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二维码识别原理 | 猜,微信一年扫出多少个二维码?

发布者:尘埃网络|发布时间:2017-01-21 09:47|阅读:

伯乐登录网址 图像作为一种特殊的语言形式,它克服了音声语言的转瞬即逝性,把信息长久保存下来,传播不再单纯依赖人类记忆力。

伯乐登录网址 二维码通过图形记录着一组二进制数据,成为设备之间交流的文字。

2011年,微信的诞生成为人类社交又一工具;随着它的成长,也使得以图像映射文字的“语言”——二维码被重新表达。

微信的诞生始于移动端,并在此之上不断演进。

伯乐登录网址 2012年,微信用户超过2亿,通过二维码来实现服务功能的产品开始迅速进入人们眼球。目前,微信月活跃用户达到7亿,内置于其中的扫一扫功能成了人手一台的扫码器。

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微信让扫二维码变得很潮

“能用技术解决的,就不需用户去区分。” 微信了解用户讨厌挫败感,并力求消除它。

设想这样一个场景:用户需要搜索公众号“香辣牛肉面”。

于是他打开微信,搜索“麻辣牛肉面”,发现搜索不到,原来是自己记错了名字——这是挫败感;

重新输入,由于全键盘该死的间距,输错了一个字母,不得不删除重新输入——这是挫败感;

伯乐登录网址 输完名字,因为不放心还要检查一下——这也是挫败感。

伯乐登录网址 如此多次,这一连串的可能出现的挫败感让他望而却步,也许他在心里会想:“哦,会很麻烦,还是算了吧。"

伯乐登录网址 ”这种“挫败感的预期”减少了用户使用这种技术/方法的频率。

随着微信5.0版本扫码功能的上线,完美解决了这个问题——不会出错,因而没有了挫败感和“挫败感的预期”。

用户只需要打开微信,点击右上角+或切换至 “发现 ”界面 ,即可看到极简的 “扫一扫 ” ,无需切换 。点击 “扫一扫 ”功能之后 ,用摄像头对准二维码 ,开始扫描。

微信通过优化的用户体验在培养着用户习惯,扫码已用于添加好友、获取商家品牌、甚至单个商品信息以及微信支付,免除了用户在寻找信息时的在线搜索过程,也给用户指引了一条连接线上线下资源的捷径,用户不需要另外下载一个二维码读码应用。

基于微信的扫码几乎已成为一种全民习惯。

扫这个动作的流行和对二维码这个玩意的重新认知,其实是在2012年、2013年伴随微信而来。到现在,只要跟谁说扫一扫,95%的人下意识的会拿出微信去扫一扫。

伯乐登录网址 二维码本身并非这几年才出现的新事物,但为什么没有早在国外被广泛应用起来?

事实上,早在 20世纪90年代初 ,二维码就已经出现在日本 ,但使用率却非常低 ,直到智能手机和条形码扫描应用被广泛采用后,利用二维码的消费者才有所增加。

而以美国为例,智能手机用户要扫二维码通常都必须先下载一个专门的二维码扫码应用,这也成为二维码在欧美等国推行的瓶颈。

试想,如果facebook也想到这么做,或者苹果在发布iphone的时候就预装一个二维码扫描器,二维码在欧美会怎样?

微信二维码能火,另一个重要的原因是接地气,基于应用提供丰富的扫码应用场景,让用户习惯了用微信扫码,而不选择其他。

随着O2O和二维码支付的大力推广,二维码应用也从线上迅速走入线下。微信基于二维码免费、开放的编码方式提供了新的连接能力,也降低了二维码应用难度,省钱省时间,让商家更主动地通过二维码吸引更多的关注,因为它能更直接地触达消费者。从卖零食的小商店到地产开发商 ,从住快捷酒店到五星大酒店 ,只要用户留心都会看到二维码的身影 ,用微信扫一扫就获取到了,把被动的要变成了主动的去扫一扫。

“正是微信的快速普及和广泛使用,直接导致了二维码在中国火爆。”智威汤逊首席数字营销Eugene Chew官这样评价道,“每扫一次二维码,每个界面就打开一道进入数字化内容的大门。”

微信扫码为什么那么快?

为什么你动动手指用微信扫一扫,那些五花八门的二维码就能在你无感知的状态下被迅速识别出来?

