امروزه به علت توسعه روزافزون سرویس های مبتنی بر وب، لزوم بازشناسی انسان از ماشین در محیط های برخط برای جلوگیری از سواستفاده از سرویس های مجانی، بیشتر احساس می شود. بدین منظورکپتچاها پا به عرصه ظهور گذاشتند. در حال حاضر کپتچاهای تصویری به علت جذابیت ذاتی برای کاربران، مورد توجه بیشتر طراحان می باشند. کپتچاهای تصویری ساده از امنیت کمتری برخوردارند. به همین دلیل روش های پیچیده تری برای تولید کپتچاهای تصویری به وجود آمده است. در این پایان نامه از چندین راهکار برای طراحی و توسعه ی یک کپتچای تصویری معنایی امن تر و قابل استفاده تر بهره برده شده است. در ابتدا از تبدیلات هندسی برای تولید احجام سه بعدی استفاده شده و عکس های اولیه به روی این احجام انتقال پیدا می کنند، سپس از یک زاویه تصادفی یک عکس دوبعدی از این شی سه بعدی تهیه می شود. نهایتا از کاربر خواسته می-شود تا سمت بالای عکس را به عنوان یک معنا در عکس تبدیل یافته کلیک کند. مفهومی به نام درجه سختی بر اساس میزان پاسخ صحیح کاربران نسبت به هر عکس تعریف شده است. یک سیستم چندعکسه مبتنی بر درجه سختی عکس ها پیشنهاد، پیاده سازی و ارزیابی شده است و بر اساس آن الگوهای تعاملی کاربران بر اساس چندین معیار در قالب توابع چگالی احتمال استخراج شده است. از این الگوها برای طراحی یک سیستم هوشمند بازشناسی انسان از ماشین بهره برده شده است. بر اساس اعتباری که سیستم پیشنهاد شده به هر کاربر می دهد، به وی یک حق رای برای عکس های ارزیابی نشده اعطا می شود. سیستم کپتچای نهایی شامل چند عکس برای ارزیابی کاربر و چند عکس ارزیابی نشده برای به روزرسانی پایگاه داده، توسعه یافته و مورد ارزیابی قرار گرفته است. نظر کاربران به عکس های جدید اعمال و بر اساس این آرا، پایگاه داده کپتچا به روز می شود. به طور متوسط نرخ عبور کاربران از کپتچای پیشنهادی نهایی 97.8% و در زمان 28.16 ثانیه است. این درحالی است که چنانچه متناسب با الگوریتم های پیشنهادی، حداقل اعتبار کاربر برای قبولی 0.2 درنظر گرفته شود، نرخ حمله تصادفی ماشین به صفر می رسد. این کپتچا با تولید فضای جستجوی بسیار بالا به صورت ضریبی از 1012 ، احتمال حمله تطابق مستقیم را حتی برای یک ابررایانه غیرممکن می سازد. همچنین مجموعه راهکارهای پیشنهاد شده، حمله یادگیری ماشین را تضعیف می-نماید. نتایج نشان می دهند که مجموعه راهکارهای پیشنهاد شده، بر کارآمدی کپتچای پیشنهادی افزوده و آن را از دیگر کارهای مشابه امن تر و قابل استفاده تر می کند.