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基于Python预测引擎推理

inference 模型(paddle.jit.save保存的模型) 一般是模型训练,把模型结构和模型参数保存在文件中的固化模型,多用于预测部署场景。 训练过程中保存的模型是checkpoints模型保存的只有模型的参数多用于恢复训练等。 与checkpoints模型相比inference 模型会额外保存模型的结构信息,在预测部署、加速推理上性能优越,灵活方便,适合于实际系统集成。

接下来首先介绍如何将训练的模型转换成inference模型然后将依次介绍文本检测、文本角度分类器、文本识别以及三者串联在CPU、GPU上的预测方法。

一、训练模型转inference模型

检测模型转inference模型

下载超轻量级中文检测模型:

wget -P ./ch_lite/ https://paddleocr.bj.bcebos.com/dygraph_v2.0/ch/ch_ppocr_mobile_v2.0_det_train.tar && tar xf ./ch_lite/ch_ppocr_mobile_v2.0_det_train.tar -C ./ch_lite/

上述模型是以MobileNetV3为backbone训练的DB算法将训练好的模型转换成inference模型只需要运行如下命令

# -c 后面设置训练算法的yml配置文件
# -o 配置可选参数
# Global.pretrained_model 参数设置待转换的训练模型地址,不用添加文件后缀 .pdmodel.pdopt或.pdparams。
# Global.save_inference_dir参数设置转换的模型将保存的地址。

python3 tools/export_model.py -c configs/det/ch_ppocr_v2.0/ch_det_mv3_db_v2.0.yml -o Global.pretrained_model=./ch_lite/ch_ppocr_mobile_v2.0_det_train/best_accuracy Global.save_inference_dir=./inference/det_db/

转inference模型时使用的配置文件和训练时使用的配置文件相同。另外还需要设置配置文件中的Global.pretrained_model参数,其指向训练中保存的模型参数文件。 转换成功后,在模型保存目录下有三个文件:

inference/det_db/
    ├── inference.pdiparams         # 检测inference模型的参数文件
    ├── inference.pdiparams.info    # 检测inference模型的参数信息可忽略
    └── inference.pdmodel           # 检测inference模型的program文件

识别模型转inference模型

下载超轻量中文识别模型:

wget -P ./ch_lite/ https://paddleocr.bj.bcebos.com/dygraph_v2.0/ch/ch_ppocr_mobile_v2.0_rec_train.tar && tar xf ./ch_lite/ch_ppocr_mobile_v2.0_rec_train.tar -C ./ch_lite/

识别模型转inference模型与检测的方式相同如下

# -c 后面设置训练算法的yml配置文件
# -o 配置可选参数
# Global.pretrained_model 参数设置待转换的训练模型地址,不用添加文件后缀 .pdmodel.pdopt或.pdparams。
# Global.save_inference_dir参数设置转换的模型将保存的地址。

python3 tools/export_model.py -c configs/rec/ch_ppocr_v2.0/rec_chinese_lite_train_v2.0.yml -o Global.pretrained_model=./ch_lite/ch_ppocr_mobile_v2.0_rec_train/best_accuracy  Global.save_inference_dir=./inference/rec_crnn/

**注意:**如果您是在自己的数据集上训练的模型,并且调整了中文字符的字典文件,请注意修改配置文件中的character_dict_path是否是所需要的字典文件。

转换成功后,在目录下有三个文件:

/inference/rec_crnn/
    ├── inference.pdiparams         # 识别inference模型的参数文件
    ├── inference.pdiparams.info    # 识别inference模型的参数信息可忽略
    └── inference.pdmodel           # 识别inference模型的program文件

方向分类模型转inference模型

下载方向分类模型:

wget -P ./ch_lite/ https://paddleocr.bj.bcebos.com/dygraph_v2.0/ch/ch_ppocr_mobile_v2.0_cls_train.tar && tar xf ./ch_lite/ch_ppocr_mobile_v2.0_cls_train.tar -C ./ch_lite/

方向分类模型转inference模型与检测的方式相同如下

# -c 后面设置训练算法的yml配置文件
# -o 配置可选参数
# Global.pretrained_model 参数设置待转换的训练模型地址,不用添加文件后缀 .pdmodel.pdopt或.pdparams。
# Global.save_inference_dir参数设置转换的模型将保存的地址。

python3 tools/export_model.py -c configs/cls/cls_mv3.yml -o Global.pretrained_model=./ch_lite/ch_ppocr_mobile_v2.0_cls_train/best_accuracy  Global.save_inference_dir=./inference/cls/

转换成功后,在目录下有三个文件:

/inference/cls/
    ├── inference.pdiparams         # 分类inference模型的参数文件
    ├── inference.pdiparams.info    # 分类inference模型的参数信息可忽略
    └── inference.pdmodel           # 分类inference模型的program文件

二、文本检测模型推理

文本检测模型推理默认使用DB模型的配置参数。当不使用DB模型时在推理时需要通过传入相应的参数进行算法适配细节参考下文。

1. 超轻量中文检测模型推理

超轻量中文检测模型推理,可以执行如下命令:

