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Python 识别验证码

 达坂城大豆 2017-12-03

  前言

  相信大家利用 Python 写的爬虫应该遇到过要输入验证码的尴尬局面,又或者写了个自动填充表单的小程序,结果就卡在了验证码上。由于我也遇上过上述两种情况,所以我在网上查阅资料后,打算将我查阅到的结果整理一下放在这里,顺便做一个备份。

  工具

  Python pytesseract 库

  pytesseract 是对 Tesseract-OCR 的一个封装,方便我们在 Python 中调用 Tesseract-OCR 引擎

  Pypi Page

  Tesseract-OCR 开源识别引擎

  Tesseract was originally developed at Hewlett-Packard Laboratories Bristol and at Hewlett-Packard Co, Greeley Colorado between 1985 and 1994, with some more changes made in 1996 to port to Windows, and some C++izing in 1998.

  In 2005 Tesseract was open sourced by HP. Since 2006 it is developed by Google.

  Github Page

  Python PIL(2.*)/Pillow(3.*) 库

  这两个库是 Python 关于图像处理的第三方库,其中 3.* 的版本要用 Pillow 库

  安装

  Tesseract-OCR

  源码编译:可参照官方 Wiki

  windows:安装包可以在 Sourceforge 上下载,不过只有 3.02 版本的安装包

  Linux:以 Ubuntu 为例,在终端输入 sudo apt-get tesseract-ocr 即可进行安装

  Mac:

  MacPorts sudo port install tesseract

  Homebrew brew install tesseract

  P.S.

  在windows上安装时,在 Target appended to the Path 这一步耗时较久,请耐心等候。

  安装完成后,在命令行界面输入 tesseract 会出现以下提示:

  Usage:tesseract imagename outputbase [-l lang] [-psm pagesegmode] [configfile...]

  pagesegmode values are:

  0 = Orientation and script detection (OSD) only.

  1 = Automatic page segmentation with OSD.

  2 = Automatic page segmentation, but no OSD, or OCR

  3 = Fully automatic page segmentation, but no OSD. (Default)

  4 = Assume a single column of text of variable sizes.

  5 = Assume a single uniform block of vertically aligned text.

  6 = Assume a single uniform block of text.

  7 = Treat the image as a single text line.

  8 = Treat the image as a single word.

  9 = Treat the image as a single word in a circle.

  10 = Treat the image as a single character.

  -l lang and/or -psm pagesegmode must occur before anyconfigfile.

  Single options:

  -v --version: version info

  --list-langs: list available languages for tesseract engine

  则说明引擎安装成功。

  virtualenv

  为了将 Python 主环境隔离开来,不影响第三方库之间的兼容性,我们可以利用 virtualenv 来搭建虚拟且独立的python环境,可以使每个项目环境与其他项目独立开来,保持环境的干净,解决包冲突问题。

  可以通过 pip 和 easy_install 进行安装:

  easy_install virtualenv

  或

  pip install virtualenv

  详细可参照 使用virtualenv搭建独立的Python环境

  PIL, Pillow, pytesseract

  这三个库都可以通过 pip 直接安装。

  编程

  首先,打开命令行或者终端,输入以下命令:

  virtualenv venv --no-site-packages --python=X:\xxx\python.exe

  各参数解释:

  venv 虚拟环境所在位置

  --no-site-packages 不复制主环境的库

  --python 指定虚拟环境的 python 版本

  然后在命令行输入以下命令,激活虚拟环境

  Linux

  cd venv

  source ./bin/activate

  Windows

  cd venv

  .\Scripts\activate

  如果要退出虚拟环境的话则输入

  deactivate

  或

  .\Scripts\deactivate

  安装依赖包

  在当前虚拟环境中输入

  pip install PIL

  pip install Pillow

  pip install pytesseract

  安装完成后进入python,import一下看是否安装成功。

  图片处理

  step1. 打开图片

  Captcha.jpg

  from PIL import Image

  im = Image.open('Captcha.jpg')

  step2. 将彩色图像转化为灰度图

  im = im.convert('L')

  转化为灰度图是为了减少图片的色彩,处理起来更方便

  step3. 降噪,图片二值化

  为了消除背景对文字的影响,可以通过设置一个阈值来将文字与背景分隔开来。而阈值可以参考图片灰度的直方图来得出,又或者试出来。

  这里将阈值设置为 140,然后将大于阈值的像素置 1,小于阈值的置 0。

  def initTable(threshold=140):

  table = []

  for i in range(256):

  if i <>

  table.append(0)

  else:

  table.append(1)

  return table

  再使用 im.point() 可以将灰度图二值化,结果如下:

  binaryImage = im.point(initTable(), '1')

  binaryImage.show()

  Captcha1.jpg

  识别文本

  可以通过 pytesseract 的 image_to_string() 函数将图片转化为文本,该函数还可以接受参数 config,config 设置的是 Tesseract-OCR 引擎的参数,可自行查阅引擎的帮助文本。不过我们只需要用到 psm 参数,具体的 psm 参数值如下:

  -psm N

  Set Tesseract to only run a subset of layout analysis and assume a certain form of image. The options for N are:

  0 = Orientation and script detection (OSD) only.

  1 = Automatic page segmentation with OSD.

  2 = Automatic page segmentation, but no OSD, or OCR.

  3 = Fully automatic page segmentation, but no OSD. (Default)

  4 = Assume a single column of text of variable sizes.

  5 = Assume a single uniform block of vertically aligned text.

  6 = Assume a single uniform block of text.

  7 = Treat the image as a single text line.

  8 = Treat the image as a single word.

  9 = Treat the image as a single word in a circle.

  10 = Treat the image as a single character.

  识别图片的代码如下:

  print(image_to_string(binaryImage, config='-psm 7')

  识别结果为

  误差修正

 

  经过测试发现,Tesseract-OCR 对于纯数字的验证码识别有一定误差,因为该引擎识别的是英文文本,所以会将数字识别为字母。这时候就需要建立一个替换表,将识别错误的字母替换为数字,提高识别正确率。

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