CN106033619A - 图片验证码生成方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图片验证码生成方法、装置和系统。所述方法包括以下步骤：将白色字符绘制于黑色背景的图片上；获取绘制后的图片上每个像素点的亮度值；将所述每个像素点的亮度值进行等比例缩小；将字符的颜色作为透明色，背景的颜色作为不透明色，进行ALPHA混合，生成图片验证码。上述图片验证码生成方法、装置和系统，通过将字符绘制在背景图片上，将其亮度值进行等比例缩小处理后，将字符的颜色作为透明色，背景的颜色作为不透明色进行ALPHA混合，字符的边缘也由字符的颜色和背景的颜色混合处理得到，减小或消除了锯齿，使得字符边缘更加清晰，提高了图片中字符的清晰度。

Description

图片验证码生成方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及验证码生成领域，特别是涉及一直图片验证码生成方法、装置和系统。

背景技术

传统的图片验证码生成方式一般是直接将字符绘制在图片上，然后对绘制后的图片做扭曲与噪声添加。将字符直接绘制在图片上，因图像库的限制，只能让整个字符使用同一种颜色，不能生成单个颜色字符多种颜色的验证码。为此采用的解决方法是将绘制出的字符当成模版使用，即将白色字符绘制于纯黑色背景的图片上，然后将图片中的白色部分替换成需要的颜色，黑色部分替换成背景颜色，但是由于字符的边缘为了平滑处理锯齿会产生一些灰色的点，这部分的点被简单的替换成前景色或背景色使得字符看上去有很多锯齿，显得模糊不清，如图1所示，字符看上去有很多锯齿。

发明内容

基于此，有必要针对传统的图片验证码生成方法使得字符有很多锯齿显得模糊不清的问题，提供一种图片验证码生成方法，能减少或消除锯齿，提高图片中字符的清晰度。

此外，还提供了一种图片验证码生成装置和系统。

一种图片验证码生成方法，包括以下步骤：

将白色字符绘制于黑色背景的图片上；

获取绘制后的图片上每个像素点的亮度值；

将所述每个像素点的亮度值进行等比例缩小；

将字符的颜色作为透明色，背景的颜色作为不透明色，进行ALPHA混合，生成图片验证码。

上述图片验证码生成方法，通过将字符绘制在背景图片上，将其亮度值进行等比例缩小处理后，将字符的颜色作为透明色，背景的颜色作为不透明色进行ALPHA混合，字符的边缘也由字符的颜色和背景的颜色混合处理得到，减小或消除了锯齿，使得字符边缘更加清晰，提高了图片中字符的清晰度。

一种图片验证码生成装置，包括：

绘制模块，用于将白色字符绘制于黑色背景的图片上；

获取模块，用于获取绘制后的图片上每个像素点的亮度值；

亮度处理模块，用于将所述每个像素点的亮度值进行等比例缩小；

生成模块，用于将字符的颜色作为透明色，背景的颜色作为不透明色，进行ALPHA混合，生成图片验证码。

上述图片验证码生成装置，通过将字符绘制在背景图片上，将其亮度值进行等比例缩小处理后，将字符的颜色作为透明色，背景的颜色作为不透明色进行ALPHA混合，字符的边缘也由字符的颜色和背景的颜色混合处理得到，减小或消除了锯齿，使得字符边缘更加清晰，提高了图片中字符的清晰度。

一种图片验证码生成系统，包括验证码生成服务器，所述验证码生成服务器用于将白色字符绘制于黑色背景的图片上，获取绘制后的图片上每个像素点的亮度值，将所述每个像素点的亮度值进行等比例缩小，并将字符的颜色作为透明色，背景的颜色作为不透明色，进行ALPHA混合，生成图片验证码。

上述图片验证码生成系统，通过将字符绘制在背景图片上，将其亮度值进行等比例缩小处理后，将字符的颜色作为透明色，背景的颜色作为不透明色进行ALPHA混合，字符的边缘也由字符的颜色和背景的颜色混合处理得到，减小或消除了锯齿，使得字符边缘更加清晰，提高了图片中字符的清晰度。

附图说明

图1为传统的字符显示效果示意图；

图2为一个实施例中图片验证码生成方法的流程图；

图3为字符和背景混合示意图；

图4为一个实施例中图片验证码生成装置的结构框图；

图5为一个实施例中图片验证码生成系统的架构示意图；

图6为图5中图片验证码生成和验证过程的工作时序图；

图7为一个实施例中服务器的内部结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图2为一个实施例中图片验证码生成方法的流程图。如图2所示，一种图片验证码生成方法，包括以下步骤：

