利用pytesser识别图形验证码

Posted 2020-10-15

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了利用pytesser识别图形验证码相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

简单识别

1.一般思路

验证码识别的一般思路为：

图片降噪
图片切割
图像文本输出

1.1 图片降噪

所谓降噪就是把不需要的信息通通去除，比如背景，干扰线，干扰像素等等，只剩下需要识别的文字，让图片变成2进制点阵最好。

对于彩色背景的验证码：每个像素都可以放在一个5维的空间里，这5个维度分别是，X,Y,R,G,B，也就是像素的坐标和颜色，在计算机图形学中，有很多种色彩空间，最常用的比如RGB，印刷用的CYMK，还有比较少见的HSL或者HSV，每种色彩空间的维度都不一样，但是可以通过公式互相转换。在RGB空间中不好区分颜色，可以把色彩空间转换为HSV或HSL。色彩空间参见 http://baike.baidu.com/view/3427413.htm

验证码图片7039.jpg：

1、导入Image包，打开图片：

from PIL import Image
im = Image.open(‘7039.jpg‘)

2、把彩色图像转化为灰度图像。RBG转化到HSI彩色空间，采用I分量：

imgry = im.convert(‘L‘)
imgry.show()

灰度看起来是这样的：

3、二值化处理

二值化是图像分割的一种常用方法。在二值化图象的时候把大于某个临界灰度值的像素灰度设为灰度极大值，把小于这个值的像素灰度设为灰度极小值，从而实现二值化（一般设置为0-1）。根据阈值选取的不同，二值化的算法分为固定阈值和自适应阈值，这里选用比较简单的固定阈值。

把像素点大于阈值的设置,1，小于阈值的设置为0。生成一张查找表，再调用point()进行映射。

threshold = 140
table = []
for i in range(256):
    if i < threshold:
        table.append(0)
    else:
        table.append(1)
out = imgry.point(table, ‘1‘)
out.show()

或者用匿名函数

from PIL import Image

im = Image.open("7364.jpg")

im_gary = im.point(lambda x: 0 if x<143 else 255) #二值化处理

im_gary.show()

处理结果看起来是这样的：

2. 图片切割

识别验证码的重点和难点就在于能否成功分割字符，对于颜色相同又完全粘连的字符，比如google的验证码，目前是没法做到5%以上的识别率的。不过google的验证码基本上人类也只有30%的识别率。本文使用的验证码例子比较容易识别。可以不用切割，有关图片切割的方法参见这篇博客：http://www.cnblogs.com/apexchu/p/4231041.html

3.利用pytesser模块实现识别

pytesser是谷歌OCR开源项目的一个模块，在python中导入这个模块即可将图片中的文字转换成文本。
链接：https://code.google.com/p/pytesser/
pytesser 调用了 tesseract。在python中调用pytesser模块，pytesser又用tesseract识别图片中的文字。

3.1 pytesser安装

简单识别安装

把下载下来的pytesser包解压到python目录的Lib/site_packages里面，名字取为pytesser,
然后再在这个目录下面新建一个pytesser.pth文件，内容为pytesser或者新建一个__init__.py空白文件,
然后修改pytesser.py,把第一句的import Image修改为from PIL import Image,这一步的原因是这里我们用的是pillow而不是用的原生PIL。
pytesser里包含了tesseract.exe和英语的数据包（默认只识别英文），还有一些示例图片，所以解压缩后即可使用。

这样做好以后记得把pytesser这个目录放入到系统环境变量，因为程序会调用这个目录里面的tesseract.exe,如果不放到环境变量会因为找不到这个文件而抛出异常。

简单识别代码

# -*- coding:utf-8 -*-

from PIL import Image
from pytesser import pytesser

im = Image.open(r‘C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\1.png‘)

imgry = im.convert(‘L‘)
# imgry.show()

threshold = 140
table = []
for i in range(256):
    if i < threshold:
        table.append(0)
    else:
        table.append(1)
out = imgry.point(table, ‘1‘)
out.show()
text = pytesser.image_to_string(out)  # 将图片转成字符串
print text.replace(‘ ‘, ‘‘).replace(‘\\n‘, ‘‘) #这里因为识别出来的文字可能会有空格和回车

复杂识别安装

如果没有安装PIL，请到这里下载安装：http://www.pythonware.com/products/pil/
安装pytesser，下载地址：http://code.google.com/p/pytesser/ ，下载后直接将其解压到项目代码下，或者解压到python安装目录的Libsite-packages下，并将其添加到path环境变量中，不然在导入模块时会出错。
下载Tesseract OCR engine：http://code.google.com/p/tesseract-ocr/ ，下载后解压，找到tessdata文件夹，用其替换掉pytesser解压后的tessdata文件夹即可。

另外如果现在都是从PIL库中运入Image，没有使用Image模块，所以需要把pytesser.py中的import Image改为from PIL import Image, 其次还需要在pytesser文件夹中新建一个__init__.py的空文件。