# 下载超轻量中文检测模型:
wget  https://paddleocr.bj.bcebos.com/dygraph_v2.0/ch/ch_ppocr_mobile_v2.0_det_infer.tar
tar xf ch_ppocr_mobile_v2.0_det_infer.tar
python3 tools/infer/predict_det.py --image_dir="./doc/imgs/00018069.jpg" --det_model_dir="./ch_ppocr_mobile_v2.0_det_infer/"

可视化文本检测结果默认保存到./inference_results文件夹里面,结果文件的名称前缀为'det_res'。结果示例如下:

通过参数limit_typedet_limit_side_len来对图片的尺寸进行限制, limit_type可选参数为[max, min] det_limit_size_len 为正整数一般设置为32 的倍数比如960。

参数默认设置为limit_type='max', det_limit_side_len=960。表示网络输入图像的最长边不能超过960 如果超过这个值会对图像做等宽比的resize操作确保最长边为det_limit_side_len。 设置为limit_type='min', det_limit_side_len=960 则表示限制图像的最短边为960。

如果输入图片的分辨率比较大而且想使用更大的分辨率预测可以设置det_limit_side_len 为想要的值比如1216

python3 tools/infer/predict_det.py --image_dir="./doc/imgs/2.jpg" --det_model_dir="./inference/det_db/" --det_limit_type=max --det_limit_side_len=1216

如果想使用CPU进行预测执行命令如下

python3 tools/infer/predict_det.py --image_dir="./doc/imgs/2.jpg" --det_model_dir="./inference/det_db/"  --use_gpu=False

2. DB文本检测模型推理

首先将DB文本检测训练过程中保存的模型转换成inference model。以基于Resnet50_vd骨干网络在ICDAR2015英文数据集训练的模型为例 模型下载地址 ),可以使用如下命令进行转换:

python3 tools/export_model.py -c configs/det/det_r50_vd_db.yml -o Global.pretrained_model=./det_r50_vd_db_v2.0_train/best_accuracy  Global.save_inference_dir=./inference/det_db

DB文本检测模型推理可以执行如下命令

python3 tools/infer/predict_det.py --image_dir="./doc/imgs_en/img_10.jpg" --det_model_dir="./inference/det_db/"

可视化文本检测结果默认保存到./inference_results文件夹里面,结果文件的名称前缀为'det_res'。结果示例如下:

注意由于ICDAR2015数据集只有1000张训练图像且主要针对英文场景所以上述模型对中文文本图像检测效果会比较差。

3. EAST文本检测模型推理

首先将EAST文本检测训练过程中保存的模型转换成inference model。以基于Resnet50_vd骨干网络在ICDAR2015英文数据集训练的模型为例 模型下载地址 ),可以使用如下命令进行转换:

python3 tools/export_model.py -c configs/det/det_r50_vd_east.yml -o Global.pretrained_model=./det_r50_vd_east_v2.0_train/best_accuracy  Global.save_inference_dir=./inference/det_east

EAST文本检测模型推理需要设置参数--det_algorithm="EAST",可以执行如下命令:

python3 tools/infer/predict_det.py --det_algorithm="EAST" --image_dir="./doc/imgs_en/img_10.jpg" --det_model_dir="./inference/det_east/"

可视化文本检测结果默认保存到./inference_results文件夹里面,结果文件的名称前缀为'det_res'。结果示例如下:

注意本代码库中EAST后处理Locality-Aware NMS有python和c++两种版本c++版速度明显快于python版。由于c++版本nms编译版本问题只有python3.5环境下会调用c++版nms其他情况将调用python版nms。

4. SAST文本检测模型推理

(1). 四边形文本检测模型ICDAR2015

首先将SAST文本检测训练过程中保存的模型转换成inference model。以基于Resnet50_vd骨干网络在ICDAR2015英文数据集训练的模型为例(模型下载地址),可以使用如下命令进行转换:

python3 tools/export_model.py -c configs/det/det_r50_vd_sast_icdar15.yml -o Global.pretrained_model=./det_r50_vd_sast_icdar15_v2.0_train/best_accuracy  Global.save_inference_dir=./inference/det_sast_ic15

SAST文本检测模型推理需要设置参数--det_algorithm="SAST",可以执行如下命令:

python3 tools/infer/predict_det.py --det_algorithm="SAST" --image_dir="./doc/imgs_en/img_10.jpg" --det_model_dir="./inference/det_sast_ic15/"

可视化文本检测结果默认保存到./inference_results文件夹里面,结果文件的名称前缀为'det_res'。结果示例如下:

(2). 弯曲文本检测模型Total-Text

首先将SAST文本检测训练过程中保存的模型转换成inference model。以基于Resnet50_vd骨干网络在Total-Text英文数据集训练的模型为例模型下载地址),可以使用如下命令进行转换:

python3 tools/export_model.py -c configs/det/det_r50_vd_sast_totaltext.yml -o Global.pretrained_model=./det_r50_vd_sast_totaltext_v2.0_train/best_accuracy  Global.save_inference_dir=./inference/det_sast_tt

