图形验证码识别系统的说明书.doc

******************* 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2015年春季学期 工程开发综合训练 课程设计 题 目： 图形验证码识别系统 专业班级： 计算机科学与技术12级1班 姓 名： 王喆 学 号： 指导教师： 李明 成 绩： 目录 摘 要 1 1.问题描述 2 2.系统设计 3 2.1数字图象处理 3 2.2图像的预处理 3 2.3字符分割 5 2.4字符识别 6 3.系统实现 7 4. 系统测试 19 4.1测试目的 19 4.2测试采用的方法 19 4.3测试结果 19 5.总结 22 参考文献 23 摘 要 随着互联网的高速发展，网络在给人们的生活带来极大便利的同时，其安全问题也日益突出。图形验证码作为一项广泛使用的验证手段，对网络安全起到了重要的作用。本设计要求学生开发一个基于图像处理的图形验证码识别系统。该系统可以对验证码图像进行灰度化、二值化、去噪、字符分割、字符识别等处理，并能够显示识别结果。 此外，学生通过该题目的设计过程，可以初步应用软件系统的开发原理和开发方法，全面培养软件开发过程中的分析、设计、编码、测试及文档规范书写的能力，得到软件工程的训练，提高解决实际问题的能力。 关键词：图形验证码，二值化，去噪，字符分割 1.问题描述 随着网络的迅速普及，人们接触电脑的机会越来越多，可以说生活中电脑已经成为不可分割的一部分。而我们在上网的同时，也会遇到各种各样的问题，比如在网上购物，参与论坛讨论等等的时候，都会遇到各式各样的验证码，纯数字的，带字母的，还有的在字符背景上做文章，改变色彩，添加一些干扰的因素，让上网的环境不是那么轻松。 有时候，人们会因为一两个验证码不能识别导致购物失败或者交易失误而懊恼，毕竟人眼所能看到的范围是很小的一部分，有好多的东西用肉眼是无法辨别清楚，所以这个时候就需要依托一些简单的识别系统，比如这个图形验证码识别系统，去帮助人们正确的得到验证码的信息。 本系统有好几种识别验证码的方法，对于各样的验证码都会顺利的得出结果。比如单纯的数字，带字母的，添加背景干扰信息。系统通过对图形验证码的样子进行数字图像处理，图像预处理，用这样的技术将图形中的干扰识别的信息去除掉，让真正需要的数字或者字母清晰的显现出来。所用到的技术有灰度化、二值化、去噪、字符分割、字符识别等。 有了识别验证码系统，人们在使用电脑网上工作的时候避免不必要的失误，节省很多的时间。 2.系统设计 2.1数字图象处理 一幅图像可以定义为一个二维数组f(x,y)，这里x，y是空间坐标，而在任何一对空间坐标(x,y)上的幅值f称为该点图像的强度或灰度。当x，y和幅值f为有限的、离散的数值时，称该图像为数字图像。 自然界呈现在人眼中的图像是连续的模拟信号，在计算机处理前，必须用图像传感器把光信号转换为表示亮度的电信号，再通过取样和量化得到一副数字图像。取样是对图像在坐标上进行离散化的过程，每一个取样点称为一个像素。量化是对图像灰度上的离散化过程。取样后将得到M*N个像素，每个像素量化得到一个灰度值L，以L表示灰度值的允许取值范围，则数字图像存储需要的比特数b可以表示为： b=M*N*L 图像的灰度值取值范围被称为图像的动态范围。把占有灰度级全部有效段的图像称为高动态范围图像，高动态范围图像有较高的对比度。相反，地动态范围的图像看上去是冲淡了的灰暗格调。 2.2图像的预处理 主要是对图像进行灰度化、二值化、抑噪（滤波）等技术。 1、图像的灰度化 RGB系统中一个颜色值由3个分量组成，这样的图像称为彩色图像，RGB系统称为颜色空间模型。常见的颜色空间模型还有HSI、CMYK等。如果一幅图像的颜色空间是一维的（一个颜色值只有一个颜色分量），则这幅图像就是一副灰度图。在位图图像中，一般以R=G=B来显示灰度图像。 常用的灰度化方法有以下三种： 其中，公式（2.1）的方法来源于I色彩空间中I分量的计算公式，公式（2.2）来源于NTSC色彩空间中Y分量的计算公式。公式（2.3）是基于采用保留最小亮度（黑色）的方法。 RGB彩色图像可以看成是由3副单色的灰度图像构成的，可以直接取RGB通道中的任一个通道得到灰度化图像，前提是图像中目标像素的亮度信息主要分布在B通道上，否则灰度化结果将是亮度信息的大量丢失。灰度图像又叫亮度图像，由归一化的取