一个在CSDN上讨论的帖子：http://bbs.csdn.net/topics/390288225（发起人：http://my.csdn.net/hncdyj）
下面应用于上帖子
作为干过此类事情的人，推荐两个东西：
1、开源的Java图像处理工具，它提供了图像初始处理常用的 锐化、过滤、模糊、去背景 等能力，且各种参数均可自行调整：
http://www.jhlabs.com/ip/filters/index.html
2、自建匹配字库，不过这比较累；你顶楼的第一张黑白图片，如果你自建字库的话，其实差不多可以99%以上的识别率了；不过其实即便不自建字库，你第一张黑白图片，我觉得也没啥道理不能识别。。。
这个是之前做过的，也是用通用字库搞的，没有自建字库。
图像识别练习（很好的一个随笔）：http://www.cnblogs.com/conmajia/archive/2012/06/10/character-validation-recognition.html（http://www.cnblogs.com/conmajia/）
@车牌识别及验证码识别的一般思路: http://www.cnblogs.com/xiaotie/archive/2009/01/15/1376677.html （其博客：http://www.cnblogs.com/xiaotie/）
http://blog.csdn.net/problc/article/details/5794460 (http://my.csdn.net/problc)