不知道您最近有沒有看到這樣一條新聞，它的標題是：日本人提出向中國收“二維碼”使用費，每人一分錢。

看到這條新聞后，遵紀守法的我下意識地打開手機支付寶準備掃描二維碼付款，然而卻并沒有找到付款通道。后來，這則新聞登上了2019年2月十大網絡謠言之首。

二維碼的前世今生

提及二維碼的誕生，我們還得倒回至上個世紀 60 年代之后的日本，雖然 1945 年的第二次世界大戰之中日本淪為戰敗國，可是在經濟方面日本卻進入了迅速的崛起，日本的各大超市的銷售額自然也隨著快速增長，不過由于那個時候收銀員需要長時間頻繁手動輸入商品價格，導致那個時候的收銀員效率較慢，而且手部容易出現疲勞甚至出現疾病。

在同樣是上個世紀 60 年代至 70 年代，條形碼聯合發明人諾曼?約瑟夫?伍德蘭德（Norman Joseph Woodland）發明了一維碼（條形碼），該技術的誕生幾乎改變了全球的商業活動形式，使得收銀員的工作效率變得更高效，顧客也可以節省更多時間。不過初代的條形碼采用的還是環形設計，想要完成掃描還需要格外安裝一部 500 瓦特發光體的巨型掃描儀。

經過幾十年的發展，由寬度不等的多個黑條和空白組成的一維碼（條形碼）開始暴露出不少缺點，例如數據容量較小（30 個字符左右）、只能包含字母和數字、條形碼尺寸相對較大（空間利用率較低）、條形碼遭到損壞后便不能閱讀的缺點。為了彌補這些缺陷，這個時候人們開始尋找更佳的代替方案。

1994 年，日本豐田子公司Denso Wave正式宣布公開首個 QR Code，而 QR 的全稱就是“Quick Response”，翻譯過來就是快速響應，意味追求高速讀取能力的研發概念。其實在發布二維碼之初，該日本公司并沒有很大的把握可以讓二維碼完全取代傳統的一維條形碼（事實上目前二維碼確實也還沒有完全取代一維條形碼），但他們堅信“花若盛開，蝴蝶自來”，好產品自然會有懂得欣賞的人。雖然該日本公司擁有二維碼的專利權，可是他們明確表示該專利是免費開放使用的，他們希望二維碼成為無需成本、可放心使用的“公共編碼”，而該日本公司目前的主要業務為世界汽車系統零部件的制造商，同時他們也在售二維碼專用掃描槍等相關產品。

二維碼的肉體與靈魂

事實上，二維碼相比一維碼（條形碼）確實具有數據容量更大、超越了字母數字的限制、相對尺寸小、具有抗損毀能力等優勢，條形碼最多只能存儲30個字符左右，但QR碼可以存儲7089個數字或4296個字母；攜帶相同的信息量，QR只需要條形碼1/10的空間。不過由于二維碼的解碼數據更加復雜，所以在同樣的硬件下它的運算復雜程度也要更高，耗時也會更長。

二維碼，從字面上看就是用兩個維度（水平方向和垂直方向）來進行數據的編碼，條形碼只利用了一個維度（水平方向）表示信息，在另一個維度(垂直方向)沒有意義，所以二維碼比條形碼有著更高的數據存儲容量。從形成方式上，二維碼可以分為兩類：

堆疊式二維碼

在一維條形碼的基礎上，將多個條形碼堆積在一起進行編碼，常見的編碼標準有PDF417等。

矩陣式二維碼

在一個矩陣空間中通過黑色和白色的方塊進行信息的表示，黑色的方塊表示1，白色的方塊表示0，相應的組合表示了一系列的信息，常見的編碼標準有QR 碼，漢信碼等。

上圖中前三種適合傳遞數據，因為可存儲的信息量大。 后三種適合做位姿識別，因為圖案識別度高。 

二維碼在AI技術上的應用

在位姿識別方面，二維碼還有其他一些比較流行的編碼方式，比如ARUCO，AprilTag以及ARToolkit+等。

ARTag是M.Fiala在2005年發表的人工標識跟蹤注冊系統。這個人工標識系統具有很多優秀的特性。ARTag可以適用于各種光照條件, 最大程度地減少光照的影響.ARTag也可以允許人工標識上的部分遮擋。另外ARTag的編碼解碼算法加入了編碼校驗和誤碼恢復法, 并對于2維條形碼編碼給出了系統的分析。

ARTag在機器人領域其中一個很重要的作用就是識別物體與相機的位姿關系。物體上可以貼上ARTag，或者在平面上貼上ARTag標簽，用來標定相機。攝像頭識別到ARTag后，可以算出標簽在相機坐標中的位置與姿態。下圖為Realsense D415深度相機識別到一組ARTag后，標記出每個標簽的坐標方位

不知道您最近有沒有看到波士頓MIT的四足機器人后空翻呢？就是下面這個。

當然上圖跟二維碼沒啥關系，但是如果您一直關注波士頓動力，那么您會發現下圖機器人手中抱的箱子上的二維碼就是ARTag本尊了。