Разработка программного средства

На практике библиотеки оптического распознавания могут быть использованы для распознавания капч (англ. CAPTCHA, Completely Automated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart – полностью автоматизированный публичный тест Тьюринга для различения компьютеров и людей). Капча представляет собой задачу для пользователя, которая с легкостью решается человеком, но сложна и трудоемка для компьютера. В наиболее распространенном ее варианте пользователь вводит символы, изображенные на картинке, причем распознавание этих символов подразумевается затруднительным для машины (чаще всего используется добавление помех или прозрачности).
В ходе изучения OCR-библиотек было выполнено распознавание буквенно-цифровых символов на изображениях с шумом. Более двухсот образцов (рисунок 12) подавались на вход программе, которая выполняла их обработку и распознавание текста.
Проект по распознаванию символов был выполнен при помощи IPython (Anaconda). Это дистрибутив Python с множеством пакетов и библиотек для научных и инженерных расчетов, которые уже установлены и сконфигурированы.
В последнее десятилетие Python вызывает растущий интерес у академического сообщества, особенно в области вычислительной техники. Простой синтаксис Python, динамические типы данных высокого уровня и автоматическое управление памятью привлекли внимание исследовательских сообществ и сделали его популярным инструментом.
Python – это динамический язык программирования общего назначения. Python высоко ценится не в последнюю очередь из-за быстрого времени разработки и простоты интеграции пакетов и библиотек. Производительность Python делает его жизнеспособным языком программирования для научной работы, и он также используется членами сообщества компьютерного зрения в течение многих лет.
Python был создан Гвидом Ван Россумом в конце 80-х годов и остается одним из самых простых и эффективных языков программирования на сегодняшний день. Он может использоваться как для начальных шагов в программировании, так и для решения серьезных научных задач. Python является интерпретируемым и объектно-ориентированным языком, поддерживающим при этом несколько парадигм программирования, в том числе функциональную и императивную. Основными архитектурными чертами языка можно назвать автоматическое управление памятью, динамическую типизацию и удобные высокоуровневые структуры данных (такие, как кортежи, множества, словари и списки). В Python имеются встроенные типы: булевый, строка, Unicode-строка, целое число произвольной точности, число с плавающей запятой, комплексное число и многие другие. Код в Python организовывается в функции и классы, которые могут объединяться в модули (они в свою очередь могут быть объединены в пакеты). Все значения, в том числе встроенные коллекции и типы данных, функции, методы, модули, классы являются объектами.
Одним из главных достоинств языка считается его реализация на большинстве современных платформ и операционных систем

. Для одного из первых переносимых языков программирования – языка С – существенным недостатком оказывалось разное количество занимаемой на разных машинах памяти языковыми типами данных, чего удалось избежать в реализации Python.
Помимо этого, Python является активно расширяющимся языком программирования, новые версии которого выходят практически каждые два с половиной года. Интерпретатор наиболее распространенной, эталонной реализации языка написан на C (CPython); исходный код доступен для совершенствования всеми заинтересованными программистами.
Еще одним достоинством языка является его модульность, т.е. наличие огромного числа модулей, которые могут подключаться к программе и собираться в пакеты. Модули выполняют роль библиотек и могут быть двух типов по своему происхождению: модули, написанные на «чистом» Python, и модули расширения, написанные на других языках программирования. Модуль оформляется в виде отдельного файла и подключается к программе при помощи оператора import, после чего является отдельным объектом, дающим доступ к пространству имен модуля.
Динамическая типизация, которую поддерживает Python, подразумевает определение имени переменной во время исполнения программы. Тип переменной при этом не является неизменным – любое присваивание приводит к тому, что типом переменной становится тип нового присваиваемого значения, поэтому вместо «присваивание значения переменной» используется выражение «связывание значения с некоторым именем».
Язык обладает четким и последовательным синтаксисом, благодаря чему исходный код написанных на Python программ легко читаем. Набор операторов достаточно традиционен: условный оператор if (если) с возможностью использования альтернативного блока else (если условий несколько) и elif (сокр. от else if), операторы цикла while (пока) и for (для), внутри которых возможно применение операторов break и continue для прерывания цикла и перехода сразу к следующей итерации, оператор определения класса class, оператор определения функции, метода или генератора def, внутри которых возможно применение return (возврат) для возврата из функции или метода, а в случае генератора – yield (давать), оператор обработки исключений try – except – else или try – finally, оператор pass, который ничего не делает и используется для пустых блоков кода.
Одной из интересных синтаксических особенностей языка является отсутствие операторных скобок вида begin-end, как в языке Паскаль, или фигурных, как в языке С, – блоки кода выделяются при помощи отступов (пробелов или табуляций), что позволяет сократить количество строк и символов в программе.
За последние десять лет область обработки изображений и компьютерного зрения поддерживалась разработкой на C/C++ с использованием программного обеспечения MATLAB®. Хотя MATLAB® предлагает эффективную платформу высокого уровня для создания прототипов и тестирования алгоритмов, его производительность не может конкурировать с хорошо разработанной и оптимизированной реализацией C/C++