《Innovation》：Spectral-structured matrix code: The first optical code that doesn’t look like a code
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Idowu Paul Okuwobi | Jingyuan Liu | Jun Zhang桂林电子科技大学生命与环境科学学院，中国桂林 541004摘要二维光学代码在数字时代已成为不可或缺的基础设施，支持移动支付、供应链追溯、疫苗验证以及增强现实应用。然而，其设计仍受限于20世纪
Idowu Paul Okuwobi | Jingyuan Liu | Jun Zhang
桂林电子科技大学生命与环境科学学院，中国桂林 541004
摘要
二维光学代码在数字时代已成为不可或缺的基础设施，支持移动支付、供应链追溯、疫苗验证以及增强现实应用。然而，其设计仍受限于20世纪90年代的技术限制：固定的网格结构、二进制模块以及用于定位的图案，这些因素限制了数据密度、系统鲁棒性和美观性。我们提出了光谱结构矩阵码（Spectral-Structured Matrix Code，简称SSMC），这是一种全新的编码方式，完全摒弃了传统网格，将信息编码到非周期性Penrose铺砌图案上的微点颜色光谱中。该方法利用准晶体几何特性实现内在的旋转不变性，并通过光谱复用技术实现高密度存储，其数据密度是QR码的三倍以上，同时不牺牲解码速度和可靠性。与传统系统不同，SSMC无需对齐标记，解码过程依赖于确定性模板再生，因此能够有效抵抗遮挡、变形和噪声干扰。在实际测试中，SSMC在40%的遮挡条件下仍能保持95%以上的解码成功率，而QR码在这种环境下会完全失效。其独特的数学结构有效防止了伪造行为，基于颜色的设计使其能够无缝嵌入艺术品、纺织品和工业表面，将数据载体从功能性覆盖层转变为物体的固有属性。这项工作为下一代机器可读媒体提供了一个既实用又安全、视觉上与周围环境融合的框架，它不仅仅是对现有技术的渐进式升级，更是智能、可持续且以用户为中心的数字时代的基础。
