詳解Python驗(yàn)證碼識(shí)別

更新時(shí)間：2016年01月25日 10:32:22 作者：不得閑

這幾天在寫(xiě)一個(gè)程序的時(shí)候需要識(shí)別驗(yàn)證碼，因?yàn)槌绦蚴荘ython寫(xiě)的自然打算用Python進(jìn)行驗(yàn)證碼的識(shí)別。下面把實(shí)現(xiàn)思路分享在腳本之家平臺(tái)，感興趣的朋友可以參考下

以前寫(xiě)過(guò)一個(gè)刷校內(nèi)網(wǎng)的人氣的工具，Java的(以后再也不行Java程序了)，里面用到了驗(yàn)證碼識(shí)別，那段代碼不是我自己寫(xiě)的:-) 校內(nèi)的驗(yàn)證是完全單色沒(méi)有任何干撓的驗(yàn)證碼，識(shí)別起來(lái)比較容易，不過(guò)從那段代碼中可以看到基本的驗(yàn)證碼識(shí)別方式。這幾天在寫(xiě)一個(gè)程序的時(shí)候需要識(shí)別驗(yàn)證碼，因?yàn)槌绦蚴荘ython寫(xiě)的自然打算用Python進(jìn)行驗(yàn)證碼的識(shí)別。

以前沒(méi)用Python處理過(guò)圖像，不太了解PIL(Python Image Library)的用法，這幾天看了看PIL，發(fā)現(xiàn)它太強(qiáng)大了，簡(jiǎn)直和ImageMagic，PS可以相比了。(這里有PIL不錯(cuò)的文檔)

由于上面的驗(yàn)證碼是24位的jpeg圖像，并且包含了噪點(diǎn)，所以我們要做的就是去噪和去色，我拿PS找了張驗(yàn)證碼試了試，使用PS濾鏡中的去噪效果還行，但是沒(méi)有在PIL找到去噪的函數(shù)，后來(lái)發(fā)現(xiàn)中值過(guò)濾后可以去掉大部分的噪點(diǎn)，而且PIL里有現(xiàn)成的函數(shù)，接下來(lái)我試著直接把圖像轉(zhuǎn)換為單色，結(jié)果發(fā)現(xiàn)還是會(huì)有不過(guò)的噪點(diǎn)留了下來(lái)，因?yàn)橹兄颠^(guò)濾時(shí)把不少噪點(diǎn)淡化了，但轉(zhuǎn)換為音色時(shí)這些噪點(diǎn)又被強(qiáng)化顯示了，于是在中值過(guò)濾后對(duì)圖像亮度進(jìn)行加強(qiáng)處理，然后再轉(zhuǎn)換為單色，這樣驗(yàn)證碼圖片就變得比較容易識(shí)別了:

上面這些處理使用Python才幾行：

im = Image.open(image_name)
im = im.filter(ImageFilter.MedianFilter())
enhancer = ImageEnhance.Contrast(im)
im = enhancer.enhance(2)
im = im.convert('1')
im.show()

接下來(lái)就是提取這些數(shù)字的字模，使用shell腳本下載100幅圖片，抽出三張圖片獲取字模：

#!/usr/bin/env python
#encoding=utf-8
import Image,ImageEnhance,ImageFilter
import sys
image_name = "./images/81.jpeg"
im = Image.open(image_name)
im = im.filter(ImageFilter.MedianFilter())
enhancer = ImageEnhance.Contrast(im)
im = enhancer.enhance(2)
im = im.convert('1')
#im.show()
#all by pixel
s = 12 #start postion of first number
w = 10 #width of each number
h = 15 #end postion from top
t = 2 #start postion of top
im_new = []
#split four numbers in the picture
for i in range(4):
im1 = im.crop((s+w*i+i*2,t,s+w*(i+1)+i*2,h))
im_new.append(im1)
f = file("data.txt","a")
for k in range(4):
l = []
#im_new[k].show()
for i in range(13):
for j in range(10):
if (im_new[k].getpixel((j,i)) == 255):
l.append(0)
else:
l.append(1)
f.write("l=[")
n = 0
for i in l:
if (n%10==0):
f.write("/n")
f.write(str(i)+",")
n+=1
f.write("]/n")

