python使用tensorflow深度学习识别验证码

本文介绍了python使用tensorflow深度学习识别验证码 ,分享给大家,具体如下:

除了传统的PIL包处理图片,然后用pytessert+OCR识别意外,还可以使用tessorflow训练来识别验证码。

此篇代码大部分是转载的,只改了很少地方。

代码是运行在linux环境,tessorflow没有支持windows的python 2.7。

gen_captcha.py代码。

#coding=utf-8
from captcha.image import ImageCaptcha # pip install captcha
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from PIL import Image
import random

# 验证码中的字符, 就不用汉字了

number = ['0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9']
alphabet = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u',
      'v', 'w', 'x', 'y', 'z']

ALPHABET = ['A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P', 'Q', 'R', 'S', 'T', 'U',
      'V', 'W', 'X', 'Y', 'Z']
'''
number=['0','1','2','3','4','5','6','7','8','9']
alphabet =[]
ALPHABET =[]
'''

# 验证码一般都无视大小写;验证码长度4个字符
def random_captcha_text(char_set=number + alphabet + ALPHABET, captcha_size=4):
  captcha_text = []
  for i in range(captcha_size):
    c = random.choice(char_set)
    captcha_text.append(c)
  return captcha_text

# 生成字符对应的验证码
def gen_captcha_text_and_image():
  while(1):
    image = ImageCaptcha()

    captcha_text = random_captcha_text()
    captcha_text = ''.join(captcha_text)

    captcha = image.generate(captcha_text)
    #image.write(captcha_text, captcha_text + '.jpg') # 写到文件

    captcha_image = Image.open(captcha)
    #captcha_image.show()
    captcha_image = np.array(captcha_image)
    if captcha_image.shape==(60,160,3):
      break

  return captcha_text, captcha_image

if __name__ == '__main__':
  # 测试
  text, image = gen_captcha_text_and_image()
  print image
  gray = np.mean(image, -1)
  print gray

  print image.shape
  print gray.shape
  f = plt.figure()
  ax = f.add_subplot(111)
  ax.text(0.1, 0.9, text, ha='center', va='center', transform=ax.transAxes)
  plt.imshow(image)

  plt.show()

train.py代码。

#coding=utf-8
from gen_captcha import gen_captcha_text_and_image
from gen_captcha import number
from gen_captcha import alphabet
from gen_captcha import ALPHABET

import numpy as np
import tensorflow as tf

"""
text, image = gen_captcha_text_and_image()
print "验证码图像channel:", image.shape # (60, 160, 3)
# 图像大小
IMAGE_HEIGHT = 60
IMAGE_WIDTH = 160
MAX_CAPTCHA = len(text)
print  "验证码文本最长字符数", MAX_CAPTCHA # 验证码最长4字符; 我全部固定为4,可以不固定. 如果验证码长度小于4,用'_'补齐
"""
IMAGE_HEIGHT = 60
IMAGE_WIDTH = 160
MAX_CAPTCHA = 4

# 把彩色图像转为灰度图像(色彩对识别验证码没有什么用)
def convert2gray(img):
  if len(img.shape) > 2:
    gray = np.mean(img, -1)
    # 上面的转法较快,正规转法如下
    # r, g, b = img[:,:,0], img[:,:,1], img[:,:,2]
    # gray = 0.2989 * r + 0.5870 * g + 0.1140 * b
    return gray
  else:
    return img

"""
cnn在图像大小是2的倍数时性能最高, 如果你用的图像大小不是2的倍数,可以在图像边缘补无用像素。
np.pad(image,((2,3),(2,2)), 'constant', constant_values=(255,)) # 在图像上补2行,下补3行,左补2行,右补2行
"""

# 文本转向量
char_set = number + alphabet + ALPHABET + ['_'] # 如果验证码长度小于4, '_'用来补齐
CHAR_SET_LEN = len(char_set)

def text2vec(text):
  text_len = len(text)
  if text_len > MAX_CAPTCHA:
    raise ValueError('验证码最长4个字符')

  vector = np.zeros(MAX_CAPTCHA * CHAR_SET_LEN)

  def char2pos(c):
    if c == '_':
      k = 62
      return k
    k = ord(c) - 48
    if k > 9:
      k = ord(c) - 55
      if k > 35:
        k = ord(c) - 61
        if k > 61:
          raise ValueError('No Map')
    return k

  for i, c in enumerate(text):
    #print text
    idx = i * CHAR_SET_LEN + char2pos(c)
    #print i,CHAR_SET_LEN,char2pos(c),idx
    vector[idx] = 1
  return vector

#print text2vec('1aZ_')

# 向量转回文本
def vec2text(vec):
  char_pos = vec.nonzero()[0]
  text = []
  for i, c in enumerate(char_pos):
    char_at_pos = i # c/63
    char_idx = c % CHAR_SET_LEN
    if char_idx < 10:
      char_code = char_idx + ord('0')
    elif char_idx < 36:
      char_code = char_idx - 10 + ord('A')
    elif char_idx < 62:
      char_code = char_idx - 36 + ord('a')
    elif char_idx == 62:
      char_code = ord('_')
    else:
      raise ValueError('error')
    text.append(chr(char_code))
  return "".join(text)

"""
#向量(大小MAX_CAPTCHA*CHAR_SET_LEN)用0,1编码 每63个编码一个字符,这样顺利有,字符也有
vec = text2vec("F5Sd")
text = vec2text(vec)
print(text) # F5Sd
vec = text2vec("SFd5")
text = vec2text(vec)
print(text) # SFd5
"""

# 生成一个训练batch
def get_next_batch(batch_size=128):
  batch_x = np.zeros([batch_size, IMAGE_HEIGHT * IMAGE_WIDTH])
  batch_y = np.zeros([batch_size, MAX_CAPTCHA * CHAR_SET_LEN])

  # 有时生成图像大小不是(60, 160, 3)
  def wrap_gen_captcha_text_and_image():
    while True:
      text, image = gen_captcha_text_and_image()
      if image.shape == (60, 160, 3):
        return text, image

  for i in range(batch_size):
    text, image = wrap_gen_captcha_text_and_image()
    image = convert2gray(image)

    batch_x[i, :] = image.flatten() / 255 # (image.flatten()-128)/128 mean为0
    batch_y[i, :] = text2vec(text)

  return batch_x, batch_y

####################################################################

X = tf.placeholder(tf.float32, [None, IMAGE_HEIGHT * IMAGE_WIDTH])
Y = tf.placeholder(tf.float32, [None, MAX_CAPTCHA * CHAR_SET_LEN])
keep_prob = tf.placeholder(tf.float32) # dropout

# 定义CNN
def crack_captcha_cnn(w_alpha=0.01, b_alpha=0.1):
  x = tf.reshape(X, shape=[-1, IMAGE_HEIGHT, IMAGE_WIDTH, 1])

  # w_c1_alpha = np.sqrt(2.0/(IMAGE_HEIGHT*IMAGE_WIDTH)) #
  # w_c2_alpha = np.sqrt(2.0/(3*3*32))
  # w_c3_alpha = np.sqrt(2.0/(3*3*64))
  # w_d1_alpha = np.sqrt(2.0/(8*32*64))
  # out_alpha = np.sqrt(2.0/1024)

