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mi hai commosso ti do la soluzione al problema : invece di usare le immagini usa il catchpa audio.

Ti spiego... se scarichi un catchpa audio e lo visualizzi ad esempio in Audacity vedrai che facendo l'analisi dello spettro delle singole cifre che compongono il catchpa ottieni uno spettro pressocché identico (anche se includi nell'analisi dello spettro più o meno "silenzio" lo spettro non cambia, o meglio, cambia in ampiezza ma i picchi rimangono al loro posto).
Noterai inoltre che le lettere sono suddivise da un forte click che puoi usare come divisore delle lettere (in realtà non serve perché lo spazio silenzioso che hanno messo fra le lettere del catchpa è notevole).

Ora... fai un'analisi dello spetro (trasformata di fourier se ricordo bene) di tutte le cifre e in un file salvi le frequenze in cui avvengono dei picchi (che saranno una 50ina per ogni cifra ma penso che te ne bastino una decina per lettera per identificarla in modo univoco).

A questo punto per individuare le lettere non devi fare altro che scaricarti il catchpa audio da craccare e confrontare le frequenze dei picchi con quelle salvate nel file di testo.

E tutto questo senza scomodare reti neurali e analisi di immagini (che comunque non penso sia molto difficile da fare).

Auguri per il bimbo... ne avessi uno io...