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
- 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
- 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。