一、探討
識別圖形驗證碼可以說是做爬蟲的必修課莺褒,涉及到計算機圖形學(xué)白粉,機器學(xué)習(xí)传泊,機器視覺,人工智能等等高深領(lǐng)域……
簡單地說鸭巴,計算機圖形學(xué)的主要研究內(nèi)容就是研究如何在計算機中表示圖形眷细、以及利用計算機進行圖形的計算、處理和顯示的相關(guān)原理與算法鹃祖。圖形通常由點溪椎、線、面、體等幾何元素和灰度池磁、色彩奔害、線型楷兽、線寬等非幾何屬性組成地熄。計算機涉及到的幾何圖形處理一般有 2維到n維圖形處理,邊界區(qū)分芯杀,面積計算端考,體積計算,扭曲變形校正揭厚。對于顏色則有色彩空間的計算與轉(zhuǎn)換却特,圖形上色,陰影筛圆,色差處理等等裂明。
在破解驗證碼中需要用到的知識一般是 像素,線太援,面等基本2維圖形元素的處理和色差分析闽晦。常見工具為:
支持向量機(SVM)
OpenCV
圖像處理軟件(Photoshop,Gimp…)
Python Image Library
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PIL: Python Imaging Library, 是Python平臺的圖像處理標(biāo)準(zhǔn)庫赛惩,功能非常強大哀墓。
在Debian/Ubantu Linux下直接通過apt安裝:
$sudo apt-get install python-imaging
Max和其他版本的Linux可以直接使用easy_install或pip安裝,安裝前需要把編譯環(huán)境裝好:
$ sudo easy_install PIL
Windos平臺可以直接去PIL官網(wǎng)下載exe安裝包喷兼。http://pythonware.com/products/pil/
注:官網(wǎng)提供的安裝包是32位的篮绰,63位系統(tǒng)請前往這里http://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/#pillow下載替代包pillow。
驗證碼識別的一般思路為:
1阶牍、圖片降噪
2、圖片切割
3星瘾、圖像文本輸出
3.1 圖片降噪
所謂降噪就是把不需要的信息通通去除走孽,比如背景,干擾線琳状,干擾像素等等磕瓷,只剩下需要識別的文字,讓圖片變成2進制點陣最好。
對于彩色背景的驗證碼:每個像素都可以放在一個5維的空間里困食,這5個維度分別是边翁,X,Y,R,G,B,也就是像素的坐標(biāo)和顏色硕盹,在計算機圖形學(xué)中符匾,有很多種色彩空間,最常用的比如RGB瘩例,印刷用的CYMK啊胶,還有比較少見的HSL或者HSV,每種色彩空間的維度都不一樣垛贤,但是可以通過公式互相轉(zhuǎn)換焰坪。在RGB空間中不好區(qū)分顏色,可以把色彩空間轉(zhuǎn)換為HSV或HSL聘惦。
驗證碼圖片7039.jpg:
1某饰、導(dǎo)入Image包,打開圖片:
fromPIL importImage
im =Image.open('7039.jpg')
2善绎、把彩色圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像黔漂。RBG轉(zhuǎn)化到HSI彩色空間,采用I分量:
imgry =im.convert('L')
imgry.show()
灰度看起來是這樣的:
3涂邀、二值化處理
二值化是圖像分割的一種常用方法瘟仿。在二值化圖象的時候把大于某個臨界灰度值的像素灰度設(shè)為灰度極大值,把小于這個值的像素灰度設(shè)為灰度極小值比勉,從而實現(xiàn)二值化(一般設(shè)置為0-1)劳较。根據(jù)閾值選取的不同,二值化的算法分為固定閾值和自適應(yīng)閾值浩聋,這里選用比較簡單的固定閾值观蜗。
把像素點大于閾值的設(shè)置,1,小于閾值的設(shè)置為0衣洁。生成一張查找表墓捻,再調(diào)用point()進行映射。
處理結(jié)果看起來是這樣的:
3.2 圖片切割
識別驗證碼的重點和難點就在于能否成功分割字符坊夫,對于顏色相同又完全粘連的字符砖第,比如google的驗證碼,目前是沒法做到5%以上的識別率的环凿。不過google的驗證碼基本上人類也只有30%的識別率梧兼。本文使用的驗證碼例子比較容易識別。
四智听、利用pytesser模塊實現(xiàn)識別
pytesser是谷歌OCR開源項目的一個模塊羽杰,在python中導(dǎo)入這個模塊即可將圖片中的文字轉(zhuǎn)換成文本渡紫。
pytesser 調(diào)用了 tesseract。在python中調(diào)用pytesser模塊考赛,pytesser又用tesseract識別圖片中的文字惕澎。
4.1 pytesser安裝
如果沒有安裝PIL,請到這里下載安裝:http://www.pythonware.com/products/pil/
安裝pytesser颜骤,下載地址:http://code.google.com/p/pytesser/ 唧喉,下載后直接將其解壓到項目代碼下,或者解壓到python安裝目錄的Libsite-packages下复哆,并將其添加到path環(huán)境變量中欣喧,不然在導(dǎo)入模塊時會出錯。
下載Tesseract OCR engine:http://code.google.com/p/tesseract-ocr/? 梯找,下載后解壓,找到tessdata文件夾益涧,用其替換掉pytesser解壓后的tessdata文件夾即可锈锤。
另外如果現(xiàn)在都是從PIL庫中運入Image,沒有使用Image模塊闲询,所以需要把pytesser.py中的import Image改為from PIL import Image, 其次還需要在pytesser文件夾中新建一個__init__.py的空文件久免。
ps:如果覺得后面兩步比較麻煩,可以直接到云盤中下載? ??http://yun.baidu.com/s/1jHJvNiI?扭弧,操作如步驟2阎姥。
4.2 調(diào)用pytesser識別
pytesser提供了兩種識別圖片方法,通過image對象和圖片地址鸽捻,代碼判斷如下: