移動通信網絡的發展以及移動通信網絡與傳統互聯網的融合接入，使得移動互聯網成為了未來互聯網技術的一大熱門研究與應用領域。同時，隨著移動終端設備的推陳出新，使得終端用戶對移動應用的體驗要求越來越高。二維碼作為一種能夠傳播大量信息的載體，在營銷推廣、新聞傳媒以及身份驗證等領域得到了廣泛的應用。二維碼的方便快捷與移動互聯網的方便快捷，二者的結合使得二維碼與移動互聯網都得到了更快的發展。
1.二維碼歷史與研究現狀
二維碼是在傳統一維碼的基礎上添加一個方向并按照規定的碼制進行編碼形成的一種條形碼。由于一維碼只能在一個方向表達信息，造成其所能承載的信息量太少；并且需要通過條碼掃描儀掃描進行讀取；另外一維碼對條碼所附載的介質也有較高要求。所以在今天信息爆炸的年代，一維碼所傳達的信息量已經遠遠不能滿足人類的需求。1991 年美國Symbol 公司推出PDF417 條碼，即“便攜式數據文件”。二維碼第一次出現在人類的視野中，二維碼以矩陣形式來表達，可以在縱橫兩個方向存儲信息，可存儲的信息量是一維碼的幾十倍，并能整合圖像、聲音、文字等多媒體信息，可靠性高、保密防偽性強，而且易于制作、成本低。
目前國際領域內研究與應用較為廣泛的二維碼編碼技術分為兩個方向，一個是在一維碼基礎上按需要堆積成二行或多行進行擴展的分排式二維碼（2D Stacked Bar Code）編碼技術， 有代表性的行排式二維條碼有PDF417、CODE49、CODE 16K 等；另一個是在矩陣相應元素位置上用“點”表示二進制“1”， 用“空”表示二進制“0”，由“點”和“空”的排列組成的矩陣式二維碼（2D Matrix Bar Code），具有代表性的矩陣式二維條碼有：QR Code、Data Matrix、Maxi Code、Code One 等。
國內外主要主要二維碼標準如下圖1.1 所示：
圖1.1 國內外主要二維碼標準
2.二維碼關鍵技術
2.1 二維碼編碼技術
二維碼通過某種特定的幾何圖形按照一定規律在二維平面上進行排列形成的。這樣就解決了一維碼容量住和編碼加密機制過于簡單的問題。二維碼在編碼機制上利用了計算機內部邏輯的“0”和“1”比特流與若干幾何圖形相對應形成了承載著信息的幾何圖形。使用圖像輸入設備或光電掃描設備對二維碼進行采集與識別即可獲得包含在二維碼中的信息。
按照Shannon信息熵的理論，信息量是描述信源不確定性的一種度量方式，用H(X)表示信源的信息量，如下式2.1所示：
圖2.1 H(X)表示信源的信息量
所以信源所包含的信息量大小與概率空間中元素個數以及概率密度有關，由于二維碼在元素個數(n) 和概率密度(p)方面對于信息量均比一維碼有所提高，所以二維碼所能存儲的信息量大大超過一維碼。
2.2 二維碼的讀取識別技術
二維碼的讀取識別系統需要高效準確的讀取識別出二維碼中所包含的數據信息。傳統的讀取識別技術是通過掃描儀與計算機相連，用戶使用掃描儀對二維碼進行掃描并輸入計算機，通過計算機上的解碼譯碼系統進行解碼并將二維碼中所包含的信息呈現給用戶。
移動互聯網終端的讀取識別技術是通過手機、平板電腦等移動設備通過攝像系統將二維碼圖像采集到移動互聯網終端中，并通過終端中安裝的解碼譯碼系統識別二維碼中所包含的信息并呈現給移動互聯網終端用戶。兩種方式雖然采集方式不同，但是解碼譯碼方式是相同的，二維碼的讀取識別系統原理如下圖2.2所示：
圖2.2 二維碼讀取識別檢測系統原理
圖像傳感器將掃描儀或者攝像系統所采集的二維碼圖像信息在初步處理之后進入圖像處理芯片，對二維碼圖像進行灰度化、降噪、邊緣檢測、輪廓提取、矯正畸變等操作。同時對二維碼圖像中的各個碼進行切割，對切割后的碼進行識別以及糾錯（如果存在錯誤）等解碼操作。解碼操作之后就進行譯碼得到二維碼中的信息。識別完成之后通過接口電路向計算機發出中斷申請，進入中斷服務程序。最終將二維碼中存放的信息顯示到終端提供給用戶。
2.3 二維碼的技術特點
二維碼的技術特點主要包括以下三個方面：
（1）二維碼具有高密度特性，所以二維碼克服了一維碼技術中存儲信息量較低的缺點，二維碼可以表示數以千計字節的數據。傳統的一維碼需要相應得建立應用數據庫，通過一維碼中存儲的標識到應用數據庫中進行查找相對應的數據。所以二維碼的出現在包含更多信息量的同時也大大降低了成本。