  # 3 conv layer
  w_c1 = tf.Variable(w_alpha * tf.random_normal([3, 3, 1, 32]))
  b_c1 = tf.Variable(b_alpha * tf.random_normal([32]))
  conv1 = tf.nn.relu(tf.nn.bias_add(tf.nn.conv2d(x, w_c1, strides=[1, 1, 1, 1], padding='SAME'), b_c1))
  conv1 = tf.nn.max_pool(conv1, ksize=[1, 2, 2, 1], strides=[1, 2, 2, 1], padding='SAME')
  conv1 = tf.nn.dropout(conv1, keep_prob)

  w_c2 = tf.Variable(w_alpha * tf.random_normal([3, 3, 32, 64]))
  b_c2 = tf.Variable(b_alpha * tf.random_normal([64]))
  conv2 = tf.nn.relu(tf.nn.bias_add(tf.nn.conv2d(conv1, w_c2, strides=[1, 1, 1, 1], padding='SAME'), b_c2))
  conv2 = tf.nn.max_pool(conv2, ksize=[1, 2, 2, 1], strides=[1, 2, 2, 1], padding='SAME')
  conv2 = tf.nn.dropout(conv2, keep_prob)

  w_c3 = tf.Variable(w_alpha * tf.random_normal([3, 3, 64, 64]))
  b_c3 = tf.Variable(b_alpha * tf.random_normal([64]))
  conv3 = tf.nn.relu(tf.nn.bias_add(tf.nn.conv2d(conv2, w_c3, strides=[1, 1, 1, 1], padding='SAME'), b_c3))
  conv3 = tf.nn.max_pool(conv3, ksize=[1, 2, 2, 1], strides=[1, 2, 2, 1], padding='SAME')
  conv3 = tf.nn.dropout(conv3, keep_prob)

  # Fully connected layer
  w_d = tf.Variable(w_alpha * tf.random_normal([8 * 32 * 40, 1024]))
  b_d = tf.Variable(b_alpha * tf.random_normal([1024]))
  dense = tf.reshape(conv3, [-1, w_d.get_shape().as_list()[0]])
  dense = tf.nn.relu(tf.add(tf.matmul(dense, w_d), b_d))
  dense = tf.nn.dropout(dense, keep_prob)

  w_out = tf.Variable(w_alpha * tf.random_normal([1024, MAX_CAPTCHA * CHAR_SET_LEN]))
  b_out = tf.Variable(b_alpha * tf.random_normal([MAX_CAPTCHA * CHAR_SET_LEN]))
  out = tf.add(tf.matmul(dense, w_out), b_out)
  # out = tf.nn.softmax(out)
  return out

# 训练
def train_crack_captcha_cnn():
  import time
  start_time=time.time()
  output = crack_captcha_cnn()
  # loss
  #loss = tf.reduce_mean(tf.nn.softmax_cross_entropy_with_logits(output, Y))
  loss = tf.reduce_mean(tf.nn.sigmoid_cross_entropy_with_logits(logits=output, labels=Y))
  # 最后一层用来分类的softmax和sigmoid有什么不同?
  # optimizer 为了加快训练 learning_rate应该开始大,然后慢慢衰
  optimizer = tf.train.AdamOptimizer(learning_rate=0.001).minimize(loss)

  predict = tf.reshape(output, [-1, MAX_CAPTCHA, CHAR_SET_LEN])
  max_idx_p = tf.argmax(predict, 2)
  max_idx_l = tf.argmax(tf.reshape(Y, [-1, MAX_CAPTCHA, CHAR_SET_LEN]), 2)
  correct_pred = tf.equal(max_idx_p, max_idx_l)
  accuracy = tf.reduce_mean(tf.cast(correct_pred, tf.float32))

  saver = tf.train.Saver()
  with tf.Session() as sess:
    sess.run(tf.global_variables_initializer())

    step = 0
    while True:
      batch_x, batch_y = get_next_batch(64)
      _, loss_ = sess.run([optimizer, loss], feed_dict={X: batch_x, Y: batch_y, keep_prob: 0.75})
      print time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S',time.localtime(time.time())),step, loss_

