python验证码识别教程之灰度处理、二值化、降噪与tesserocr识别
我要评论
前言
写爬虫有一个绕不过去的问题就是验证码，现在验证码分类大概有4种：
- 图像类
- 滑动类
- 点击类
- 语音类
今天先来看看图像类，这类验证码大多是数字、字母的组合，国内也有使用汉字的。在这个基础上增加噪点、干扰线、变形、重叠、不同字体颜色等方法来增加识别难度。
相应的，验证码识别大体可以分为下面几个步骤：
- 灰度处理
- 增加对比度(可选)
- 二值化
- 降噪
- 倾斜校正分割字符
- 建立训练库
- 识别
由于是实验性质的，文中用到的验证码均为程序生成而不是批量下载真实的网站验证码，这样做的好处就是可以有大量的知道明确结果的数据集。
当需要真实环境下需要获取数据时，可以使用结合各个大码平台来建立数据集进行训练。
生成验证码这里我使用Claptcha （本地下载）这个库，当然Captcha（本地下载）这个库也是个不错的选择。
为了生成最简单的纯数字、无干扰的验证码，首先需要将claptcha.py的285行_drawLine做一些修改，我直接让这个函数返回None，然后开始生成验证码：
|
1
2
3
4
|
from
claptcha
import
Claptcha
c
=
Claptcha(
"8069"
,
"/usr/share/fonts/truetype/freefont/FreeMono.ttf"
)
t,_
=
c.write(
'1.png'
)
|
这里需要注意ubuntu的字体路径，也可以在网上下载其他字体使用。生成验证码如下：
可以看出，验证码有形变。对于这类最简单的验证码，可以直接使用谷歌开源的tesserocr来识别。
首先安装：
|
1
2
|
apt-get
install
tesseract-ocr libtesseract-dev libleptonica-dev
pip
install
tesserocr
|
然后开始识别：
|
1
2
3
4
5
6
7
|
from
PIL
import
Image
import
tesserocr
p1
=
Image.
open
(
'1.png'
)
tesserocr.image_to_text(p1)
'8069\n\n'
|
可以看出，对于这种简单的验证码，基本什么都不做识别率就已经很高了。有兴趣的小伙伴可以用更多的数据来测试，这里我就不展开了。
接下来，在验证码背景添加噪点来看看：
|
1
2
|
c
=
Claptcha(
"8069"
,
"/usr/share/fonts/truetype/freefont/FreeMono.ttf"
,noise
=
0.4
)
t,_
=
c.write(
'2.png'
)
|
生成验证码如下：
识别：
|
1
2
3
|
p2
=
Image.
open
(
'2.png'
)
tesserocr.image_to_text(p2)
'8069\n\n'
|
效果还可以。接下来生成一个字母数字组合的：
|
1
2
|
c2
=
Claptcha(
"A4oO0zZ2"
,
"/usr/share/fonts/truetype/freefont/FreeMono.ttf"
)
t,_
=
c2.write(
'3.png'
)
|
生成验证码如下：
第3个为小写字母o，第4个为大写字母O，第5个为数字0，第6个为小写字母z，第7个为大写字母Z，最后一个是数字2。人眼已经跪了有木有！但现在一般验证码对大小写是不做严格区分的，看自动识别什么样吧：
|
1
2
3
|
p3
=
Image.
open
(
'3.png'
)
tesserocr.image_to_text(p3)
'AMOOZW\n\n'
|
人眼都跪的计算机当然也废了。但是，对于一些干扰小、形变不严重的，使用tesserocr还是十分简单方便的。然后将修改的claptcha.py的285行_drawLine还原，看添加干扰线的情况。
|
1
2
3
|
p4
=
Image.
open
(
'4.png'
)
tesserocr.image_to_text(p4)
''
|
加了条干扰线就完全识别不出来了，那么有没有什么办法去除干扰线呢？
虽然图片看上去是黑白的，但还需要进行灰度处理，否则使用load()函数得到的是某个像素点的RGB元组而不是单一值了。处理如下：
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
|
def
binarizing(img,threshold):
"""传入image对象进行灰度、二值处理"""
img
=
img.convert(
"L"
)
# 转灰度
pixdata
=
img.load()
w, h
=
img.size
# 遍历所有像素，大于阈值的为黑色
for
y
in
range
(h):
for
x
in
range
(w):
if
pixdata[x, y] < threshold:
pixdata[x, y]
=
0
else
:
pixdata[x, y]
=
255
return
img
|
处理后的图片如下：
可以看出处理后图片锐化了很多，接下来尝试去除干扰线，常见的4邻域、8邻域算法。所谓的X邻域算法，可以参考手机九宫格输入法，按键5为要判断的像素点，4邻域就是判断上下左右，8邻域就是判断周围8个像素点。如果这4或8个点中255的个数大于某个阈值则判断这个点为噪音，阈值可以根据实际情况修改。
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
|
def
depoint(img):
"""传入二值化后的图片进行降噪"""
pixdata
=
img.load()
w,h
=
img.size
for
y
in
range
(
1
,h
-
1
):
for
x
in
range
(
1
,w
-
1
):
count
=
0
if
pixdata[x,y
-
1
] >
245
:
#上
count
=
count
+
1
if
pixdata[x,y
+
1
] >
245
:
#下
count
=
count
+
1
if
pixdata[x
-
1
,y] >
245
:
#左
count
=
count
+
1
if
pixdata[x
+
1
,y] >
245
:
#右
count
=
count
+
1
if
pixdata[x
-
1
,y
-
1
] >
245
:
#左上
count
=
count
+
1
if
pixdata[x
-
1
,y
+
1
] >
245
:
#左下
count
=
count
+
1
if
pixdata[x
+
1
,y
-
1
] >
245
:
#右上
count
=
count
+
1
if
pixdata[x
+
1
,y
+
1
] >
245
:
#右下
count
=
count
+
1
if
count >
4
:
pixdata[x,y]
=
255
return
img
|
处理后的图片如下：
好像……根本没卵用啊？！确实是这样的，因为示例中的图片干扰线的宽度和数字是一样的。对于干扰线和数据像素不同的，比如Captcha生成的验证码：
从左到右依次是原图、二值化、去除干扰线的情况，总体降噪的效果还是比较明显的。另外降噪可以多次执行，比如我对上面的降噪后结果再进行依次降噪，可以得到下面的效果：
再进行识别得到了结果：
|
1
2
3
|
p7
=
Image.
open
(
'7.png'
)
tesserocr.image_to_text(p7)
'8069 ,,\n\n'
|
另外，从图片来看，实际数据颜色明显和噪点干扰线不同，根据这一点可以直接把噪点全部去除，这里就不展开说了。
第一篇文章，先记录如何将图片进行灰度处理、二值化、降噪，并结合tesserocr来识别简单的验证码，剩下的部分在下一篇文章中和大家一起分享。
总结
以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对脚本之家的支持。