微信掃一掃 為啥能立“碼”搞定

二維碼結構圖

7月15日，中國工商銀行推出了覆蓋線上線下和O2O支付全場景的二維碼支付產品，成為國內首家具備二維碼支付產品的商業銀行。通過簡單的“掃一掃”即可覆蓋線上線下和O2O支付全場景，大大提高了支付效率。

現在，隻要跟誰說“掃一掃”，95%的人下意識地會拿出手機用微信去“掃一掃”。其實“掃”這個動作的流行和對二維碼這個玩意兒的重新認知，是在2012年、2013年伴隨微信而來。2012年，微信用戶超過2億，通過二維碼來實現服務功能的產品開始迅速進入人們眼球。目前，微信月活躍用戶達到7億，內置於其中的“掃一掃”功能成了人手一台的掃碼器。

微信普及導致二維碼火爆中國

圖像作為一種特殊的語言形式，它克服了音聲語言的轉瞬即逝性，把信息長久保存下來，傳播不再單純依賴人類記憶力。二維碼通過圖形記錄著一組二進制數據，成為設備之間交流的文字。2011年，微信的誕生成為人類社交又一工具﹔隨著它的成長，也使得以圖像映射文字的“語言”——二維碼被重新表達。

二維碼本身並非這幾年才出現的新事物，但為什麼沒有早在國外被廣泛應用起來？

事實上，早在20世紀90年代初，二維碼就已經出現在日本，但使用率卻非常低，直到智能手機和條形碼掃描應用被廣泛採用后，利用二維碼的消費者才有所增加。而以美國為例，智能手機用戶要掃二維碼通常都必須先下載一個專門的二維碼掃碼應用，這也成為二維碼在歐美等國推行的瓶頸。

騰訊公司的“微信派”公眾號曾刊文指出，微信二維碼能火，另一個重要的原因是接地氣，基於應用提供豐富的掃碼應用場景，讓用戶習慣用微信掃碼，而不選擇其他。

隨著O2O和二維碼支付的大力推廣，二維碼應用也從線上迅速走入線下。微信基於二維碼免費、開放的編碼方式提供了新的連接能力，也降低了二維碼應用難度，省錢省時間，讓商家更主動地通過二維碼吸引更多的關注，因為它能更直接地觸達消費者。從賣零食的小商店到地產開發商，從住快捷酒店到五星大酒店，隻要用戶留心都會看到二維碼的身影，用微信掃一掃就獲取到了。

“正是微信的快速普及和廣泛使用，直接導致了二維碼在中國火爆。”智威湯遜首席數字營銷Eugene Chew官這樣評價道，“每掃一次二維碼，每個界面就打開一道進入數字化內容的大門。”

為什麼能那麼快識別二維碼？

為什麼動動手指用微信掃一掃，那些五花八門的二維碼就能在人無感知的狀態下被迅速識別出來？

二維條碼/二維碼（2-dimensional bar code）是用某種特定的幾何圖形按一定規律，在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形記錄數據符號信息﹔在代碼編制上巧妙地利用構成計算機內部邏輯基礎的“0”“1”比特流的概念，使用若干個與二進制相對應的幾何形體來表示文字數值信息，通過圖像輸入設備或光電掃描設備自動識讀，以實現信息自動處理。

二維碼外形為正方形，三個角方向上有“回”字標識，是用來識別二維碼的關鍵定位圖形，或者叫位置探測圖形。掃碼過程其實就是不斷對焦，採集圖像，識別的過程﹔採集的幀數越少，代表掃碼速度越快，可以理解為圖形處理器每秒鐘能夠刷新幾次。

微信團隊分析數據顯示，引擎在識別正常圖片時的解碼速度，ios可縮短至5ms, android也僅僅約12ms。專業人士表示，這裡得說到微信掃碼的預判算法，它充當掃雷尖兵，在進行核心識別處理之前，能早一步對大量圖像中是否有“碼”進行偵查判斷。

整個掃碼預判模塊位於核心識別引擎之前，不再需要對輸入的視頻中的每一幀圖像進行檢測識別，能實現快速過濾大量無碼圖像，減少后續不必要的定位和識別對掃碼客戶端造成的阻塞，使響應更加及時，增加掃碼過程中的流暢度，這樣，大家使用起來才能在“無感知”的狀態下體驗微信掃碼的快速。

“壞碼”也能用微信掃出來

“微信派”的數據顯示，粗略估算，微信目前一年要處理至少二維碼達千億級，市面上約超過60%的二維碼也都誕生於微信平台。如何准確識別海量圖像，同時優化用戶便捷體驗成為微信團隊不斷在精進的技術能力。

比起一維條形碼，二維碼的高密度編碼，信息容量大。在微信掃一掃中，目前二維碼掃描次數約是一維碼的50倍，所以二維碼的准確識別極為重要。

一些二維碼就算穿孔、污損或者彎折，還是一樣可以識讀，正確地還原碼上的資訊。“微信派”的相關文章顯示，二維碼中存儲的信息通常都經過了糾錯編碼，這意味著二維碼是有冗余（即出於可靠性等的考慮，人為增加的重復配置）的。

一個二維碼所能表示的比特數是固定的，它包含的信息越多那麼冗余度就越小﹔相反，它包含的信息越少冗余度就越大。一個微信二維碼中包含的信息量並不需要很大，這意味著編碼的冗余度可以做得較高，所以即使損毀面積達到30%也依舊可以恢復。

作為“掃一掃”核心功能，微信團隊對於掃碼引擎提出了更高的要求，他們專門開發了二維碼和條形碼識別“大殺器”——識別引擎QBar。QBar掃碼對二維碼容錯性解碼算法、多語言字符檢測算法等均進行了數十項優化，在識別率和識別速度上得到了提升。

在提高成功解碼的概率上，微信圖像技術團隊另一個做法就是給每個步驟做上“標簽”，目的是找出錯誤信息，對失敗信息再設置相應的二次檢測流程，在失敗的步驟處進行更“努力”地嘗試，且越到后面的步驟，表明圖中存在二維碼的概率越大。

通過這樣每步找錯、多次識別解碼，大大提高了手機掃描二維碼的成功率。

把冗長的輸入變成簡單的掃一掃

打開微信，點擊右上角+或切換至“發現”界面，即可看到極簡的“掃一掃”，無需切換。點擊“掃一掃”功能之后，用攝像頭對准二維碼，開始掃描。基於微信的掃碼幾乎已成為一種全民習慣。

微信通過優化的用戶體驗在培養著用戶習慣，掃碼已用於添加好友、獲取商家品牌、甚至單個商品信息以及微信支付，免除了用戶在尋找信息時的在線搜索過程，也給用戶指引了一條連接線上線下資源的捷徑，用戶不需要另外下載一個二維碼讀碼應用。

基於微信二維碼識別技術上不斷增強的精確性，使用上，對信息的正確性能保証不再依賴於人的記憶，而是依賴於圖片。現在，國外不少社交應用也開始模仿微信置入掃碼功能，例如SnapChat，這款應用裡新添了用戶二維碼以及掃碼功能，和微信一樣，可以通過掃描朋友手機屏上或者分享的二維碼添加好友。

微信從文字輸入到語音輸入，再從語音輸入簡化到圖像輸入，把冗長的輸入，變成簡單、安全的掃一掃。微信為二維碼打開一道門，通往理想世界的門。（記者陳萌）