把字模保存為list，用于接下來(lái)的匹配；

提取完字模后剩下來(lái)的就是對(duì)需要處理的圖片進(jìn)行與數(shù)據(jù)庫(kù)中的字模進(jìn)行匹配了，基本的思路就是看相應(yīng)點(diǎn)的重合率，但是由于噪點(diǎn)的影響在對(duì)(6,8) (8,3)(5,9)的匹配時(shí)容易出錯(cuò)，俺自己針對(duì)已有的100幅圖片數(shù)據(jù)采集進(jìn)行分析，采用了雙向匹配(圖片與字模分別作為基點(diǎn))，做了半天的測(cè)試終于可以實(shí)現(xiàn)100%的識(shí)別率。

#!/usr/bin/env python
#encoding=utf-8
import Image,ImageEnhance,ImageFilter
import Data
DEBUG = False
def d_print(*msg):
global DEBUG
if DEBUG:
for i in msg:
print i,
print
else:
pass
def Get_Num(l=[]):
min1 = []
min2 = []
for n in Data.N:
count1=count2=count3=count4=0
if (len(l) != len(n)):
print "Wrong pic"
exit()
for i in range(len(l)):
if (l[i] == 1):
count1+=1
if (n[i] == 1):
count2+=1
for i in range(len(l)):
if (n[i] == 1):
count3+=1
if (l[i] == 1):
count4+=1
d_print(count1,count2,count3,count4)
min1.append(count1-count2)
min2.append(count3-count4)
d_print(min1,"/n",min2)
for i in range(10):
if (min1[i] <= 2 or min2[i] <= 2):
if ((abs(min1[i] - min2[i])) <10):
return i
for i in range(10): 
if (min1[i] <= 4 or min2[i] <= 4):
if (abs(min1[i] - min2[i]) <= 2):
return i
for i in range(10):
flag = False
if (min1[i] <= 3 or min2[i] <= 3):
for j in range(10):
if (j != i and (min1[j] <5 or min2[j] <5)):
flag = True
else:
pass
if (not flag):
return i
for i in range(10): 
if (min1[i] <= 5 or min2[i] <= 5):
if (abs(min1[i] - min2[i]) <= 10):
return i
for i in range(10):
if (min1[i] <= 10 or min2[i] <= 10):
if (abs(min1[i] - min2[i]) <= 3):
return i
#end of function Get_Num
def Pic_Reg(image_name=None):
im = Image.open(image_name)
im = im.filter(ImageFilter.MedianFilter())
enhancer = ImageEnhance.Contrast(im)
im = enhancer.enhance(2)
im = im.convert('1')
im.show()
#all by pixel
s = 12 #start postion of first number
w = 10 #width of each number
h = 15 #end postion from top
t = 2 #start postion of top
im_new = []
#split four numbers in the picture
for i in range(4):
im1 = im.crop((s+w*i+i*2,t,s+w*(i+1)+i*2,h))
im_new.append(im1)
s = ""
for k in range(4):
l = []
#im_new[k].show()
for i in range(13):
for j in range(10):
if (im_new[k].getpixel((j,i)) == 255):
l.append(0)
else:
l.append(1)
s+=str(Get_Num(l))
return s
print Pic_Reg("./images/22.jpeg")

這里再提一下驗(yàn)證碼識(shí)別的基本方法：截圖，二值化、中值濾波去噪、分割、緊縮重排（讓高矮統(tǒng)一）、字庫(kù)特征匹配識(shí)別。
這里只是針對(duì)一般的驗(yàn)證碼，高級(jí)驗(yàn)證碼的識(shí)別這里有篇不錯(cuò)的文章，太復(fù)雜的話涉及的東西就多了，那俺就沒(méi)興趣了，人工智能(好恐怖)，俺只喜歡簡(jiǎn)單的東西。

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