3.2 调用pytesser识别

pytesser提供了两种识别图片方法，通过image对象和图片地址，代码判断如下：

from PIL import Image
from pytesser import pytesser
image = Image.open(‘7039.jpg‘)
#通过打开的文件识别
print pytesser.image_to_string(image)
#通过文件路径直接识别
print pytesser.image_file_to_string(‘7039.jpg‘)

同时pytesser还支持其他语言的识别，比如中文。具体参见：http://www.tuicool.com/articles/amQJR3

3.3解决识别率低的问题
可以增强图片的显示效果，或者将其转换为黑白的，这样可以使其识别率提升不少：

from PIL import ImageEnhance
image = Image.open(r‘C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\1.png‘)
enhancer = ImageEnhance.Contrast(image)
image2 = enhancer.enhance(4)

可以再对image2调用image_to_string识别

3.4识别其他语言
tesseract是一个命令行下运行的程序，参数如下：

tesseract imagename outbase [-l lang] [-psm N] [configfile...]

imagename是输入的image的名字
outbase是输出的文本的名字，默认为outbase.txt
-l lang 是定义要识别的的语言，默认为英文

通过以下步骤可以识别其他语言：

（1）、下载其他语言数据包：
https://code.google.com/p/tesseract-ocr/downloads/list
将语言包放入pytesser的tessdata文件夹下
要识别其他语言只要添加一个language参数就行了，下面是我的例子：

"""OCR in Python using the Tesseract engine from Google
http://code.google.com/p/pytesser/
by Michael J.T. O‘Kelly
V 0.0.1, 3/10/07"""

from PIL import Image
import subprocess
import util
import errors

tesseract_exe_name = ‘D:\\\\Python2.7\\\\Lib\\\\site-packges\\\\pytesser\\\\tesseract‘ # Name of executable to be called at command line
scratch_image_name = "temp.bmp" # This file must be .bmp or other Tesseract-compatible format
scratch_text_name_root = "temp" # Leave out the .txt extension
cleanup_scratch_flag = True  # Temporary files cleaned up after OCR operation

def call_tesseract(input_filename, output_filename, language):
    """Calls external tesseract.exe on input file (restrictions on types),
    outputting output_filename+‘txt‘"""
    args = [tesseract_exe_name, input_filename, output_filename, "-l", language]
    proc = subprocess.Popen(args)
    retcode = proc.wait()
    if retcode!=0:
        errors.check_for_errors()

def image_to_string(im, cleanup = cleanup_scratch_flag, language = "eng"):
    """Converts im to file, applies tesseract, and fetches resulting text.
    If cleanup=True, delete scratch files after operation."""
    try:
        util.image_to_scratch(im, scratch_image_name)
        call_tesseract(scratch_image_name, scratch_text_name_root,language)
        text = util.retrieve_text(scratch_text_name_root)
    finally:
        if cleanup:
            util.perform_cleanup(scratch_image_name, scratch_text_name_root)
    return text

def image_file_to_string(filename, cleanup = cleanup_scratch_flag, graceful_errors=True, language = "eng"):
    """Applies tesseract to filename; or, if image is incompatible and graceful_errors=True,
    converts to compatible format and then applies tesseract.  Fetches resulting text.
    If cleanup=True, delete scratch files after operation."""
    try:
        try:
            call_tesseract(filename, scratch_text_name_root, language)
            text = util.retrieve_text(scratch_text_name_root)
        except errors.Tesser_General_Exception:
            if graceful_errors:
                im = Image.open(filename)
                text = image_to_string(im, cleanup)
            else:
                raise
    finally:
        if cleanup:
            util.perform_cleanup(scratch_image_name, scratch_text_name_root)
    return text
    

if __name__==‘__main__‘:
    im = Image.open(‘phototest.tif‘)
    text = image_to_string(im)
    print text
    try:
        text = image_file_to_string(‘fnord.tif‘, graceful_errors=False)
    except errors.Tesser_General_Exception, value:
        print "fnord.tif is incompatible filetype.  Try graceful_errors=True"
        print value
    text = image_file_to_string(‘fnord.tif‘, graceful_errors=True)
    print "fnord.tif contents:", text
    text = image_file_to_string(‘fonts_test.png‘, graceful_errors=True)
    print text

在调用image_to_string函数时，只要加上相应的language参数就可以了，如简体中文最后一个参数即为 chi_sim，繁体中文chi_tra,
也就是下载的语言包的XXX.traineddata文件的名字XXX，如下载的中文包是chi_sim.traineddata，参数就是chi_sim :

text = image_to_string(self.im, language = ‘chi_sim‘)

至此，图片识别就完成了。
额外附加一句：有可能中文识别出来了，但是乱码，需要相应地将text转换为你所用的中文编码方式，如：
text.decode("utf8")就可以了

以上是关于利用pytesser识别图形验证码的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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Python处理验证码第一篇（pytesser初探及报错处理）

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