先来看看二维码构造。

二维码结构图

伯乐登录网址 二维码外形为正方形,三个角方向上有 “回”字标识,是用来识别二维码的关键定位图形,或者叫位置探测图形(如下图)。

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扫码过程其实就是不断对焦,采集图像,识别的过程;采集的帧数越少,代表扫码速度越快,可以理解为图形处理器每秒钟能够刷新几次。

伯乐登录网址 微信团队分析数据显示,引擎在识别正常图片时的解码速度,ios可缩短至5ms, android也仅仅约12ms。

这里还得说到微信扫码的预判算法了,它充当扫雷尖兵,在进行核心识别处理之前,能早一步对大量图像中是否有“码”进行侦查判断。

整个扫码预判模块位于核心识别引擎之前,不再需要对输入的视频中的每一帧图像进行检测识别,能实现快速过滤大量无码图像,减少后续不必要的定位和识别对扫码客户端造成的阻塞,使响应更加及时,增加扫码过程中的流畅度,这样,大家使用起来才能在“无感知”的状态下体验微信扫码的快速。

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扫码预判模块流程图

伯乐登录网址 更早前测试显示,对于无码图像,主流手机上的处理速度均有较大幅度地提高,部分机型平均运行时间降低到10ms以内。对于有码图像,二维码的平均识别也快了近35%,而在时间缩短的情况下保持了识别率不变。

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不同机型无码样本测试速度对比

微信扫码为什么那么准?

伯乐登录网址 粗略估算,微信目前一年要处理至少二维码达千亿级,市面上约超过60%的二维码也都诞生于微信平台。如何准确识别海量图像,同时优化用户便捷体验成为微信团队不断在精进的技术能力。

伯乐登录网址 比起一维条形码,二维码的高密度编码,信息容量大。在微信扫一扫中,目前二维码扫描次数约是一维码的50倍,所以二维码的准确识别极为重要。

“坏码”也能扫

伯乐登录网址 你有没有发现,一些二维码就算穿孔、污损或者弯折,还是一样可以识读,正确地还原码上的资讯?

二维码中存储的信息通常都经过了纠错编码,这意味着二维码是有冗余(即出于可靠性等的考虑,人为增加的重复配置)的。

一个二维码所能表示的比特数是固定的,它包含的信息越多那么冗余度就越小;相反,它包含的信息越少冗余度就越大。一个微信二维码中包含的信息量并不需要很大(比如一个微信ID即可),这意味着编码的冗余度可以做得较高,所以即使损毁面积达到30%也依旧可以恢复。

作为“扫一扫”核心功能,微信团队对于扫码引擎提出了更高的要求,他们专门开发了二维码和条形码识别“大杀器”——识别引擎QBar。

QBar扫码对二维码容错性解码算法、多语言字符检测算法等均使用进行了数十项优化,在识别率和识别速度上得到了提升。

在扫描引擎优化中,能够识别并正确的解码每一张二维码图片比提高识别速度更为关键。

简单来说,QBar识别及解码的流程包括:

读取视频或图像,通过灰度化处理得到单张灰度图;

对灰度图进行处理得到二值图像(二值化是引擎在识别前,把图像转换成01图像的过程);

将二值图输入不同的解码器识别是否存在二维码;

如果检测到存在某种编码,即通过相应的解码器进行解码,并返回解码结果。

QBar引擎识别解码流程

伯乐登录网址 在提高成功解码的概率上,微信图像技术团队另一个做法就是给每个步骤做上“标签”,目的是找出错误信息,对失败信息再设置相应的二次检测流程,在失败的步骤处进行更”努力”地尝试,且越到后面的步骤,表明图中存在二维码的概率越大。

通过这样每步找错、多次识别解码,大大提高了手机扫描二维码的成功率!

想想看,你在用手机扫描二维码时,是不是常常没有水平正对二维码图片也能扫出,“找错”、”校正“的精确对二维码解码起到十分重要的作用。

伯乐登录网址 微信不断在扫码的准确和用户的“任性”之间寻找平衡。

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基于微信二维码识别技术上不断增强的精确性,使用上,对信息的正确性能保证不再依赖于人的记忆,而是依赖于图片。另一方面,输错字符的情况不会再出现,因为这一切交给了软件去解析。

二维码把用户使用的挫败感一扫而光,这种使用中的百分之百的正确率带来的顺畅感增加了用户的信任,更愿意使用“永远正确”的东西。

现在,国外不少社交应用也开始模仿微信置入扫码功能,例如SnapChat,你会发现这款应用里新添了用户二维码以及扫码功能,和微信一样,可以通过扫描朋友手机屏上或者分享的二维码添加好友。

微信从文字输入到语音输入,再从语音输入简化到图像输入,把冗长的输入,变成简单、安全的扫一扫。微信为二维码打开一道门,通往理想世界的门。

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