package com.clzhang.sample.net;

import java.awt.Color;

import java.awt.image.BufferedImage;

import java.io.File;

import java.io.FileFilter;

import java.io.FileOutputStream;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

import java.io.OutputStream;

import java.util.ArrayList;

import java.util.HashMap;

import java.util.List;

import java.util.Map;

import javax.imageio.ImageIO;

import org.apache.http.HttpEntity;

import org.apache.http.HttpResponse;

import org.apache.http.client.HttpClient;

import org.apache.http.client.methods.HttpGet;

import org.apache.http.impl.client.DefaultHttpClient;

import org.apache.http.protocol.BasicHttpContext;

/**

 * 这是一个自动识别验证码的程序。要求是简单的验证码，固定大小，固定位置，固定字体；字体纯色最好，如不是需要修改代码。

 *

 * @author acer

 *

 */

public class ImageProcess {

    // 存放所有下载验证码的目录

    private static final String DOWNLOAD_DIR = "D:\\Work\\helloworld\\resources\\validate\\download";

    // 存放已经拆分开的单个数字图片的目录，供比对用

    private static final String TRAIN_DIR = "D:\\Work\\helloworld\\resources\\validate\\train";

    // 存放比对结果的目录（重新以验证码所含数字命名文件，非常直观）

    private static final String RESULT_DIR = "D:\\Work\\helloworld\\resources\\validate\\result";

    // 存放比对图片与代表数字的Map

    private static Map<BufferedImage, String> trainMap = new HashMap<BufferedImage, String>();

    // 图片过滤器，想要什么样的图片，传进名称即可。如：png/gif/.png

    static class ImageFileFilter implements FileFilter {

        private String postfix = ".png";

        public ImageFileFilter(String postfix) {

            if(!postfix.startsWith("."))

                postfix = "." + postfix;

            this.postfix = postfix;

        }

        @Override

        public boolean accept(File pathname) {

            return pathname.getName().toLowerCase().endsWith(postfix);

        }

    }

    static {

        try {

            // 将TRAIN_DIR目录的供比对的图片装载进来

            File dir = new File(TRAIN_DIR);

            File[] files = dir.listFiles(new ImageFileFilter("png"));

            for (File file : files) {

                trainMap.put(ImageIO.read(file), file.getName().charAt(0) + "");

            }

        } catch (IOException e) {

            e.printStackTrace();

        }

    }

    // 1.下载验证码：将多个验证码图片下载到指定目录，要求各种可能的验证码（单个数字）都应该有，比如：0-9。

    private void downloadImage() throws Exception {

        HttpClient httpClient = new DefaultHttpClient();

        for (int i = 0; i < 10; i++) {

            String url = "http://www.yoursite.com/yz.php";

            HttpGet getMethod = new HttpGet(url);

            try {

                HttpResponse response = httpClient.execute(getMethod, new BasicHttpContext());

                HttpEntity entity = response.getEntity();

                InputStream instream = entity.getContent();

                OutputStream outstream = new FileOutputStream(new File(DOWNLOAD_DIR, i + ".png"));

                int l = -1;

                byte[] tmp = new byte[2048];

                while ((l = instream.read(tmp)) != -1) {

                    outstream.write(tmp);

                }

                outstream.close();

            } finally {

                getMethod.releaseConnection();

            }

        }

        System.out.println("下载验证码完毕！");

    }

    // 2.去除图像干扰像素（非必须操作，只是可以提高精度而已）。

    public static BufferedImage removeInterference(BufferedImage image)

            throws Exception {

        int width = image.getWidth();

        int height = image.getHeight();

        for (int x = 0; x < width; ++x) {

            for (int y = 0; y < height; ++y) {

                if (isFontColor(image.getRGB(x, y))) {

                    // 如果当前像素是字体色，则检查周边是否都为白色，如都是则删除本像素。

                    int roundWhiteCount = 0;

                    if(isWhiteColor(image, x+1, y+1))

                        roundWhiteCount++;

                    if(isWhiteColor(image, x+1, y-1))

                        roundWhiteCount++;

                    if(isWhiteColor(image, x-1, y+1))

                        roundWhiteCount++;

                    if(isWhiteColor(image, x-1, y-1))

                        roundWhiteCount++;

                    if(roundWhiteCount == 4) {

                        image.setRGB(x, y, Color.WHITE.getRGB());

                    }

                }

            }

        }

        return image;

     }

    // 取得指定位置的颜色是否为白色，如果超出边界，返回true

    // 本方法是从removeInterference方法中摘取出来的。单独调用本方法无意义。

    private static boolean isWhiteColor(BufferedImage image, int x, int y) throws Exception {

        if(x < 0 || y < 0) return true;

        if(x >= image.getWidth() || y >= image.getHeight()) return true;

        Color color = new Color(image.getRGB(x, y));

        return color.equals(Color.WHITE)?true:false;

    }

    // 3.判断拆分验证码的标准：就是定义验证码中包含的各数字的x、y坐标值，及它们的宽度（width）、高度（height）。

    private static List<BufferedImage> splitImage(BufferedImage image) throws Exception {

        final int DIGIT_WIDTH = 19;

        final int DIGIT_HEIGHT = 17;

