怎么使用Matlab制作图形验证码生成器

这篇文章主要介绍了怎么使用Matlab制作图形验证码生成器，具有一定借鉴价值，感兴趣的朋友可以参考下，希望大家阅读完这篇文章之后大有收获，下面让小编带着大家一起了解一下。

突然发现cla函数也可以应用到app designer控件上，因而对部分内容做出更改,将绘制隐藏像素刷新的方式改为用cla

原

hold(acAxes,'off');image(acAxes,[-1,0],[-1,0],ones(1,1,3),'visible','off');hold(acAxes,'on');delete(findobj('tag','ax'));

新

cla(acAxes)cla(ax)

0效果

1字符图片生成

如果我们单纯的用text绘制图形，就无法做到效果中符号和符号边缘两个颜色，也无法做到更大程度的变形，因此我们需要将字符转换为矩阵形式。

想要实现也非常简单，我们只需要创建一个不可视的fig，在其上绘制字符，保存fig为png格式图片，再通过imread读取图片，就能获得字符矩阵：

第一次运行程序因为要生成字符图片因而会比较慢，再次运行就可以读取之前已经生成过的图片啦：

% 字符图片矩阵构造 ========================================================% 以下为字符图片创建过程% 原理为构造隐藏的figure和axes% 在其上用text绘制字符并保存figure为图片% 导入图片if ~exist('Materials','dir')   mkdir('Materials');endfig=figure('units','pixels',...        'position',[20 80 200 200],...        'Numbertitle','off',...        'Color',[1 1 1],...        'resize','off',...        'visible','off',...         'menubar','none');ax=axes('Units','pixels',...        'parent',fig,...          'Color',[1 1 1],...        'Position',[0 0 200 200],...        'XLim',[0 200],...        'YLim',[0 200],...        'XColor',[1 1 1],...        'YColor',[1 1 1]);strPic{length(strElement)}=[];for i=1:length(strElement)    % 若是不存在该字符图片则生成，否则直接导入    if ~exist(['.\Materials\',strElement(i),'.png'],'file')        delete(findobj('tag','textStr'));        text(ax,100,100,strElement(i),'HorizontalAlignment',...            'center','FontSize',140,'tag','textStr','FontWeigh','bold')        saveas(fig,['.\Materials\',strElement(i),'.png']);     % 保存图片    end    tempPic=imread(['.\Materials\',strElement(i),'.png']);     % 读取图片    strPic{i}=imresize(tempPic,[150,150]);             % 重新调整图片大小end

2刷新按钮生成

大家可以看到这个按钮的样式与大部分按钮不同：

实际上这是一个HTML控件，输入html文件的位置就可以形成类似嵌入页面的效果：

acHTML=uihtml(acFigure);acHTML.HTMLSource='.\Materials\textbtn.html';acHTML.DataChangedFcn=@refresh;acHTML.Position=[300 50 88 26];

如代码所示，我们导入的是Materials文件夹内的textbtn.html文件

textbtn.html长这样：

                                    看不清？    

当然为了防止大家不会创建，我在m文件中写了一段能够自动创建html文件的代码，原理就是将字符串信息写入txt,再将txt文件后缀改为html:

% .html文件自动生成及引入 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - htmlContent={'';'';'看不清？'};if ~exist('.\Materials\textbtn.html','file')    fid=fopen('.\Materials\textbtn.txt','w');    for i=1:length(htmlContent)        fprintf(fid,'%s\r\n',htmlContent{i});     end    fclose(fid);    copyfile('.\Materials\textbtn.txt','.\Materials\textbtn.html');    delete('.\Materials\textbtn.txt')end

