教你使用MATLAB制作一款 图形验证码 生成器(app designer)
2024-06-05 04:22:56
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');
end
fig=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endtempPic=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：
<!DOCTYPE html>
<html><head><meta charset=UTF-8><script type="text/javascript">function setup(htmlComponent) { document.getElementById("btnonclink").addEventListener("click", function(event) {htmlComponent.Data="test";});}</script></head><body><a href="" id="btnonclink">看不清？</a></body>
</html>
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={'<!DOCTYPE html><html><head><meta charset=UTF-8>';
'<script type="text/javascript">';
'function setup(htmlComponent){';
'document.getElementById("btnonclink").addEventListener("click",function(event){';
'htmlComponent.Data="test";});}</script></head>';
'<body><a href="" id="btnonclink">看不清？</a></body></html>'};
if ~exist('.\Materials\textbtn.html','file')fid=fopen('.\Materials\textbtn.txt','w');for i=1:length(htmlContent)fprintf(fid,'%s\r\n',htmlContent{i}); endfclose(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;
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')
elsemsgbox('验证码错误')
end
7完整代码
function authCode
strElement=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');
end
fig=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endtempPic=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={'<!DOCTYPE html><html><head><meta charset=UTF-8>';
'<script type="text/javascript">';
'function setup(htmlComponent){';
'document.getElementById("btnonclink").addEventListener("click",function(event){';
'htmlComponent.Data="test";});}</script></head>';
'<body><a href="" id="btnonclink">看不清？</a></body></html>'};
if ~exist('.\Materials\textbtn.html','file')fid=fopen('.\Materials\textbtn.txt','w');for i=1:length(htmlContent)fprintf(fid,'%s\r\n',htmlContent{i}); endfclose(fid);copyfile('.\Materials\textbtn.txt','.\Materials\textbtn.html');delete('.\Materials\textbtn.txt')
end
acHTML=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=1:4tPic=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;% 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');end
refresh()function verify(~,~)codeInPut=acEditField.Value;codeInPut=upper(codeInPut);codeInPut(codeInPut=='0')='O';if strcmp(codeInPut,authCode)msgbox('验证码正确')elsemsgbox('验证码错误')endendend
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 authCode2
strElement=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');
end
fig=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endtempPic=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=1:4tPic=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;% 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');end
refresh()function verify(~,~)codeInPut=acEditField.Value;codeInPut=upper(codeInPut);codeInPut(codeInPut=='0')='O';if strcmp(codeInPut,authCode)msgbox('验证码正确')elsemsgbox('验证码错误')endendend
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