      # 每100 step计算一次准确率
      if step % 100 == 0:
        batch_x_test, batch_y_test = get_next_batch(100)
        acc = sess.run(accuracy, feed_dict={X: batch_x_test, Y: batch_y_test, keep_prob: 1.})
        print u'***************************************************************第%s次的准确率为%s'%(step, acc)
        # 如果准确率大于50%,保存模型,完成训练
        if acc > 0.9:         ##我这里设了0.9,设得越大训练要花的时间越长,如果设得过于接近1,很难达到。如果使用cpu,花的时间很长,cpu占用很高电脑发烫。
          saver.save(sess, "crack_capcha.model", global_step=step)
          print time.time()-start_time
          break

      step += 1

train_crack_captcha_cnn()

测试代码:

output = crack_captcha_cnn()
saver = tf.train.Saver()
sess = tf.Session()
saver.restore(sess, tf.train.latest_checkpoint('.'))

while(1):

  text, image = gen_captcha_text_and_image()
  image = convert2gray(image)
  image = image.flatten() / 255

  predict = tf.argmax(tf.reshape(output, [-1, MAX_CAPTCHA, CHAR_SET_LEN]), 2)
  text_list = sess.run(predict, feed_dict={X: [image], keep_prob: 1})
  predict_text = text_list[0].tolist()

  vector = np.zeros(MAX_CAPTCHA * CHAR_SET_LEN)
  i = 0
  for t in predict_text:
    vector[i * 63 + t] = 1
    i += 1
    # break

  print("正确: {} 预测: {}".format(text, vec2text(vector)))

如果想要快点测试代码效果,验证码的字符不要设置太多,例如0123这几个数字就可以了。

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持我们。

您可能感兴趣的文章:

  • Tensorflow简单验证码识别应用
(0)

相关推荐

  • Tensorflow简单验证码识别应用

    简单的Tensorflow验证码识别应用,供大家参考,具体内容如下 1.Tensorflow的安装方式简单,在此就不赘述了. 2.训练集训练集以及测试及如下(纯手工打造,所以数量不多): 3.实现代码部分(参考了网上的一些实现来完成的) main.py(主要的神经网络代码) from gen_check_code import gen_captcha_text_and_image_new,gen_captcha_text_and_image from gen_check_code import

  • python使用tensorflow深度学习识别验证码

    本文介绍了python使用tensorflow深度学习识别验证码 ,分享给大家,具体如下: 除了传统的PIL包处理图片,然后用pytessert+OCR识别意外,还可以使用tessorflow训练来识别验证码. 此篇代码大部分是转载的,只改了很少地方. 代码是运行在linux环境,tessorflow没有支持windows的python 2.7. gen_captcha.py代码. #coding=utf-8 from captcha.image import ImageCaptcha # pi

  • Tensorflow深度学习使用CNN分类英文文本

    目录 前言 源码与数据 源码 数据 train.py 源码及分析 data_helpers.py 源码及分析 text_cnn.py 源码及分析 前言 Github源码地址 本文同时也是学习唐宇迪老师深度学习课程的一些理解与记录. 文中代码是实现在TensorFlow下使用卷积神经网络(CNN)做英文文本的分类任务(本次是垃圾邮件的二分类任务),当然垃圾邮件分类是一种应用环境,模型方法也可以推广到其它应用场景,如电商商品好评差评分类.正负面新闻等. 源码与数据 源码 - data_helpers

  • TensorFlow深度学习之卷积神经网络CNN

    一.卷积神经网络的概述 卷积神经网络(ConvolutionalNeural Network,CNN)最初是为解决图像识别等问题设计的,CNN现在的应用已经不限于图像和视频,也可用于时间序列信号,比如音频信号和文本数据等.CNN作为一个深度学习架构被提出的最初诉求是降低对图像数据预处理的要求,避免复杂的特征工程.在卷积神经网络中,第一个卷积层会直接接受图像像素级的输入,每一层卷积(滤波器)都会提取数据中最有效的特征,这种方法可以提取到图像中最基础的特征,而后再进行组合和抽象形成更高阶的特征,因此

