[發明專利]一種基于輪廓提取的九宮格圖形驗證碼識別方法

有效

• 申請號: 201910185020.3
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN110069915B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 丁珩珂;劉澤華;王毅剛
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06F21/36
• 分類號: G06F21/36;G06K9/32;G06K9/34;G06K9/46
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

1.一種基于輪廓提取的九宮格圖形驗證碼識別方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟(1)對輸入的含箭頭的九宮格圖形驗證碼進行二值化與高斯模糊預處理，并根據九宮格標記點的顏色設置閾值進行降噪；

步驟(2)對步驟(1)處理后的圖片進行膨脹處理，隨后進行canny輪廓檢測，計算出所有閉合輪廓的重心；

步驟(3)對步驟(2)中提取的輪廓進行分類，依據閉合輪廓的重心位置、分布情況計算出九宮格點編號與箭頭位置,并對非重疊箭頭輪廓進行最小閉合三角形提??；

步驟(4)由箭頭位置與九宮格標記點分析得出每個九宮格點的出入度，進而計算出該九宮格圖形驗證碼中的哈密頓路徑；

步驟(5)抽取任意非重疊箭頭，通過計算三角形頂點與重心關系得出該箭頭方向，從而給該哈密頓路徑標明方向，最終輸出該圖形驗證碼的驗證結果。

2.根據權利要求1所述的一種基于輪廓提取的九宮格圖形驗證碼識別方法，其特征在于所述的步驟(1)中，對輸入的含箭頭的九宮格圖形驗證碼進行二值化與高斯模糊預處理，并根據九宮格標記點的顏色設置閾值進行降噪，具體包括如下步驟：

1-1.依據給定的RGB彩色圖，將其轉換為灰度圖備用，

1-2.將灰度圖進行高斯模糊處理，其高斯模糊最小單位為n*n，得到高斯處理圖，n為灰度圖行列最小值的2％；

1-3.對高斯處理后的灰度圖進行閾值降噪，使得灰度圖中僅留下箭頭與九宮格標記點。

3.根據權利要求2所述的一種基于輪廓提取的九宮格圖形驗證碼識別方法，其特征在于所述的步驟(2)中，對步驟(1)處理后的灰度圖進行膨脹處理，隨后進行canny輪廓檢測，計算出所有閉合輪廓的重心，具體包括如下步驟：

2-1.為了讓隨后的輪廓檢測結果都閉合，對步驟(1)處理后的灰度圖進行膨脹處理，獲取膨脹圖，其膨脹單位元大小為m*m，m為圖片行列最小值的1％；

2-2.設置canny檢測單元，大小為0.5m*0.5m,對膨脹圖進行canny邊緣檢測，得到輪廓集G，

2-3.計算出每一個輪廓的重心，采用如下公式：

其中，g為輪廓點集，g∈G,num為g中點的數目。

4.根據權利要求1所述的一種基于輪廓提取的九宮格圖形驗證碼識別方法，其特征在于所述的步驟(3)中，對步驟(2)中提取的輪廓進行分類，依據其重心位置、分布情況，計算出九宮格標記點編號與箭頭位置,并對非重疊箭頭輪廓進行最小閉合三角形提取，具體包括如下步驟：

3-1.圖形驗證碼中九宮格標記點重心分布是規律的，從而篩選出九宮格標記點，并為九宮格標記點進行編號，且箭頭點僅存在于兩個九宮格標記點連線的中心，由此篩選出箭頭點，再依據箭頭點的重心位置對其編號，

3-2.根據標記點與箭頭點編號關系，篩選出連線關系，并在灰度圖中對箭頭點附近連線進行驗證，具體的：

3-2-1.找到可能存在的連線兩端標記點與箭頭點組合，

3-2-2.在灰度圖中定位到箭頭點重心位置，以箭頭點的重心為原點，構建半徑為n的圓形軌跡進行遍歷，以檢索到的存在點位置組成的連線向量判斷該組合是否存在，其中n為灰度圖行列最小值的2％；

3-3.依據箭頭點與標記點數量關系與連線關系篩選出非重疊箭頭點，并對其進行最小閉合三角形提取，作為三角形集V，非重疊下箭頭點數目為標記點數目-1。

5.根據權利要求4所述的一種基于輪廓提取的九宮格圖形驗證碼識別方法，其特征在于所述的步驟(4)中，根據箭頭點重心位置與九宮格標記點分析得出每個九宮格標記點的出入度，進而計算出該九宮格圖形驗證碼中的哈密頓路徑，具體包括如下步驟：

4-1.依據步驟(3)中所驗證得出的九宮格標記點連線與箭頭組合，計算出所有九宮格標記點的出入度，

4-2.隨機抽取一個出入度為1的九宮格標記點，由連線與箭頭組合推導該圖形驗證碼中九宮格標記點連線的哈密頓路徑。

6.根據權利要求5所述的一種基于輪廓提取的九宮格圖形驗證碼識別方法，其特征在于所述的步驟(5)中，抽取任意非重疊箭頭，通過計算三角形頂點與重心關系得出該箭頭方向，從而給該哈密頓路徑標明方向，最終輸出該圖形驗證碼的驗證結果，具體包括如下步驟：

5-1.抽取任意非重疊箭頭，定位該箭頭所提取的最小閉合三角形與標記點箭頭組合，

5-2.由兩端標記點x₁與x₂計算得出連線向量ρ，公式如下：

ρ＝x₁-x₂

5-3.由最小閉合三角形的三個頂點A、B、C計算出三角形的三邊向量α、β、γ，公式如5-2，

5-4.計算三邊向量與連線向量中的點乘值，求得最接近0的三邊向量δ，不屬于該向量的頂點設為D，

5-5.由δ與D的位置關系與ρ的方向確定該箭頭的方向，并將該方向賦給哈密頓路徑，使其成為一個有向路徑，

5-6.由始至終輸出該路徑中的所有節點，即為該圖形驗證碼的驗證結果。