像素碼對(duì)應(yīng)用編碼技術(shù)的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)和趨勢(shì)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(yùn)算方式，具備邊界延展和動(dòng)態(tài)識(shí)別功能。成功實(shí)現(xiàn)了幾何圖形、文字圖形和生物人臉和動(dòng)態(tài)人形的編碼技術(shù)，可以利用像素進(jìn)行全圖形商標(biāo)編碼、增強(qiáng)支付掃碼安全性、增加復(fù)合型密碼等實(shí)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(shí)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(guó)人自主研發(fā)的一種高級(jí)數(shù)碼運(yùn)算和編碼生成和識(shí)別讀取方式，是由中國(guó)人完全自主發(fā)明，具有完整的知識(shí)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(yùn)算方式和生成模式，采用更高級(jí)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(shí)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(shí)別功能，在數(shù)字識(shí)別碼領(lǐng)域是一個(gè)跨越式的里程碑。信息容量大、安全級(jí)別更高，延展應(yīng)用功能更強(qiáng)。

一、計(jì)算機(jī)編碼技術(shù)發(fā)展

1967年，美國(guó)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(dòng)形式，使得人工收銀效率變得更高效，購(gòu)物消費(fèi)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(gè)方面。

1994年，日本人騰弘原發(fā)明了快速響應(yīng)碼（Quick Response code），簡(jiǎn)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(chǎng)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(dòng)支付的興起使二維碼一躍成為移動(dòng)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(shí)用技術(shù)。

以上的圓形二維碼技術(shù)是在二維碼上的改動(dòng)，形式和運(yùn)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(shí)用性功能。

2017年，中國(guó)人馮成發(fā)明了超級(jí)像素碼（Pixel Code），簡(jiǎn)稱像素碼。

中文名：像素碼

英文名：pixel Code 縮寫：PX Code

開發(fā)時(shí)間：2017年10月

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

像素碼對(duì)條形碼和二維碼的運(yùn)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(dòng)態(tài)識(shí)別功能等技術(shù)的成功實(shí)現(xiàn)，將對(duì)幾何圖形、文字圖形和生物識(shí)別和動(dòng)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(duì)商標(biāo)（logo）和標(biāo)識(shí)系統(tǒng)的全圖形編碼化，將帶來更多的社會(huì)應(yīng)用價(jià)值，并有可能取代二維碼，成為鏈接現(xiàn)實(shí)與虛擬更得力的工具之一。

分析：目前國(guó)內(nèi)外科技編碼應(yīng)用領(lǐng)域的熱點(diǎn)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(shí)和虛擬的關(guān)鍵性工具鏈接。騰訊很看好這個(gè)模式，馬化騰稱"掃碼技術(shù)將是是線上線下的一個(gè)關(guān)鍵入口"。

計(jì)算機(jī)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(chǎng)上各類編碼掃碼技術(shù)應(yīng)用漸趨廣泛，但與日韓等國(guó)相比，中國(guó)的相關(guān)技術(shù)發(fā)展還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。制約因素除了運(yùn)營(yíng)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(shí)用性、安全性都有待于進(jìn)一步完善和提高。基于目前編碼技術(shù)現(xiàn)狀，像素碼這一應(yīng)用技術(shù)的產(chǎn)生將是對(duì)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(diǎn)、白點(diǎn)、幾何點(diǎn)、半角點(diǎn)和全角點(diǎn)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(dòng)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(shí)現(xiàn)商標(biāo)化編碼。

4、結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單實(shí)用

像素碼僅僅由儲(chǔ)存識(shí)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(chǔ)存識(shí)別區(qū)、定位區(qū)、糾錯(cuò)區(qū)構(gòu)成，才能生成完整的應(yīng)用數(shù)據(jù)圖形;

5、運(yùn)算方式先進(jìn)高效

像素碼是通過黑點(diǎn)、白點(diǎn)、幾何點(diǎn)、半角點(diǎn)和全角點(diǎn)共5種基礎(chǔ)元素為基礎(chǔ)，進(jìn)行矢量運(yùn)算和變量運(yùn)算組成的復(fù)合運(yùn)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(cè)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(shí)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(jìn)行2-99行合并計(jì)算，縱向列可進(jìn)行2-99列合并計(jì)算;

