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手机二维码太普通，换来换去还是不好看。何不自定义一个自己喜欢的呢？近日，郑州大学、浙江大学、微软亚洲研究院、北京航空航天大学的研究者发布论文，提出一种设计个性化的艺术风格二维码的方法，通过三步自定义独特二维码，并且能保持扫描成功率。 随着互联网和智能移动设备不断普及，二维码（Quick Response code）已成为世界上应用最为广泛的信息载体之一。一般的二维码观感并不好，带有人眼无法识别的单调的黑/白编码模块。最近，二维码的视觉美化在学界和业界兴起了一波热潮。如图 1 所示，当前方法可分为四类： i) 嵌入式 [1]–[5]，嵌入图像以覆盖二维码中的附加位元； ii) 变形类型 [5]，改变二维码模块的形状/颜色，比如把正方块转化为圆形、三角形或星状； iii) 手动型 [5]，来自手工设计和渲染； iv) 融合型 [6]–[12]，把图像融合进二维码。其中，融合型方法的视觉效果最好，也最为吸引眼球。
图 1：4 种美化二维码的已有方法。 虽然已有的融合类型的方法可以提升二维码的视觉品质，但仍存在如下几个有待提升的方面：（1）多样化和个性化，主流方法通过改变融合图像来生成不同外观的艺术二维码，但实际上，用户希望对独特的融合图像（例如 logo、个人照片或商标等）生成多样化和个性化的艺术二维码；（2）艺术品质，一方面，大多数的方法将「美」定义为「和融合图像更加相似」，即理想的结果是原始图像不被艺术元素「反客为主」。另一方面，已有的融合类型二维码通常直接、机械地将图像和黑/白编码模块相结合，导致编码模块外观不可变动和单调乏味，即使用很漂亮的图像融合也是这样（如图 4(a)-(d)）。（3）鲁棒性，在不影响可读性的前提下将艺术元素融合到二维码并不容易，大多数已有方法缺乏错误校正机制来保证结果的鲁棒性，从而导致二维码被错误解码。
图 2：(a)(b) 本文介绍的方法能直接美化基线艺术二维码，并生成艺术风格的二维码。(c)(d) 如果用传统的融合类型方法生成艺术风格结果，必须将美观的图像和黑/白编码模块相结合。但基本上，(c)(d) 的结果仍然被归类为基线艺术二维码，虽然融合了艺术图像，但仍然不是真正的艺术风格二维码。和步骤 (c)(d) 相比，本文方法有两个优点：（1）减少了生成步骤。（2）进一步将模块和融合图像统合为一个风格，增强视觉吸引力（如图 4(e)-(l)）。 解决这些问题而不牺牲其它特性是一项很大的挑战。幸运的是，通过基于 CNN 的风格迁移网络，我们找到了有效的解决方案。本文提出了一种自动化生成鲁棒艺术风格二维码的方法——SEE QR Code。对于问题（1），如图 3 所示，我们的 SEE QR Code 是风格导向的艺术二维码，用户可以通过嵌入单张图像生成多种艺术风格的二维码。因此，用户可以按照自己的偏好和需求进行个性化选择。对于问题（2），我们的 SEE QR Code 应该被称为艺术品，而不仅仅是原始图像的风格化；此外，该方法可直接风格化基线艺术二维码（如图 2(a)(b)），可同时为编码模块和融合图像赋予艺术元素，增强其视觉吸引力（如图 4(e)-(l)）。对于问题（3），我们设计了一个错误校正机制以量化和平衡两个竞争要素，即视觉品质和可读性，从而得到鲁棒的结果。
图 3：一些 SEE 二维码的实例，看起来就像是艺术品；并且用户可根据单一的背景图像生成不同艺术风格的美化图像。
图 4：(a)-(d) 传统方法结果之中的编码模块（参见图 2）。(e)-(l) 我们方法结果中的编码模块。可看到 SEE 二维码中的编码模块同样具有吸引人的艺术元素。 上述现有工作仅聚焦于二维码美化的第一阶段，即通过改变嵌入图（参见图 2(a)(d)）产生有美感的二维码。相比之下，我们的方法主要美化基线审美的二维码（参见图 2(b)）。总结一下，我们的主要贡献有： 我们提出了一种艺术风格审美的二维码——SEE 二维码，在以下方面表现优于现有方法：多样性与个性化、美学品质和鲁棒性。 我们设计了一种高效算法，可在基线艺术二维码中设置模块安排的优先性，从而最小化黑/白编码模块和融合图像之间的视觉对比。
（责任编辑：晨鸿） |