步骤202，将白色字符绘制于黑色背景的图片上。

本实施例中，黑色背景为纯黑色背景。字符可为字母、数字、文字、符号等一种或两种以上的组合。

步骤204，获取绘制后的图片上每个像素点的亮度值。

具体的，像素点的亮度值可为0至255中的值。

步骤206，将每个像素点的亮度值进行等比例缩小。

在一个实施例中，将每个像素点的亮度值进行等比例缩小的步骤包括：将每个像素点的亮度值做归一化处理，其中，ALPHA的值采用归一化处理后的图片中对应像素点的值。

进一步的，该将每个像素点的亮度值做归一化处理的步骤包括：将亮度值0至255等比例缩小到0至1之间，所得图片中黑色背景为0，白色字符中心区域为1，字符边缘的值为0至1之间。

ALPHA的值直接采用归一化处理后的图片中对应像素点的值，即0至1。

步骤208，将字符的颜色作为透明色，背景的颜色作为不透明色，进行ALPHA混合，生成图片验证码。

ALPHA混合的作用是实现一种半透明效果。假设一种不透明东西的颜色是M，另一种透明东西的颜色是N，那么透过N去看M，看上去的颜色C就是N和M的混合颜色，可以采用公式(1)(2)(3)进行近似计算，设N物体的透明度为alpha，其中alpha的取值为0至1，0为完全透明，1为完全不透明。

R(C)＝alpha*R(N)+(1-alpha)*R(M) (1)

G(C)＝alpha*G(N)+(1-alpha)*G(M) (2)

B(C)＝alpha*B(N)+(1-alpha)*B(M) (3)

式(1)(2)(3)中，R(x)、G(x)、B(x)分别指颜色x的R(Red，红色)分量、G(Green，绿色)分量和B(Blue，蓝色)分量。通过alpha混合，可实现火光、烟雾、阴影、动态光源等半透明效果。

将归一化处理后的图片中对应像素点的值作为公式(1)(2)(3)中alpha的值。alpha和ALPHA表示同一个值。将字符的颜色作为公式(1)(2)(3)中的N，将背景的颜色作为公式(1)(2)(3)中的M。

图片验证码是指全自动区分计算机和人类的图灵测试(CompletelyAutomated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart，简称CAPTCHA)，为一种区分用户是计算机和人的公共全自动程序。在CAPTCHA测试中，作为服务器的计算机会自动生成一个问题由用户来解答，这个问题可以由计算机生成并评判，但是必须只有人类才能解答。

上述图片验证码生成方法，通过将字符绘制在背景图片上，将其亮度值进行等比例缩小处理后，将字符的颜色作为透明色，背景的颜色作为不透明色进行ALPHA混合，字符的边缘也由字符的颜色和背景的颜色混合处理得到，减小或消除了锯齿，使得字符边缘更加清晰，提高了图片中字符的清晰度。

图3为字符和背景混合示意图。如图3所示，将字符的颜色作为前景色，将前景色和背景色通过ALPHA值进行混合得到混合后的结果。

在一个实施例中，将每个像素点的亮度值进行等比例缩小的步骤包括：获取绘制后的图片上像素点的最大亮度值；求取每个像素点的亮度值与最大亮度值的比值。

具体的，例如绘制后的图片上像素点的最大亮度值为100，则将每个像素点的亮度值与100作比值，将所得到的比值作为透明色的权值，将1与比值的差值作为不透明色的权值。

进一步的，将字符的颜色作为透明色，背景的颜色作为不透明色，进行ALPHA混合，生成图片验证码的步骤包括：将字符的颜色作为透明色，背景的颜色作为不透明色，以及将比值作为透明色的权值，将1与该比值的差值作为不透明色的权值，进行ALPHA混合，生成图片验证码。

具体的，将字符的颜色作为公式(1)(2)(3)中的N，将背景的颜色作为公式(1)(2)(3)中的M。

图4为一个实施例中图片验证码生成装置的结构框图。如图4所示，一种图片验证码生成装置，包括绘制模块410、获取模块420、亮度处理模块430和生成模块440。其中：