3图片处理

3.1图像任意方向拉伸

这部分原理就是将图像旋转一定角度后，在竖直方向进行拉伸后再旋转回去

3.2字符边缘

这部分原理将字符均值滤波后，把不完全是黑色的部分设置为灰色，后期再设置为其他颜色

3.3图像处理部分代码

randColor=@()randi([0,200],[1,3]);   % 生成随机颜色的匿名函数% 从图像集合中提取图像tPic=strPic{randiNums(ii)};tPic=tPic(:,:,1);% 将图像旋转-拉伸-旋转randiTheta1=randi([0,90]);randiTheta2=randi([-30,30]);randiLenth=randi([0,70]);tPic=imrotate(255-tPic,randiTheta1,'bilinear','crop');tPic=imresize(tPic,[150+randiLenth,150]);tPic=imrotate(tPic,-randiTheta1+randiTheta2,'bilinear','crop');% 将图像边缘进行模糊，并将模糊的部分数值设置为150tPic=255-imfilter(tPic,I_5);tPic(tPic~=0&tPic~=255)=150;% 为符号和符号边缘赋予不同颜色tempColor1=randColor();tempColor2=randColor();tempPicR=tPic;tempPicG=tPic;tempPicB=tPic;tempPicR(tPic==150)=tempColor1(1);tempPicR(tPic==0)=tempColor2(1);tempPicG(tPic==150)=tempColor1(2);tempPicG(tPic==0)=tempColor2(2);tempPicB(tPic==150)=tempColor1(3);tempPicB(tPic==0)=tempColor2(3);tempPic_3=uint8(zeros([size(tPic),3]));tempPic_3(:,:,1)=tempPicR;tempPic_3(:,:,2)=tempPicG;tempPic_3(:,:,3)=tempPicB;

4线条和散点生成

散点就是生成一堆随机位置点和一些随机颜色后用scatter函数绘制，线条是生成散点后使用’spline’插值方法插值成线后再绘制：

randColor=@()randi([0,200],[1,3]);           % 生成随机颜色的匿名函数randColor_n=@(n)randi([0,200],[n,3])./255;   % 生成n个随机颜色的匿名函数 randPoint_n=@(n)[randi([5,195],[n,1]),randi([5,65],[n,1])];% 生成n个随机点的匿名函数% 绘制散点pPonintsNum=randi([6,10]);pPoints=randPoint_n(pPonintsNum);pPointsColor=randColor_n(pPonintsNum);scatter(acAxes,pPoints(:,1),pPoints(:,2),6,'filled',...    'CData',pPointsColor,'AlphaData',0.6)% 绘制线lPonintsNum=randi([5,7]);lPoints=randPoint_n(lPonintsNum);lPointsColor=[randColor()./255,0.6];x_lPoints=interp1(1:lPonintsNum,lPoints(:,1),1:0.01:lPonintsNum,'spline');y_lPoints=interp1(1:lPonintsNum,lPoints(:,2),1:0.01:lPonintsNum,'spline');plot(acAxes,x_lPoints,y_lPoints,'Color',lPointsColor,'LineWidth',1.5)

5关于图像存储

由于目前版本uifigure还不支持存储为图像,因此我们绘制图像是在figure和uifigure分别绘制一遍，其中figure依旧是不可见状态，主要用于将图片验证码保存为png格式，可以在完整代码中看出这一点。

同时，本程序的设置为，每次刷新图形验证码，都会刷新当前文件夹下authCode.png为最新的验证码，如需要保存请及时将其改名或复制另存：

6关于验证码对比

首先就是需要提取框内验证码：

codeInPut=acEditField.Value;

因为我们的验证码字符都是大写的，将输入的文本用upper函数变为大写：

codeInPut=upper(codeInPut);

同时我们因为0和O长的太像，所以不对其进行区分，直接将输入的验证码中的0改为O:

codeInPut(codeInPut=='0')='O';

