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，可以利用像素進行全圖形商標編碼、增強支付掃碼安全性、增加復合型密碼等實際應用功能，其技術延展到等更多科技應用領域，將有可能取代二維碼，成為鏈接現實與虛擬更得力的工具之一。

關鍵詞：編碼技術;像素碼;全圖形像素碼;商標;二維碼

像素碼是由中國人自主研發(fā)的一種高級數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，具有完整的知識產權。其編碼技術完全區(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，在數字識別碼領域是一個跨越式的里程碑。信息容量大、安全級別更高，延展應用功能更強。

一、計算機編碼技術發(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

條碼技術的發(fā)明誕生公認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上推出延展版本——圓形二位碼，搶注了新型實用技術。

以上的圓形二維碼技術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，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：適用于現代計算機和互聯(lián)網的數字領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)識別功能等技術的成功實現，將對幾何圖形、文字圖形和生物識別和動態(tài)密碼的編碼技術創(chuàng)新帶來飛躍式的發(fā)展，可以延展到等更多科技應用領域。特別是像素碼對商標（logo）和標識系統(tǒng)的全圖形編碼化，將帶來更多的社會應用價值，并有可能取代二維碼，成為鏈接現實與虛擬更得力的工具之一。

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

計算機編碼技術經過數十年發(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應用漸趨廣泛，但與日韓等國相比，中國的相關技術發(fā)展還遠遠不夠。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，關鍵是編碼技術還有很多不足之處，如延展性、實用性、安全性都有待于進一步完善和提高。基于目前編碼技術現狀，像素碼這一應用技術的產生將是對二維碼技術的等諸多不足之處加以解決和完善。

二、像素碼的結構特征和速率特征

A、像素碼特征

1、基礎組成元素多樣

像素碼是由黑點、白點、幾何點、半角點和全角點共5種基礎數碼元素組成的。

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實現商標化編碼。

4、結構形式簡單實用

像素碼僅僅由儲存識別區(qū)就可以生成完整的應用數據圖形，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)構成，才能生成完整的應用數據圖形;

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種基礎元素為基礎，進行矢量運算和變量運算組成的復合運算方式;

6、采用行列疊加和字符基礎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學邏輯位置設定，增加了便捷性和識別速度。

B、像素碼配置及參數：

1、像素構成關系：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值組合關系。

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列矩陣代表一種標示系統(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

a、數字型數據：數字0～9;

數字數據 ：7，089個字符

b、字母型數據：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基礎碼表示一組信息。每組符號表示對應字符的信息;

三、像素碼生成特征

1、對目標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合運算，產生更多的組合方式，得到更精細的數值結果;

3、像素碼生成的圖形密度通過設定成為可以動態(tài)的自由調整，用以適應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合信息。

4、像素碼的運算不局限在平面數據采集上，而是構建在立體空間數據采集上。對平面的物體會采取投影方式設置綜合數據，增加了圖形生成的空間延展性和準確性。根據圖形區(qū)位劃分，生成行列排序和行列區(qū)間值;根據圖形的區(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據邏輯關系運算。綜合處理數據后計算得到基礎像素圖形和像素應用數據值（處理像素數值的同時需初步生成內部模糊定位和糾錯數據關系）

5、根據基礎圖形和應用生成值用基礎像素元素處理外部數據進行編碼，導入到數據各區(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、基礎組成元素不同：二維碼由黑點、白點，2種基礎數碼元素組成的;像素碼是由黑點、白點、幾何點、半角點和全角點共5種基礎數碼元素組成的。

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、結構形式不同：二維碼由儲存識別區(qū)、定位區(qū)、糾錯區(qū)構成，才能生成完整的應用數據圖形;像素碼由儲存識別區(qū)就可以生成完整的應用數據圖形;

5、運算方式不同：二維碼是通過黑白2個基礎元素為基礎，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種基礎元素為基礎，進行矢量運算和變量運算組成的復合運算方式。

五、像素碼的市場應用優(yōu)勢

1、全性強

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

2、像素碼可以生成任何全圖形像素圖片，重復概率為1/100萬;

3、像素碼單位和像素碼圖片組合，重復概率為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入字符、數字、文字、圖形、密碼等多種信息，生成的像素圖可以導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)應用延展性強

1、可以應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)應用;

2、可以應用在商標（logo）和標識系統(tǒng)等圖標圖片【★】

4、可以應用為數字和圖形的復合密碼系統(tǒng)【★】

5、可以應用為電子銀行支付掃碼技術。

6、可以應用手機NFC支付和信用卡刷卡支付系統(tǒng);

7、可以應用在個人名片系統(tǒng)和個性化訂制;

8、可以應用在地面物流系統(tǒng)和航空運輸系統(tǒng)。

結語：

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

文章主要圍繞著編碼技術發(fā)展、像素碼的主要特點、結構特征和速率特征、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)設計分析方法與現實意義，對像素碼應用編碼技術的系統(tǒng)認識和趨勢分析，切實促進像素碼技術的應用發(fā)展。

參考文獻：

[1]陳中中，張建飛，蘇智劍，連登偉，楊亞茹，朱慧玉.建立反映心臟內部各腔室結構的數字化三維模型[J].中國組織工程研究，2014，18（49）：7967-7973.

[2]陳林，鄧云.基于人眼視頻模型的井下監(jiān)控視頻質量改善算法[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2014，34（05）：89-94.

[3]江文婷，龔小謹，劉濟林.顏色指導的深度圖像升采樣算法的對比性研究[J].杭州電子科技大學學報，2014，34（01）：21-24.

[4]章東平，陳非予，童超，何海波.一種基于局部方向尺度的各向異性擴散圖像濾波方法[J].傳感技術學報，2012，25（06）：794-798.

[5]徐晶晶，沈力行，趙改平，陳奇歐.基于數字圖像處理技術測量疏松孔隙率的方法[J].中國組織工程研究與臨床康復，2010，14（17）：3062-3064.

[6]張健，唐臻宇，耿海翔.基于亞像素碼圖象處理游標刻度讀取算法[J].微計算機信息，2007（28）：108-109+126.