绘制模块410用于将白色字符绘制于黑色背景的图片上。本实施例中，黑色背景为纯黑色背景。字符可为字母、数字、文字、符号等一种或两种以上的组合。

获取模块420用于获取绘制后的图片上每个像素点的亮度值。具体的，像素点的亮度值可为0至255中的值。

亮度处理模块430用于将该每个像素点的亮度值进行等比例缩小。

本实施例中，亮度处理模块430还用于将每个像素点的亮度值做归一化处理，其中，ALPHA的值采用归一化处理后的图片中对应像素点的值。

进一步的，亮度处理模块430还用于将亮度值0至255等比例缩小到0至1之间，所得图片中黑色背景为0，白色字符中心区域为1，字符边缘的值为0至1之间。ALPHA的值直接采用归一化处理后的图片中对应像素点的值，即0至1。

生成模块440用于将字符的颜色作为透明色，背景的颜色作为不透明色，进行ALPHA混合，生成图片验证码。

ALPHA混合的作用是实现一种半透明效果。假设一种不透明东西的颜色是M，另一种透明东西的颜色是N，那么透过N去看M，看上去的颜色C就是N和M的混合颜色，可以采用公式(1)(2)(3)进行近似计算，设N物体的透明度为alpha，其中alpha的取值为0至1，0为完全透明，1为完全不透明。

R(C)＝alpha*R(N)+(1-alpha)*R(M) (1)

G(C)＝alpha*G(N)+(1-alpha)*G(M) (2)

B(C)＝alpha*B(N)+(1-alpha)*B(M) (3)

式(1)(2)(3)中，R(x)、G(x)、B(x)分别指颜色x的R(Red，红色)分量、G(Green，绿色)分量和B(Blue，蓝色)分量。通过alpha混合，可实现火光、烟雾、阴影、动态光源等半透明效果。

将归一化处理后的图片中对应像素点的值作为公式(1)(2)(3)中alpha的值。alpha和ALPHA表示同一个值。

上述图片验证码生成装置，通过将字符绘制在背景图片上，将其亮度值进行等比例缩小处理后，将字符的颜色作为透明色，背景的颜色作为不透明色进行ALPHA混合，字符的边缘也由字符的颜色和背景的颜色混合处理得到，减小或消除了锯齿，使得字符边缘更加清晰，提高了图片中字符的清晰度。

在一个实施例中，亮度处理模块430还用于获取绘制后的图片上像素点的最大亮度值，以及求取每个像素点的亮度值与最大亮度值的比值；该生成模块还用于将比值作为透明色的权值，将1与该比值的差值作为不透明色的权值，进行ALPHA混合，生成图片验证码。

具体的，例如绘制后的图片上像素点的最大亮度值为100，则将每个像素点的亮度值与100作比值，将所得到的比值作为透明色的权值，将1与比值的差值作为不透明色的权值。将字符的颜色作为公式(1)(2)(3)中的N，将背景的颜色作为公式(1)(2)(3)中的M。

图5为一个实施例中图片验证码生成系统的架构示意图。如图5所示，一种图片验证码生成系统，包括终端510、网页服务器520、验证服务器530和验证码生成服务器540。

其中，终端510上的客户端通过URL(Uniform Resource Locator，统一资源定位符)访问网页服务器520。终端510可为台式计算机、平板电脑、手机、个人数字助理等。

网页服务器520从验证服务器530获取图片验证码，并将图片验证码返回给终端510，在终端510上展示给用户，并接收用户在终端510上输入的答案，并将输入的答案传输给验证服务器530。

验证服务器530用于从验证码生成服务器540拉取图片验证码，并生成与该图片验证码对应的验证码答案，并将图片验证码及验证码答案对应存储，以及将输入的答案与存储的验证码答案进行比较，得到验证结果，并将验证结果通过网页服务器520下发给用户所在的终端510。

具体的，验证服务器530将输入的答案与存储的验证码答案进行比较，若相同，则验证通过，若不相同，则验证失败。

验证码生成服务器540用于生成图片验证码。本实施例中，验证码生成服务器540用于将白色字符绘制于黑色背景的图片上，获取绘制后的图片上每个像素点的亮度值，将该每个像素点的亮度值进行等比例缩小，并将字符的颜色作为透明色，背景的颜色作为不透明色，进行ALPHA混合，生成图片验证码。

本实施例中，黑色背景为纯黑色背景。字符可为字母、数字、文字、符号等一种或两种以上的组合。像素点的亮度值可为0至255中的值。

验证码生成服务器540还用于将每个像素点的亮度值做归一化处理，其中，ALPHA的值采用归一化处理后的图片中对应像素点的值。

ALPHA混合的作用是实现一种半透明效果。假设一种不透明东西的颜色是M，另一种透明东西的颜色是N，那么透过N去看M，看上去的颜色C就是N和M的混合颜色，可以采用公式(1)(2)(3)进行近似计算，设N物体的透明度为alpha，其中alpha的取值为0至1，0为完全透明，1为完全不透明。