之后就能够用strcmp函数将当前验证码和输入的验证码进行对比：

if strcmp(codeInPut,authCode)    msgbox('验证码正确')else    msgbox('验证码错误')end

7完整代码

function authCodestrElement=char([49:57,65:90]);              % 1-9，A-Z的字符randColor=@()randi([0,200],[1,3]);           % 生成随机颜色的匿名函数randColor_n=@(n)randi([0,200],[n,3])./255;   % 生成n个随机颜色的匿名函数 randPoint_n=@(n)[randi([5,195],[n,1]),randi([5,65],[n,1])];% 生成n个随机点的匿名函数global authCode;                             % 全局变量：验证码% 字符图片矩阵构造 ========================================================% 以下为字符图片创建过程% 原理为构造隐藏的figure和axes% 在其上用text绘制字符并保存figure为图片% 导入图片if ~exist('Materials','dir')   mkdir('Materials');endfig=figure('units','pixels',...        'position',[20 80 200 200],...        'Numbertitle','off',...        'Color',[1 1 1],...        'resize','off',...        'visible','off',...         'menubar','none');ax=axes('Units','pixels',...        'parent',fig,...          'Color',[1 1 1],...        'Position',[0 0 200 200],...        'XLim',[0 200],...        'YLim',[0 200],...        'XColor',[1 1 1],...        'YColor',[1 1 1]);strPic{length(strElement)}=[];for i=1:length(strElement)    % 若是不存在该字符图片则生成，否则直接导入    if ~exist(['.\Materials\',strElement(i),'.png'],'file')        delete(findobj('tag','textStr'));        text(ax,100,100,strElement(i),'HorizontalAlignment',...            'center','FontSize',140,'tag','textStr','FontWeigh','bold')        saveas(fig,['.\Materials\',strElement(i),'.png']);     % 保存图片    end    tempPic=imread(['.\Materials\',strElement(i),'.png']);     % 读取图片    strPic{i}=imresize(tempPic,[150,150]);             % 重新调整图片大小end% 更改fig ax样式，为方便后期验证码存储fig.Position=[100 100 200 70];ax.Position=[1 1 199.5 70];ax.XTick=[];ax.YTick=[];ax.XLim=[0,200];ax.YLim=[0,70];ax.XColor=[0.7 0.7 0.7];ax.YColor=[0.7 0.7 0.7];ax.Box='on';ax.YDir='reverse';hold(ax,'on');% APP designer窗口构建 ====================================================acFigure=uifigure();acFigure.Position=[100 100 370 90];acFigure.Name='authCode';acFigure.Resize='off';acAxes=uiaxes(acFigure);acAxes.Position=[10 10 200 70];acAxes.XTick=[];acAxes.YTick=[];acAxes.XLim=[0,200];acAxes.YLim=[0,70];acAxes.XColor=[0.7 0.7 0.7];acAxes.YColor=[0.7 0.7 0.7];acAxes.Box='on';acAxes.YDir='reverse';hold(acAxes,'on');acEditField=uieditfield(acFigure,'text');acEditField.Position=[220 52 70 23];acEditField.FontSize=16;acEditField.FontWeight='bold';acEditField.FontColor=[0.3,0.3,0.3];% .html文件自动生成及引入 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - htmlContent={'';'';'看不清？'};if ~exist('.\Materials\textbtn.html','file')    fid=fopen('.\Materials\textbtn.txt','w');    for i=1:length(htmlContent)        fprintf(fid,'%s\r\n',htmlContent{i});     end    fclose(fid);    copyfile('.\Materials\textbtn.txt','.\Materials\textbtn.html');    delete('.\Materials\textbtn.txt')endacHTML=uihtml(acFigure);acHTML.HTMLSource='.