  • python生成器generator:深度学习读取batch图片的操作

    在深度学习中训练模型的过程中读取图片数据,如果将图片数据全部读入内存是不现实的,所以有必要使用生成器来读取数据. 通过列表生成式,我们可以直接创建一个列表.但是,受到内存限制,列表容量肯定是有限的.而且,创建一个包含100万个元素的列表,不仅占用很大的存储空间,如果我们仅仅需要访问前面几个元素,那后面绝大多数元素占用的空间都白白浪费了. 所以,如果列表元素可以按照某种算法推算出来,那我们是否可以在循环的过程中不断推算出后续的元素呢?这样就不必创建完整的list,从而节省大量的空间.在Python

  • TensorFlow深度学习另一种程序风格实现卷积神经网络

    import tensorflow as tf import numpy as np import input_data mnist = input_data.read_data_sets('data/', one_hot=True) print("MNIST ready") n_input = 784 # 28*28的灰度图,像素个数784 n_output = 10 # 是10分类问题 # 权重项 weights = { # conv1,参数[3, 3, 1, 32]分别指定了fi

  • PyTorch的深度学习入门之PyTorch安装和配置

    前言 深度神经网络是一种目前被广泛使用的工具,可以用于图像识别.分类,物体检测,机器翻译等等.深度学习(DeepLearning)是一种学习神经网络各种参数的方法.因此,我们将要介绍的深度学习,指的是构建神经网络结构,并且运用各种深度学习算法训练网络参数,进而解决各种任务.本文从PyTorch环境配置开始.PyTorch是一种Python接口的深度学习框架,使用灵活,学习方便.还有其他主流的深度学习框架,例如Caffe,TensorFlow,CNTK等等,各有千秋.笔者认为,初期学习还是选择一种

  • python深度学习tensorflow实例数据下载与读取

    目录 一.mnist数据 二.CSV数据 三.cifar10数据 一.mnist数据 深度学习的入门实例,一般就是mnist手写数字分类识别,因此我们应该先下载这个数据集. tensorflow提供一个input_data.py文件,专门用于下载mnist数据,我们直接调用就可以了,代码如下: import tensorflow.examples.tutorials.mnist.input_data mnist = input_data.read_data_sets("MNIST_data/&q

  • python深度学习tensorflow训练好的模型进行图像分类

    目录 正文 随机找一张图片 读取图片进行分类识别 最后输出 正文 谷歌在大型图像数据库ImageNet上训练好了一个Inception-v3模型,这个模型我们可以直接用来进来图像分类. 下载链接: https://pan.baidu.com/s/1XGfwYer5pIEDkpM3nM6o2A 提取码: hu66 下载完解压后,得到几个文件: 其中 classify_image_graph_def.pb 文件就是训练好的Inception-v3模型. imagenet_synset_to_huma

  • Python深度学习TensorFlow神经网络基础概括

    目录 一.基础理论 1.TensorFlow 2.TensorFlow过程 1.构建图阶段 2.执行图阶段(会话) 二.TensorFlow实例(执行加法) 1.构造静态图 1-1.创建数据(张量) 1-2.创建操作(节点) 2.会话(执行) API: 普通执行 fetches(多参数执行) feed_dict(参数补充) 总代码 一.基础理论 1.TensorFlow tensor:张量(数据) flow:流动 Tensor-Flow:数据流 2.TensorFlow过程 TensorFlow

  • python深度学习TensorFlow神经网络模型的保存和读取

    目录 之前的笔记里实现了softmax回归分类.简单的含有一个隐层的神经网络.卷积神经网络等等,但是这些代码在训练完成之后就直接退出了,并没有将训练得到的模型保存下来方便下次直接使用.为了让训练结果可以复用,需要将训练好的神经网络模型持久化,这就是这篇笔记里要写的东西. TensorFlow提供了一个非常简单的API,即tf.train.Saver类来保存和还原一个神经网络模型. 下面代码给出了保存TensorFlow模型的方法: import tensorflow as tf # 声明两个变量

随机推荐