        List<BufferedImage> digitImageList = new ArrayList<BufferedImage>();

        digitImageList.add(image.getSubimage(2, 2, DIGIT_WIDTH, DIGIT_HEIGHT));

        digitImageList.add(image.getSubimage(20, 2, DIGIT_WIDTH, DIGIT_HEIGHT));

        digitImageList.add(image.getSubimage(40, 2, DIGIT_WIDTH, DIGIT_HEIGHT));

        digitImageList.add(image.getSubimage(60, 2, DIGIT_WIDTH, DIGIT_HEIGHT));

        return digitImageList;

    }

    // 4.判断字体的颜色含义：正常可以用rgb三种颜色加起来表示，字与非字应该有显示的区别，找出来。

    private static boolean isFontColor(int colorInt) {

        Color color = new Color(colorInt);

        return color.getRed() + color.getGreen() + color.getBlue() == 340;

    }

    // 5.将下载的验证码图片全部拆分到另一个目录。

    public void generateStdDigitImgage() throws Exception {

        File dir = new File(DOWNLOAD_DIR);

        File[] files = dir.listFiles(new ImageFileFilter("png"));

        int counter = 0;

        for (File file : files) {

            BufferedImage image = ImageIO.read(file);

            removeInterference(image);

            List<BufferedImage> digitImageList = splitImage(image);

            for (int i = 0; i < digitImageList.size(); i++) {

                BufferedImage bi = digitImageList.get(i);

                ImageIO.write(bi, "PNG", new File(TRAIN_DIR, "temp_" + counter++ + ".png"));

            }

        }

        System.out.println("生成供比对的图片完毕，请到目录中手工识别并重命名图片，并删除其它无关图片！");

    }

    // 7.测试判断效果：运行方法，可以调整rgb三值，以达到高的分辨率。

    // 目前此方法提供在输出判断结果的同时，在目标目录生成以判断结果命名的新验证码图片，以批量检查效果。

    public void testDownloadImage() throws Exception {

        File dir = new File(DOWNLOAD_DIR);

        File[] files = dir.listFiles(new ImageFileFilter("png"));

        for (File file : files) {

            String validateCode = getValidateCode(file);

            System.out.println(file.getName() + "=" + validateCode);

        }

        System.out.println("判断完毕，请到相关目录检查效果！");

    }

    /**

     * 8.提供给外界接口调用。

     * @param file

     * @return

     * @throws Exception

     */

    public static String getValidateCode(File file) throws Exception {

        // 装载图片

        BufferedImage image = ImageIO.read(file);

        removeInterference(image);

        // 拆分图片

        List<BufferedImage> digitImageList = splitImage(image);

        // 循环每一位数字图进行比对

        StringBuilder sb = new StringBuilder();

        for (BufferedImage digitImage : digitImageList) {

            String result = "";

            int width = digitImage.getWidth();

            int height = digitImage.getHeight();

            // 最小的不同次数（初始值为总像素），值越小就越像。

            int minDiffCount = width * height;

            for (BufferedImage bi : trainMap.keySet()) {

                // 对每一位数字图与字典中的进行按像素比较

                int currDiffCount = 0; // 按像素比较不同的次数

                outer : for (int x = 0; x < width; ++x) {

                    for (int y = 0; y < height; ++y) {

                        if (isFontColor(digitImage.getRGB(x, y)) != isFontColor(bi.getRGB(x, y))) {

                            // 按像素比较如果不同，则加1；

                            currDiffCount++;

                            // 如果值大于minDiffCount，则不用再比较了，因为我们要找最小的minDiffCount。

                            if (currDiffCount >= minDiffCount)

                                break outer;

                        }

                    }

                }

                if (currDiffCount < minDiffCount) {

                    // 现在谁差别最小，就先暂时把值赋予给它

                    minDiffCount = currDiffCount;

                    result = trainMap.get(bi);

                }

            }

            sb.append(result);

        }

        ImageIO.write(image, "PNG", new File(RESULT_DIR, sb.toString() + ".png"));

        return sb.toString();

    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        ImageProcess ins = new ImageProcess();

        // 第1步，下载验证码到DOWNLOAD_DIR

//        ins.downloadImage();

        // 第2步，去除干扰的像素

//        File dir = new File(DOWNLOAD_DIR);

//        File[] files = dir.listFiles(new ImageFileFilter("png"));

//        for (File file : files) {

//            BufferedImage image = ImageIO.read(file);

//            removeInterference(image);

//            ImageIO.write(image, "PNG", file);

//            System.out.println("成功处理：" + file.getName());

//        }

        // 第3步，判断拆分验证码的标准

        // 通过PhotoShop打开验证码并放大观察，我这儿的结果参考splitImage()方法中的变量

        // 第4步，判断字体的颜色含义

        // 通过PhotoShop打开验证码并放大观察，我这儿字体颜色的rgb总值加起来在340。因为是纯色。

        // 第5步，将下载的验证码图片全部拆分到TRAIN_DIR目录。

//        ins.generateStdDigitImgage();

        // 第6步，手工命名文件

        // 打开资源管理器，选择TRAIN_DIR，分别找出显示0-9数字的文件，以它的名字重新命名，删除其它所有的。

        // 第7步，测试判断效果，运行后打开RESULT_DIR，检查文件名是否与验证码内容一致。

        ins.testDownloadImage();

        // 第8步，提供给外界接口调用。

//        String validateCode = ImageProcess.getValidateCode(new File(DOWNLOAD_DIR, "0.png"));

//        System.out.println("验证码为：" + validateCode);

    }

}