R(C)＝alpha*R(N)+(1-alpha)*R(M) (1)

G(C)＝alpha*G(N)+(1-alpha)*G(M) (2)

B(C)＝alpha*B(N)+(1-alpha)*B(M) (3)

式(1)(2)(3)中，R(x)、G(x)、B(x)分别指颜色x的R(Red，红色)分量、G(Green，绿色)分量和B(Blue，蓝色)分量。通过alpha混合，可实现火光、烟雾、阴影、动态光源等半透明效果。

将归一化处理后的图片中对应像素点的值作为公式(1)(2)(3)中alpha的值。alpha和ALPHA表示同一个值。将字符的颜色作为公式(1)(2)(3)中的N，将背景的颜色作为公式(1)(2)(3)中的M。

在一个实施例中，验证码生成服务器540还用于将亮度值0至255等比例缩小到0至1之间，所得图片中黑色背景为0，白色字符中心区域为1，字符边缘的值为0至1之间。

在一个实施例中，验证码生成服务器540还用于获取绘制后的图片上像素点的最大亮度值，并求取每个像素点的亮度值与最大亮度值的比值，以及将字符的颜色作为透明色，背景的颜色作为不透明色，以及将比值作为透明色的权值，将1与该比值的差值作为不透明色的权值，进行ALPHA混合，生成图片验证码。

具体的，例如绘制后的图片上像素点的最大亮度值为100，则将每个像素点的亮度值与100作比值，将所得到的比值作为透明色的权值，将1与比值的差值作为不透明色的权值。将字符的颜色作为公式(1)(2)(3)中的N，将背景的颜色作为公式(1)(2)(3)中的M。

上述图片验证码生成系统，通过将字符绘制在背景图片上，将其亮度值进行等比例缩小处理后，将字符的颜色作为透明色，背景的颜色作为不透明色进行ALPHA混合，字符的边缘也由字符的颜色和背景的颜色混合处理得到，减小或消除了锯齿，使得字符边缘更加清晰，提高了图片中字符的清晰度。

在其他实施例中，验证服务器530和验证码生成服务器540可为一个服务器。

图6为图5中图片验证码生成和验证过程的工作时序图。结合图5和图6所示，图片验证码生成和验证的过程包括：

(1)验证码生成服务器540生成图片验证码。

验证码生成服务器540可为一个或多个，用于生成大量的图片验证码。验证码生成服务器540用于将白色字符绘制于黑色背景的图片上，获取绘制后的图片上每个像素点的亮度值，将该每个像素点的亮度值进行等比例缩小，并将字符的颜色作为透明色，背景的颜色作为不透明色，进行ALPHA混合，生成图片验证码。

本实施例中，黑色背景为纯黑色背景。字符可为字母、数字、文字、符号等一种或两种以上的组合。像素点的亮度值可为0至255中的值。

验证码生成服务器540还用于将每个像素点的亮度值做归一化处理，其中，ALPHA的值采用归一化处理后的图片中对应像素点的值。

或者，验证码生成服务器540还用于获取绘制后的图片上像素点的最大亮度值，并求取每个像素点的亮度值与最大亮度值的比值，以及将字符的颜色作为透明色，背景的颜色作为不透明色，以及将比值作为透明色的权值，将1与该比值的差值作为不透明色的权值，进行ALPHA混合，生成图片验证码。

(2)验证服务器530从验证码生成服务器540拉取图片验证码，并根据图片验证码生成对应的签名，该签名中包括验证码答案，并将图片验证码和验证码答案对应存储。

(3)终端510向网页服务器520发起访问请求。

(4)网页服务器520根据访问请求从验证服务器530获取图片验证码，并将图片验证码返回给终端510，并在终端510上展示。

(5)终端510接收用户输入的答案，并将用户输入的答案上传到网页服务器520。

(6)网页服务器520将用户输入的答案传输给验证服务器530。

(7)验证服务器530将用户输入的答案与存储的验证码答案进行比较，若相同，则验证通过，若不同，则验证失败，并将验证结果通过网页服务器520返回给终端510。

图7为一个实施例中服务器的内部结构图，该服务器包括通过系统总线连接的处理器、存储介质、内存和网络接口。其中，该服务器的存储介质存储有操作系统、数据库和图片验证码生成装置，数据库中存储有生成的图片验证码，该图片验证码生成装置用于实现适用于验证码生成服务器的一种图片验证码生成方法。该服务器的处理器用于提供计算和控制能力，支撑整个服务器的运行。该服务器的内存为存储介质中的图片验证码生成装置的运行提供环境。该服务器的网络接口用于据以与外部的终端通过网络连接通信，比如接收终端发送的访问请求以及向终端返回图片验证码等。服务器可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)等。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种图片验证码生成方法，包括以下步骤：