（2）二維碼不僅能夠存放基本信息，還可以存放校驗信息。由于二維碼對錯誤數據具有糾錯的功能，使數據的存儲與識別具有更高的安全性。這種糾錯機制使得二維碼因穿孔、污損等引起局部損壞時，照樣可以正確得到識讀。二維碼的糾錯算法與人造衛星和VCD 等所用的糾錯算法相同。這種糾錯機制使得二維碼成為一種安全可靠的信息存儲和識別的方法，這是一維碼無法相比的。
（3）二維碼技術實現了多語言的支持。由于二維碼
技術實際上存儲的是計算機邏輯的“0”與“1”的字節流。而計算機上任何形式的信息的本質都是“0”“1”字節流，所以二維碼技術不僅可以支持多語言，還可以存儲不同形式的媒體信息，包括文字信息，音頻信息以及視頻信息等。并結合二維碼的糾錯與加密特征，使得這些信息的存儲更加安全。
（4）二維碼制作與印制都較為方便，而且成本較低。同時其使用的符號與形狀等內容都可以適當調整。
2.4 移動互聯網下的二維碼技術
移動互聯網下的二維碼技術是以傳統二維碼技術為核心，通過手機這一新載體實現對信息的承載與傳播；通過手機展開對二維碼的識別、解碼、譯碼等操作的綜合性技術。
移動終端二維碼是二維碼技術的又一應用，將需要通過移動終端呈現給客戶的信息編碼到二維碼中。再通過移動終端設備的攝像頭進行采集并進行解碼譯碼操作。這樣可以省去在移動終端輸入冗余的網址信息或者其他信息。
3.移動互聯二維碼的應用介紹
由于二維碼存在快速、便捷以及實用的使用特點，使得二維碼技術在物流業、生產制造業、交通、安防、票證等各個領域的應用得到了普及。隨著網絡的發展特別是移動互聯網的發展，二維碼將得到更廣泛的應用。接下來簡單介紹下二維碼在移動互聯網中的一些主要應用方向。
（1）社交應用：現代社會是一個互聯的社會，人與人之間的交際也更加的趨向于網絡化。社交應用快速發展也隨之而來。每個人都可以通過將自己的個人博客、微博、微信等信息通過自動生成的二維碼傳播分享給自己的好友。方便快捷的特性正是社交時代信息爆炸的一大特點。
（2）商務營銷應用：隨著移動終端設備與移動互聯網的發展，越來越多的用戶選擇通過移動終端進行購物消費。這就使得越來越多的商家希望通過移動終端的營銷來吸引消費者。二維碼的出現給了商家一個非常好的選擇，通過二維碼的傳播，可以讓消費者很快了解商家的商品信息以及折扣促銷信息。同時還可以方便領取到優惠券或者購買到相應的商品。具體應用包括移動訂票、積分兌換、電子折扣券、電子提貨券等。
（3）媒體信息推送應用：媒體可以利用二維碼具有存儲信息容量大的特點將新聞信息通過二維碼推送給讀者。讀者只需要通過移動終端設備掃描二維碼即可獲取最新的新聞信息。
（4）身份驗證應用：身份驗證允許用戶獲取經過加密之后的二維碼。例如用戶可以通過二維碼信息進行電子簽到、電子導診等。
二維碼在移動互聯網下的主要應用分類如下圖3.1所示：
圖3.1 二維碼在移動互聯網下的主要應用分類
4.總結與展望
本文首先介紹了二維碼的發展歷史以及目前的研究現狀。接下來介紹了二維碼的編碼技術、識別技術以及主要技術特點。這些技術特點在移動互聯網與移動終端設備發展之下的應用趨勢。并通過對目前移動終端二維碼的主要應用分類進行分析，得到未來移動互聯網中二維碼的應用趨勢和未來的展望。
總而言之，由于二維碼具有存儲信息容量大、糾錯能力強、安全保密以及方便快捷、低成本等特點使得其在未來的移動互聯網絡中的應用將越來越廣泛。越來越多的企業以及用戶會使用二維碼進行更方便快捷的信息傳遞，二維碼的出現將大大改變人類的信息傳遞方式以及部分工作流程。
未來的二維碼必將在各個生活領域得到更多的應用，隨著移動互聯網技術的進一步發展以及人類對信息載體容量的要求進一步提高，二維碼也將會有進一步的發展，在容量、存儲方式以及讀取速度上都將有進一步的發展。
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本文標題：淺析二維碼技術與移動互聯下的新應用
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