與二維碼的區(qū)別

1、基礎(chǔ)組成元素不同：二維碼由黑點、白點，2種基礎(chǔ)數(shù)碼元素組成的;像素碼是由黑點、白點、幾何點、半角點和全角點共5種基礎(chǔ)數(shù)碼元素組成的。

2、外觀形狀不同：二維碼的只具備方形圖案和類圓形圖案。像素碼的具備多種幾何圖形圖案（包括三角形、矩形、圓形、多邊形、人形、臉型、動物形、字母形、花朵形）[6]。

3、布局形式不同：二維碼只能在限定的方形圖形里布局生成;像素碼可以在任意圖案圖形里布局生成;

4、結(jié)構(gòu)形式不同：二維碼由儲存識別區(qū)、定位區(qū)、糾錯區(qū)構(gòu)成，才能生成完整的應(yīng)用數(shù)據(jù)圖形;像素碼由儲存識別區(qū)就可以生成完整的應(yīng)用數(shù)據(jù)圖形;

5、運算方式不同：二維碼是通過黑白2個基礎(chǔ)元素為基礎(chǔ)，進行矢量運算的單一運算方式;像素碼是通過黑點、白點、幾何點、半角點和全角點共5種基礎(chǔ)元素為基礎(chǔ)，進行矢量運算和變量運算組成的復(fù)合運算方式。

五、像素碼的市場應(yīng)用優(yōu)勢

1、全性強

1、像素碼每單位可以生成9-999個編碼，單位組合排序重復(fù)概率將達(dá)到1/10萬的3次方;

2、像素碼可以生成任何全圖形像素圖片，重復(fù)概率為1/100萬;

3、像素碼單位和像素碼圖片組合，重復(fù)概率為1/100萬的100次方;

4、將完全滿足于銀行間支付系統(tǒng)的安全要求;

2、實用性高

1、像素碼具備2維碼和條形碼的所有實用性功能;

2、像素碼可以變形生成各類幾何形或指定形狀的像素碼圖片生成及識別功能，不受圖片大小和像素大小的限制，糾錯率和容錯率高。

3、生成的像素圖可以導(dǎo)入字符、數(shù)字、文字、圖形、密碼等多種信息，生成的像素圖可以導(dǎo)入聲音音符和顏色色彩等多種信息，信息量更豐富更新穎。

3、商業(yè)應(yīng)用延展性強

1、可以應(yīng)用在商品貨物管理掃碼、人工智能或工業(yè)級掃碼

2、可以應(yīng)用在生物特征（人臉、指紋、掌紋、虹膜、靜脈、聲波）系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用;

2、可以應(yīng)用在商標(biāo)（logo）和標(biāo)識系統(tǒng)等圖標(biāo)圖片【★】

4、可以應(yīng)用為數(shù)字和圖形的復(fù)合密碼系統(tǒng)【★】

5、可以應(yīng)用為電子銀行支付掃碼技術(shù)。

6、可以應(yīng)用手機NFC支付和信用卡刷卡支付系統(tǒng);

7、可以應(yīng)用在個人名片系統(tǒng)和個性化訂制;

8、可以應(yīng)用在地面物流系統(tǒng)和航空運輸系統(tǒng)。

結(jié)語：

綜上所述，像素碼這一編碼技術(shù)將成為一種新的科技應(yīng)用前沿技術(shù)，特別是在其商標(biāo)應(yīng)用、密碼應(yīng)用和支付應(yīng)用等市場應(yīng)用率極高的應(yīng)用領(lǐng)域，具備深刻的現(xiàn)實意義和科技操作性。

文章主要圍繞著編碼技術(shù)發(fā)展、像素碼的主要特點、結(jié)構(gòu)特征和速率特征、像素碼的生成步驟、像素碼與二維碼的區(qū)別四個方面展開了論述與探討，旨在全面闡述一種使用全圖形像素碼生成和識別的編碼系統(tǒng)設(shè)計分析方法與現(xiàn)實意義，對像素碼應(yīng)用編碼技術(shù)的系統(tǒng)認(rèn)識和趨勢分析，切實促進像素碼技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展。

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