To skoro już jesteś świadomy, że to nie jest takie "hop" do napisania i że należy zaprząc do tego aparat tzw. sztucznej inteligencji, to mam dla Ciebie radę. :)
Sugeruję spróbować do tego użyć OpenCV, gdzie sam algorytm rozpoznawania liter masz już z głowy. Pozostaje tylko wytrenować swoją aplikację. :) Użyj w wyszukiwarce hasła "opencv for captcha" a dostaniesz kilka fajnych wyników z GH.