01大家熟悉的二維碼

1.1 什么是二維碼

二維碼，起源于汽車制造業(yè)，是一種方形的矩陣型條形碼。它以黑白像素點的不同排列方式來存儲信息。與傳統(tǒng)的一維條碼相比，二維碼可以存儲更多的信息，并且占用的空間更小。

由于其高效、經濟和易于掃描的特點，二維碼被廣泛用于各種領域，從產品標簽到廣告，再到電子票務和移動支付，其應用的范圍日益擴大。目前已經在各個領域得到廣泛的應用。

02傳統(tǒng)二維碼應用中遇到的挑戰(zhàn)

2.1 譯碼難度大

盡管二維碼技術已經相當成熟，但在某些情況下，如內容過多、圖像質量低下、損壞或因過度曝光、不理想的掃描角度、遮擋物等外部因素影響，都可能使譯碼過程遇到困難，導致內容不能正常分發(fā)。

2.2 美觀與譯碼成功率的矛盾

傳統(tǒng)二維碼沒有預留品牌與美觀等設計，以QRCode為例，對其的美化方式通常有，在二維碼的中心添加Logo，對內容點進行圓化，或者將二維碼耦合在圖像中。這種方式往往是以犧牲了二維碼自身的糾錯冗余為代價的。使得譯碼難度變得更加大。

2.3 具有安全隱患

另一個問題是安全隱患。因為傳統(tǒng)二維碼的生成邏輯是開放的，惡意行為者開始利用其將病毒、惡意代碼或跟蹤器植入 用戶的設備中。或者通過二維碼來傳播謠言、敏感信息，此外偽造或篡改的二維碼也可能對用戶產生誤導、導致信息泄露等等。

03專屬二維碼

3.1 為什么需要專屬二維碼

譯碼是將二維碼用于信息分發(fā)、活動倒流中十分重要的環(huán)節(jié)，譯碼的成功與否，直接影響了活動本身的分發(fā)結果。首先需要理解其背后的設計邏輯和原則。正如前文所言，傳統(tǒng)的QR碼已經在全球范圍內得到了廣泛的應用，但隨著技術和業(yè)務的發(fā)展，在各方面都提出了新的要求和挑戰(zhàn)，美觀性、安全行、高效性均有新的要求。百度專屬二維碼正是為了解決這些新需求而設計的。

3.2 專屬二維碼的設計訴求

1、美觀性：百度專屬碼的設計上留置Logo空間，更加容易的結合代表企業(yè)品牌形象的設計語言，擴大品牌影響力，圓形的設計更具美感；

2、抗損壞：百度專屬碼的關鍵數據區(qū)域與有效信息區(qū)域均具備糾錯能力，且部分關鍵區(qū)域進行多次冗余設計；

3、安全性：獨有的專屬碼生成和解析協(xié)議，有效控制專有碼生成渠道，防止通過二維碼來傳播黃反暴恐等信息；

4、容量可調整：百度專屬碼設計具備動態(tài)擴容機制，以適應不同信息容量需要。

04百度專屬二維碼譯碼實現和優(yōu)化

譯碼流程主要可以細分為以下幾個關鍵步驟：首先進行關鍵定位點的識別，然后是元信息的提取和解析，接著是進行協(xié)議的解析，緊接著是數據信息的解讀，最后完成bit信息的解碼。因為保密的原因，這里僅針對技術方向進行解析。

4.1 核心譯碼流程

圖片

4.2 定位點的確定

二維碼的關鍵定位點發(fā)現，通常可以通過圖像處理技術實現，例如使用邊緣檢測來找到二維碼的邊緣，再結合霍夫變換確定四個角和中心位置。考慮到不同的光線條件，自適應閾值技術可以提高定位的準確性，專屬碼中采用了識別特定模式的方式，并且結合了多種容錯方式召回非標準碼；在定位點位置確定之后，可以以此建立二維碼坐標系。進而進行后續(xù)的解碼過程。

4.3 元信息的解析

元信息存儲在二維碼的特定預定位置。通過定位點的確定，構建碼的坐標系。進而獲取到專屬碼的元信息。當圖像出現畸變或損壞的情況下，就需要容錯機制來輔助修復或跳過某些部分， 專屬碼在這個過程中主要采用了冗余以及糾錯碼的引入。

4.4 協(xié)議解析

協(xié)議解析也是非常關鍵的步驟。這一步是為了識別二維碼的格式和編碼規(guī)則。可以通過預定義的協(xié)議庫來幫助匹配和解析。當然，為了適應更多的格式，這部分被定義為可拓展，通過更新協(xié)議可以解析更多的碼。

4.5 bit信息解碼

對bit信息進行解碼。這一步涉及到數據的二進制形式。基本的邏輯運算是主要工具，但為了提高解碼的準確性，特別是在有噪聲或誤差的情況下，會加入一些糾錯技術，例如Hamming碼、Reed-Solomon碼等等；經過相應的糾錯算法還原之后，就可以通過協(xié)議中預設的字符集將bit信息轉換成最終的字符串了。

4.6 譯碼優(yōu)化

除了上述的主要譯碼流程，為了提高譯碼效率和準確性，我們采用了一些優(yōu)化策略。

4.7 譯碼性能優(yōu)化

經過深入分析專屬碼的譯碼耗時主要分布在逐圈信息讀取以及對定位點的篩選重試過程中。

1、并行讀取

在專屬碼的解析過程中，因為存在多圈信息解析，逐圈讀取信息是一個相對耗時的過程，此處可以利用并行計算來加速讀取過程。讓多圈的讀取過程分布在多個核心運行，提升譯碼效率。

2、快速校驗

為了快速確定二維碼的有效性，可以在定位點確定之后，建立坐標系之后，立即進行校驗，從而避免不必要的完整解碼過程。極大提升了干擾嚴重情況下的譯碼效率。

4.8  光暗掃碼優(yōu)化

根據圖像的質量和外部環(huán)境（如光線、攝像頭質量等），動態(tài)選擇或調整最合適的圖像處理算法和參數。對于在低光環(huán)境下拍攝的二維碼，選擇更為敏感的邊緣檢測算法。對于過曝光的二維碼，處理過程中會進行相應的抑制， 盡可能提升解析的分辨能力。

4.9 糾錯技術應用

通過合理選擇和組合不同的糾錯技術（如Hamming碼、Reed-Solomon碼），可以在確保解碼準確性的同時，盡量減少額外的計算量。百度專屬碼在生成過程中會進行判定，選擇最佳的糾錯方式。使得糾錯能力最大化。

4.10 機器學習與深度學習應用

隨著機器學習和深度學習技術的發(fā)展，這些技術可以被用來優(yōu)化和提高譯碼過程的準確性和效率。例如，訓練一個深度神經網絡來識別和糾正扭曲或部分損壞的二維碼。百度碼中的譯碼過程中應用了深度學習技術去輔助確定專有碼的位置。

05總結

本文介紹了在譯碼視角中解析了百度碼的譯碼技術，包括關鍵的譯碼流程，以及關鍵的優(yōu)化手段。百度碼目前已經在高考等活動中進行應用。

在未來的發(fā)展中，百度碼的譯碼技術將繼續(xù)升級和完善，以滿足更多場景的需求。百度碼的譯碼技術將在現有的基礎上不斷演進和完善，以提供更為優(yōu)質、便捷、安全的譯碼體驗，從而為人們的生活和工作帶來更多便利。