使用 C 语言实现英文数字验证码识别系统

一、引言

验证码（CAPTCHA, Completely Automated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart）是一种用于区分人类和机器行为的安全机制。
它常用于登录、注册、表单验证等场景，验证码图片通常包含英文字母与数字，并伴随噪声、扭曲或干扰线，以防止自动识别程序暴力破解。

虽然现代 OCR（光学字符识别）系统如 Tesseract 已被广泛用于文本识别，但在底层使用 C语言 来调用和控制 OCR 模块，可以更深入地理解识别原理，也可在嵌入式环境（如 STM32 Linux 模块、IoT 终端）中直接部署。
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二、原理概述

验证码识别系统一般分为以下几个步骤：

图像输入：读取验证码图片（如 .png、.jpg 格式）。

图像预处理：灰度化、二值化、去噪、图像裁剪。

OCR识别：调用 OCR 引擎（本文使用 Tesseract C API）进行文字识别。

结果输出：输出识别结果文本（例如“7B2G”）。

C语言在这里主要承担图像加载与 OCR 接口封装的任务。

三、环境准备

1. 安装 Tesseract OCR

在 Ubuntu 或 WSL 环境中执行：

sudo apt update
sudo apt install tesseract-ocr libtesseract-dev libleptonica-dev

2. 安装编译工具
   sudo apt install build-essential

四、项目结构
captcha_c/
├── main.c
└── Makefile

五、核心代码实现（main.c）

include <stdio.h>

include <tesseract/capi.h>

include <leptonica/allheaders.h>

int main(int argc, char **argv) {
if (argc < 2) {
printf("用法: %s <验证码图片路径>\n", argv[0]);
return 1;
}

const char *imagePath = argv[1];

// 初始化 OCR 引擎
TessBaseAPI *api = TessBaseAPICreate();
if (TessBaseAPIInit3(api, NULL, "eng")) {
    fprintf(stderr, "无法初始化 Tesseract OCR。\n");
    return 1;
}

// 读取验证码图像
Pix *image = pixRead(imagePath);
if (!image) {
    fprintf(stderr, "无法读取图片: %s\n", imagePath);
    TessBaseAPIDelete(api);
    return 1;
}

// 设置图像输入
TessBaseAPISetImage2(api, image);

// 执行 OCR 识别
char *outText = TessBaseAPIGetUTF8Text(api);
printf("识别结果: %s\n", outText);

// 释放资源
TessDeleteText(outText);
pixDestroy(&image);
TessBaseAPIEnd(api);
TessBaseAPIDelete(api);

return 0;

}

六、Makefile 文件
CC = gcc
CFLAGS = -Wall -O2
LIBS = -ltesseract -llept

all:
$(CC) main.c -o captcha $(LIBS)

clean:
rm -f captcha

七、编译与运行

编译项目

make

执行识别

./captcha test_captcha.png

输出结果

识别结果: 7G2B

八、图像预处理（可选）

在 C 中，可以调用 Leptonica 库进行图像清理：

Pix *gray = pixConvertRGBToGray(image, 0.0, 0.0, 0.0);
Pix *binary = pixThresholdToBinary(gray, 128);
TessBaseAPISetImage2(api, binary);

这样能有效去除背景噪声，提高识别率。