\Materials\textbtn.html';acHTML.DataChangedFcn=@refresh;acHTML.Position=[300 50 88 26];% - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -acButton=uibutton(acFigure);acButton.Position=[220 15 140 30];acButton.Text='确 认 验 证 码';acButton.BackgroundColor=[0.31 0.58 0.80];acButton.FontColor=[1 1 1];acButton.FontWeight='bold';acButton.FontSize=14;acButton.ButtonPushedFcn=@verify;% 回调函数 ================================================================    function refresh(~,~)        cla(acAxes)        cla(ax)                I_5=fspecial('average',[5,5]);   % 5*5均值滤波模板        randiNums=randi([1,length(strElement)],[1,4]);        authCode=strElement(randiNums);  % 验证码        disp(authCode)        for ii=1:4            tPic=strPic{randiNums(ii)};            tPic=tPic(:,:,1);            %tempPic(tempPic<250)=150;                        % 将图像旋转-拉伸-旋转            randiTheta1=randi([0,90]);            randiTheta2=randi([-30,30]);            randiLenth=randi([0,70]);                tPic=imrotate(255-tPic,randiTheta1,'bilinear','crop');            tPic=imresize(tPic,[150+randiLenth,150]);            tPic=imrotate(tPic,-randiTheta1+randiTheta2,'bilinear','crop');                         % 将图像边缘进行模糊，并将模糊的部分数值设置为150            tPic=255-imfilter(tPic,I_5);            tPic(tPic~=0&tPic~=255)=150;            % 为符号和符号边缘赋予不同颜色            tempColor1=randColor();tempColor2=randColor();            tempPicR=tPic;tempPicG=tPic;tempPicB=tPic;            tempPicR(tPic==150)=tempColor1(1);tempPicR(tPic==0)=tempColor2(1);            tempPicG(tPic==150)=tempColor1(2);tempPicG(tPic==0)=tempColor2(2);            tempPicB(tPic==150)=tempColor1(3);tempPicB(tPic==0)=tempColor2(3);                        tempPic_3=uint8(zeros([size(tPic),3]));            tempPic_3(:,:,1)=tempPicR;            tempPic_3(:,:,2)=tempPicG;            tempPic_3(:,:,3)=tempPicB;                        % 显示图片            image(acAxes,[-size(tempPic_3,2)/2,size(tempPic_3,2)/2]./3.5+40*ii+randi([-5,5]),...                         [-size(tempPic_3,1)/2,size(tempPic_3,1)/2]./3.5+35+randi([-5,5]),...                         tempPic_3,'AlphaData',tempPic_3(:,:,1)~=255,'Interpolation','bilinear')            image(ax,[-size(tempPic_3,2)/2,size(tempPic_3,2)/2]./3.5+40*ii+randi([-5,5]),...                         [-size(tempPic_3,1)/2,size(tempPic_3,1)/2]./3.5+35+randi([-5,5]),...                         tempPic_3,'AlphaData',tempPic_3(:,:,1)~=255,'Interpolation','bilinear')                 end                % 绘制散点        pPonintsNum=randi([6,10]);        pPoints=randPoint_n(pPonintsNum);        pPointsColor=randColor_n(pPonintsNum);        scatter(acAxes,pPoints(:,1),pPoints(:,2),6,'filled',...            'CData',pPointsColor,'AlphaData',0.6)        scatter(ax,pPoints(:,1),pPoints(:,2),6,'filled',...            'CData',pPointsColor,'AlphaData',0.6)                % 绘制线        lPonintsNum=randi([5,7]);        lPoints=randPoint_n(lPonintsNum);        lPointsColor=[randColor()./255,0.6];        x_lPoints=interp1(1:lPonintsNum,lPoints(:,1),1:0.01:lPonintsNum,'spline');        y_lPoints=interp1(1:lPonintsNum,lPoints(:,2),1:0.01:lPonintsNum,'spline');        plot(acAxes,x_lPoints,y_lPoints,'Color',lPointsColor,'LineWidth',1.5)        plot(ax,x_lPoints,y_lPoints,'Color',lPointsColor,'LineWidth',1.5)                saveas(fig,'.\authCode.png');    endrefresh()    function verify(~,~)        codeInPut=acEditField.Value;        codeInPut=upper(codeInPut);        codeInPut(codeInPut=='0')='O';        if strcmp(codeInPut,authCode)            msgbox('验证码正确')        else            msgbox('验证码错误')        end            endend