将白色字符绘制于黑色背景的图片上；

获取绘制后的图片上每个像素点的亮度值；

将所述每个像素点的亮度值进行等比例缩小；

将字符的颜色作为透明色，背景的颜色作为不透明色，进行ALPHA混合，生成图片验证码。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述每个像素点的亮度值进行等比例缩小的步骤包括：

将每个像素点的亮度值做归一化处理，其中，ALPHA的值采用归一化处理后的图片中对应像素点的值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将每个像素点的亮度值做归一化处理的步骤包括：

将亮度值0至255等比例缩小到0至1之间，所得图片中黑色背景为0，白色字符中心区域为1，字符边缘的值为0至1之间。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述每个像素点的亮度值进行等比例缩小的步骤包括：

获取绘制后的图片上像素点的最大亮度值；

求取每个像素点的亮度值与最大亮度值的比值；

将字符的颜色作为透明色，背景的颜色作为不透明色，进行ALPHA混合，生成图片验证码的步骤包括：

将字符的颜色作为透明色，背景的颜色作为不透明色，以及将比值作为透明色的权值，将1与所述比值的差值作为不透明色的权值，进行ALPHA混合，生成图片验证码。

5.一种图片验证码生成装置，其特征在于，包括：

绘制模块，用于将白色字符绘制于黑色背景的图片上；

获取模块，用于获取绘制后的图片上每个像素点的亮度值；

亮度处理模块，用于将所述每个像素点的亮度值进行等比例缩小；

生成模块，用于将字符的颜色作为透明色，背景的颜色作为不透明色，进行ALPHA混合，生成图片验证码。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述亮度处理模块还用于将每个像素点的亮度值做归一化处理，其中，ALPHA的值采用归一化处理后的图片中对应像素点的值。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述亮度处理模块还用于将亮度值0至255等比例缩小到0至1之间，所得图片中黑色背景为0，白色字符中心区域为1，字符边缘的值为0至1之间。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述亮度处理模块还用于获取绘制后的图片上像素点的最大亮度值，以及求取每个像素点的亮度值与最大亮度值的比值；所述生成模块还用于将比值作为透明色的权值，将1与所述比值的差值作为不透明色的权值，进行ALPHA混合，生成图片验证码。

9.一种图片验证码生成系统，其特征在于，包括验证码生成服务器，所述验证码生成服务器用于将白色字符绘制于黑色背景的图片上，获取绘制后的图片上每个像素点的亮度值，将所述每个像素点的亮度值进行等比例缩小，并将字符的颜色作为透明色，背景的颜色作为不透明色，进行ALPHA混合，生成图片验证码。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述验证码生成服务器还用于将每个像素点的亮度值做归一化处理，其中，ALPHA的值采用归一化处理后的图片中对应像素点的值。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述验证码生成服务器还用于将亮度值0至255等比例缩小到0至1之间，所得图片中黑色背景为0，白色字符中心区域为1，字符边缘的值为0至1之间。

12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述验证码生成服务器还用于获取绘制后的图片上像素点的最大亮度值，并求取每个像素点的亮度值与最大亮度值的比值，以及将字符的颜色作为透明色，背景的颜色作为不透明色，以及将比值作为透明色的权值，将1与所述比值的差值作为不透明色的权值，进行ALPHA混合，生成图片验证码。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括验证服务器，所述验证服务器用于从所述验证码生成服务器拉取图片验证码，并生成与所述图片验证码对应的验证码答案。

14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述系统还包括网页服务器，所述网页服务器用于从所述验证服务器获取图片验证码，并将所述图片验证码下发给终端，以及接收用户在终端上输入的答案，并将所述输入的答案传输给所述验证服务器；所述验证服务器还用于将所述输入的答案与存储的验证码答案进行比较，得到验证结果，并将验证结果通过网页服务器下发给用户所在的终端。