用 F# 实现验证码图像的字符分割逻辑

在图像识别中，对验证码图像中的字符进行准确分割是后续识别的重要前提。本文将介绍如何使用 F# 和 .NET 中的图像处理库，构建一个简单的字符切割工具。

一、开发环境准备
我们使用 F# 脚本和 .NET 6.0 环境。图像处理依赖 System.Drawing.Common：

dotnet add package System.Drawing.Common
二、字符切割的基本流程
加载图像

灰度转换

二值化处理

垂直投影统计

字符边界提取

三、F# 实现代码

open System
open System.Drawing

// 灰度转换
let toGray (color: Color) =
int (0.299 * float color.R + 0.587 * float color.G + 0.114 * float color.B)
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// 二值化处理
let binarize (bmp: Bitmap) (threshold: int) =
let width, height = bmp.Width, bmp.Height
Array2D.init height width (fun y x ->
let gray = toGray (bmp.GetPixel(x, y))
if gray < threshold then 0 else 255
)

// 垂直投影
let verticalProjection (binary: int[,]) =
let h = Array2D.length1 binary
let w = Array2D.length2 binary
[| for x in 0 .. w - 1 ->
[| for y in 0 .. h - 1 -> binary.[y, x] |]
|> Array.filter ((=) 0)
|> Array.length |]

// 查找字符边界
let findCharRegions (proj: int[]) =
let mutable inside = false
let mutable start = 0
let regions = ResizeArray()
for i = 0 to proj.Length - 1 do
if proj.[i] > 0 && not inside then
start <- i
inside <- true
elif proj.[i] = 0 && inside then
regions.Add((start, i - 1))
inside <- false
if inside then regions.Add((start, proj.Length - 1))
regions.ToArray()

// 主流程
let processImage (path: string) =
use bmp = new Bitmap(path)
let binary = binarize bmp 128
let proj = verticalProjection binary
let cuts = findCharRegions proj
cuts |> Array.iter (fun (s, e) ->
printfn $"Char region: {s} - {e}"
)

// 示例调用
processImage "captcha_sample.png"
四、运行输出示例
假设处理的是 4 字符的简单验证码，程序会输出：

Char region: 6 - 18
Char region: 21 - 33
Char region: 37 - 49
Char region: 53 - 65