注：程序第一次运行由于有html文件及png文件需要生成，因而会比较慢，之后的运行速度会快很多。

对于以前版本没有uihtml控件可以先尝试如下代码：

这里用正常按钮替换了uihtml控件

function authCode2strElement=char([49:57,65:90]);              % 1-9，A-Z的字符randColor=@()randi([0,200],[1,3]);           % 生成随机颜色的匿名函数randColor_n=@(n)randi([0,200],[n,3])./255;   % 生成n个随机颜色的匿名函数 randPoint_n=@(n)[randi([5,195],[n,1]),randi([5,65],[n,1])];% 生成n个随机点的匿名函数global authCode;                             % 全局变量：验证码% 字符图片矩阵构造 ========================================================% 以下为字符图片创建过程% 原理为构造隐藏的figure和axes% 在其上用text绘制字符并保存figure为图片% 导入图片if ~exist('Materials','dir')   mkdir('Materials');endfig=figure('units','pixels',...        'position',[20 80 200 200],...        'Numbertitle','off',...        'Color',[1 1 1],...        'resize','off',...        'visible','off',...         'menubar','none');ax=axes('Units','pixels',...        'parent',fig,...          'Color',[1 1 1],...        'Position',[0 0 200 200],...        'XLim',[0 200],...        'YLim',[0 200],...        'XColor',[1 1 1],...        'YColor',[1 1 1]);strPic{length(strElement)}=[];for i=1:length(strElement)    % 若是不存在该字符图片则生成，否则直接导入    if ~exist(['.\Materials\',strElement(i),'.png'],'file')        delete(findobj('tag','textStr'));        text(ax,100,100,strElement(i),'HorizontalAlignment',...            'center','FontSize',140,'tag','textStr','FontWeigh','bold')        saveas(fig,['.\Materials\',strElement(i),'.png']);     % 保存图片    end    tempPic=imread(['.\Materials\',strElement(i),'.png']);     % 读取图片    strPic{i}=imresize(tempPic,[150,150]);             % 重新调整图片大小end% 更改fig ax样式，为方便后期验证码存储fig.Position=[100 100 200 70];ax.Position=[1 1 199.5 70];ax.XTick=[];ax.YTick=[];ax.XLim=[0,200];ax.YLim=[0,70];ax.XColor=[0.7 0.7 0.7];ax.YColor=[0.7 0.7 0.7];ax.Box='on';ax.YDir='reverse';hold(ax,'on');% APP designer窗口构建 ====================================================acFigure=uifigure();acFigure.Position=[100 100 370 90];acFigure.Name='authCode';acFigure.Resize='off';acAxes=uiaxes(acFigure);acAxes.Position=[10 10 200 70];acAxes.XTick=[];acAxes.YTick=[];acAxes.XLim=[0,200];acAxes.YLim=[0,70];acAxes.XColor=[0.7 0.7 0.7];acAxes.YColor=[0.7 0.7 0.7];acAxes.Box='on';acAxes.YDir='reverse';hold(acAxes,'on');acEditField=uieditfield(acFigure,'text');acEditField.Position=[220 52 70 23];acEditField.FontSize=16;acEditField.FontWeight='bold';acEditField.FontColor=[0.3,0.3,0.3];acfreshBtn=uibutton(acFigure);acfreshBtn.Text='看不清？';acfreshBtn.ButtonPushedFcn=@refresh;acfreshBtn.Position=[300 50 60 27];% - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -acButton=uibutton(acFigure);acButton.Position=[220 15 140 30];acButton.Text='确 认 验 证 码';acButton.BackgroundColor=[0.31 0.58 0.80];acButton.FontColor=[1 1 1];acButton.FontWeight='bold';acButton.FontSize=14;acButton.ButtonPushedFcn=@verify;% 回调函数 ================================================================    function refresh(~,~)        cla(acAxes)        cla(ax)%         hold(acAxes,'off');%         image(acAxes,[-1,0],[-1,0],ones(1,1,3),'visible','off');%         hold(acAxes,'on');%         delete(findobj('tag','ax'));                I_5=fspecial('average',[5,5]);   % 5*5均值滤波模板        randiNums=randi([1,length(strElement)],[1,4]);        authCode=strElement(randiNums);  % 验证码        disp(authCode)        for ii=1:4            tPic=strPic{randiNums(ii)};            tPic=tPic(:,:,1);            %tempPic(tempPic<250)=150;                        % 将图像旋转-拉伸-旋转            randiTheta1=randi([0,90]);            randiTheta2=randi([-30,30]);            randiLenth=randi([0,70]);                tPic=imrotate(255-tPic,randiTheta1,'bilinear','crop');            tPic=imresize(tPic,[150+randiLenth,150]);            tPic=imrotate(tPic,-randiTheta1+randiTheta2,'bilinear','crop');                         % 将图像边缘进行模糊，并将模糊的部分数值设置为150            tPic=255-imfilter(tPic,I_5);            tPic(tPic~=0&tPic~=255)=150;            % 为符号和符号边缘赋予不同颜色            tempColor1=randColor();tempColor2=randColor();            tempPicR=tPic;tempPicG=tPic;tempPicB=tPic;            tempPicR(tPic==150)=tempColor1(1);tempPicR(tPic==0)=tempColor2(1);            tempPicG(tPic==150)=tempColor1(2);tempPicG(tPic==0)=tempColor2(2);            tempPicB(tPic==150)=tempColor1(3);tempPicB(tPic==0)=tempColor2(3);                        tempPic_3=uint8(zeros([size(tPic),3]));            tempPic_3(:,:,1)=tempPicR;            tempPic_3(:,:,2)=tempPicG;            tempPic_3(:,:,3)=tempPicB;                        % 显示图片            image(acAxes,[-size(tempPic_3,2)/2,size(tempPic_3,2)/2]./3.5+40*ii+randi([-5,5]),...                         [-size(tempPic_3,1)/2,size(tempPic_3,1)/2]./3.5+35+randi([-5,5]),...                         tempPic_3,'AlphaData',tempPic_3(:,:,1)~=255,'Interpolation','bilinear')            image(ax,[-size(tempPic_3,2)/2,size(tempPic_3,2)/2]./3.5+40*ii+randi([-5,5]),...                         [-size(tempPic_3,1)/2,size(tempPic_3,1)/2]./3.5+35+randi([-5,5]),...                         tempPic_3,'AlphaData',tempPic_3(:,:,1)~=255,'Interpolation','bilinear')                 end                % 绘制散点        pPonintsNum=randi([6,10]);        pPoints=randPoint_n(pPonintsNum);        pPointsColor=randColor_n(pPonintsNum);        scatter(acAxes,pPoints(:,1),pPoints(:,2),6,'filled',...            'CData',pPointsColor,'AlphaData',0.6)        scatter(ax,pPoints(:,1),pPoints(:,2),6,'filled',...            'CData',pPointsColor,'AlphaData',0.6)                % 绘制线        lPonintsNum=randi([5,7]);        lPoints=randPoint_n(lPonintsNum);        lPointsColor=[randColor()./255,0.6];        x_lPoints=interp1(1:lPonintsNum,lPoints(:,1),1:0.01:lPonintsNum,'spline');        y_lPoints=interp1(1:lPonintsNum,lPoints(:,2),1:0.01:lPonintsNum,'spline');        plot(acAxes,x_lPoints,y_lPoints,'Color',lPointsColor,'LineWidth',1.5)        plot(ax,x_lPoints,y_lPoints,'Color',lPointsColor,'LineWidth',1.5)                saveas(fig,'.\authCode.png');    endrefresh()    function verify(~,~)        codeInPut=acEditField.Value;        codeInPut=upper(codeInPut);        codeInPut(codeInPut=='0')='O';        if strcmp(codeInPut,authCode)            msgbox('验证码正确')        else            msgbox('验证码错误')        end            endend

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