3、圖形表示：可以生成立體圖形，一個(gè)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(shí)別編碼，可單獨(dú)或合并生成并讀取識(shí)別;

5、生物采集表示：可以模仿人臉、人形、動(dòng)態(tài)、動(dòng)植物圖形進(jìn)行生成關(guān)聯(lián)圖形編碼，可單獨(dú)或合并生成并讀取識(shí)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(gè)字符

b、字母型數(shù)據(jù)：小寫a-z;字母A-Z。16個(gè)其他字符：

c、中國(guó)漢字字符（GB 2312對(duì)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(gè)PX基礎(chǔ)碼表示一組信息。每組符號(hào)表示對(duì)應(yīng)字符的信息;

三、像素碼生成特征

1、對(duì)目標(biāo)圖形進(jìn)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(dòng)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(hào)分為：行合并邏輯和列合并邏輯，橫向行可進(jìn)行9-999行組合運(yùn)算，縱向列可進(jìn)行9-999列組合運(yùn)算。能同時(shí)進(jìn)行矢量運(yùn)算和變量運(yùn)算的復(fù)合運(yùn)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(dòng)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(dòng)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(yùn)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(duì)平面的物體會(huì)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(jì)算，形成區(qū)位像素排序和進(jìn)行數(shù)據(jù)邏輯關(guān)系運(yùn)算。綜合處理數(shù)據(jù)后計(jì)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?cái)?shù)值的同時(shí)需初步生成內(nèi)部模糊定位和糾錯(cuò)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(jìn)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(chǔ)存區(qū)。（黑點(diǎn)、白點(diǎn)、幾何點(diǎn)、半角點(diǎn)和全角點(diǎn)共5種基礎(chǔ)像素元素）對(duì)主儲(chǔ)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(dòng)定位和糾錯(cuò);

6、根據(jù)像素主儲(chǔ)存圖形進(jìn)行運(yùn)算形成圖形邊緣邊界，用以區(qū)分主儲(chǔ)存識(shí)別區(qū);綜合處理圖形后清除像素錯(cuò)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(diǎn)、白點(diǎn)，2種基礎(chǔ)數(shù)碼元素組成的;像素碼是由黑點(diǎn)、白點(diǎn)、幾何點(diǎn)、半角點(diǎn)和全角點(diǎn)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(dòng)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(chǔ)存識(shí)別區(qū)、定位區(qū)、糾錯(cuò)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(chǔ)存識(shí)別區(qū)就可以生成完整的應(yīng)用數(shù)據(jù)圖形;

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

五、像素碼的市場(chǎng)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1、全性強(qiáng)

1、像素碼每單位可以生成9-999個(gè)編碼，單位組合排序重復(fù)概率將達(dá)到1/10萬(wàn)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(wàn);

3、像素碼單位和像素碼圖片組合，重復(fù)概率為1/100萬(wàn)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(shí)用性高

1、像素碼具備2維碼和條形碼的所有實(shí)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(shí)別功能，不受圖片大小和像素大小的限制，糾錯(cuò)率和容錯(cuò)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(qiáng)

1、可以應(yīng)用在商品貨物管理掃碼、人工智能或工業(yè)級(jí)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(shí)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(jī)NFC支付和信用卡刷卡支付系統(tǒng);

7、可以應(yīng)用在個(gè)人名片系統(tǒng)和個(gè)性化訂制;

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

結(jié)語(yǔ)：

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(chǎng)應(yīng)用率極高的應(yīng)用領(lǐng)域，具備深刻的現(xiàn)實(shí)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(diǎn)、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(gè)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(shí)別的編碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析方法與現(xiàn)實(shí)意義，對(duì)像素碼應(yīng)用編碼技術(shù)的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)和趨勢(shì)分析，切實(shí)促進(jìn)像素碼技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展。

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