使用 Julia 自动生成验证码图像数据集

在构建自定义验证码识别模型时，训练数据的质量和数量直接决定了模型的性能。相比从网络上采集并手工标注验证码图像，我们可以利用 Julia 快速生成大量带标签的验证码图片，实现训练数据的自动化生成。本文将介绍如何用 Julia 语言生成验证码图像，并附带标签输出，适用于构建监督学习的字符识别模型。

一、环境准备
需要安装以下 Julia 包：
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using Pkg
Pkg.add(["Images", "ImageIO", "Luxor", "Random", "FileIO"])
Luxor.jl：用于绘图和文本渲染

Images.jl、ImageIO.jl：图像格式支持

Random.jl：随机字符生成

二、定义验证码生成函数
每个图像包含一组随机字符，并以图像形式保存：

using Luxor, Random, FileIO

function generate_captcha(text::String, filepath::String)
width, height = 120, 40
Drawing(width, height, filepath)
background("white")
fontsize(28)
fontface("Courier-Bold")

# 加入干扰线
sethue("gray")
for i in 1:5
    move(rand(0:width), rand(0:height))
    line(rand(0:width), rand(0:height))
    strokepath()
end

# 绘制文本
translate(15, 25)
sethue("black")
text(text)

finish()

end
三、生成数据集并保存标签
我们生成多张验证码图像，并记录每张图的对应文本标签：

using Printf

function generate_dataset(dir::String, count::Int)
isdir(dir) || mkdir(dir)
open(joinpath(dir, "labels.txt"), "w") do io
for i in 1:count
text = join(rand('A':'Z', 5))
filename = @sprintf "captcha_%04d.png" i
filepath = joinpath(dir, filename)
generate_captcha(text, filepath)
println(io, "$filename $text")
end
end
end

示例：生成100张验证码图

generate_dataset("captcha_dataset", 100)
这会在 captcha_dataset/ 目录下生成图像文件和 labels.txt，格式形如：

captcha_0001.png YTRSD
captcha_0002.png MQVNZ
...
四、扩展：图像随机旋转与扭曲
为增强模型泛化能力，可以添加旋转、缩放、颜色变化等：

function generate_distorted_captcha(text::String, filepath::String)
width, height = 140, 50
Drawing(width, height, filepath)
background("white")
fontsize(28)
fontface("Courier")

translate(20, 30)
for c in text
    rotate(rand(-0.2:0.05:0.2))
    sethue(rand(), rand(), rand())
    text(string(c))
    translate(20, 0)
end

finish()

end