**SAST文本检测模型推理需要设置参数--det_algorithm="SAST",同时,还需要增加参数--det_sast_polygon=True**可以执行如下命令:

python3 tools/infer/predict_det.py --det_algorithm="SAST" --image_dir="./doc/imgs_en/img623.jpg" --det_model_dir="./inference/det_sast_tt/" --det_sast_polygon=True

可视化文本检测结果默认保存到./inference_results文件夹里面,结果文件的名称前缀为'det_res'。结果示例如下:

注意本代码库中SAST后处理Locality-Aware NMS有python和c++两种版本c++版速度明显快于python版。由于c++版本nms编译版本问题只有python3.5环境下会调用c++版nms其他情况将调用python版nms。

三、文本识别模型推理

下面将介绍超轻量中文识别模型推理、基于CTC损失的识别模型推理和基于Attention损失的识别模型推理。对于中文文本识别建议优先选择基于CTC损失的识别模型实践中也发现基于Attention损失的效果不如基于CTC损失的识别模型。此外如果训练时修改了文本的字典请参考下面的自定义文本识别字典的推理。

1. 超轻量中文识别模型推理

超轻量中文识别模型推理,可以执行如下命令:

# 下载超轻量中文识别模型:
wget  https://paddleocr.bj.bcebos.com/dygraph_v2.0/ch/ch_ppocr_mobile_v2.0_rec_infer.tar
tar xf ch_ppocr_mobile_v2.0_rec_infer.tar
python3 tools/infer/predict_rec.py --image_dir="./doc/imgs_words/ch/word_4.jpg" --rec_model_dir="ch_ppocr_mobile_v2.0_rec_infer"

执行命令后,上面图像的预测结果(识别的文本和得分)会打印到屏幕上,示例如下:

Predicts of ./doc/imgs_words/ch/word_4.jpg:('实力活力', 0.98458153)

2. 基于CTC损失的识别模型推理

我们以 CRNN 为例介绍基于CTC损失的识别模型推理。 Rosetta 使用方式类似不用设置识别算法参数rec_algorithm。

首先将 CRNN 文本识别训练过程中保存的模型转换成inference model。以基于Resnet34_vd骨干网络使用MJSynth和SynthText两个英文文本识别合成数据集训练 的模型为例( 模型下载地址 ),可以使用如下命令进行转换:

python3 tools/export_model.py -c configs/rec/rec_r34_vd_none_bilstm_ctc.yml -o Global.pretrained_model=./rec_r34_vd_none_bilstm_ctc_v2.0_train/best_accuracy  Global.save_inference_dir=./inference/rec_crnn

CRNN 文本识别模型推理,可以执行如下命令:

python3 tools/infer/predict_rec.py --image_dir="./doc/imgs_words_en/word_336.png" --rec_model_dir="./inference/rec_crnn/" --rec_image_shape="3, 32, 100" --rec_char_type="en"

执行命令后,上面图像的识别结果如下:

Predicts of ./doc/imgs_words_en/word_336.png:('super', 0.9999073)

注意:由于上述模型是参考DTRB文本识别训练和评估流程,与超轻量级中文识别模型训练有两方面不同:

  • 训练时采用的图像分辨率不同,训练上述模型采用的图像分辨率是[332100],而中文模型训练时,为了保证长文本的识别效果,训练时采用的图像分辨率是[3, 32, 320]。预测推理程序默认的的形状参数是训练中文采用的图像分辨率,即[3, 32, 320]。因此这里推理上述英文模型时需要通过参数rec_image_shape设置识别图像的形状。

  • 字符列表DTRB论文中实验只是针对26个小写英文本母和10个数字进行实验总共36个字符。所有大小字符都转成了小写字符不在上面列表的字符都忽略认为是空格。因此这里没有输入字符字典而是通过如下命令生成字典.因此在推理时需要设置参数rec_char_type指定为英文"en"。

self.character_str = "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
dict_character = list(self.character_str)

3. 基于SRN损失的识别模型推理

基于SRN损失的识别模型需要额外设置识别算法参数 --rec_algorithm="SRN"。 同时需要保证预测shape与训练时一致 --rec_image_shape="1, 64, 256"

python3 tools/infer/predict_rec.py --image_dir="./doc/imgs_words_en/word_336.png" \
                                   --rec_model_dir="./inference/srn/" \
                                   --rec_image_shape="1, 64, 256" \
                                   --rec_char_type="en" \
                                   --rec_algorithm="SRN"

4. 自定义文本识别字典的推理

如果训练时修改了文本的字典在使用inference模型预测时需要通过--rec_char_dict_path指定使用的字典路径,并且设置 rec_char_type=ch

python3 tools/infer/predict_rec.py --image_dir="./doc/imgs_words_en/word_336.png" --rec_model_dir="./your inference model" --rec_image_shape="3, 32, 100" --rec_char_type="ch" --rec_char_dict_path="your text dict path"

5. 多语言模型的推理

如果您需要预测的是其他语言模型在使用inference模型预测时需要通过--rec_char_dict_path指定使用的字典路径, 同时为了得到正确的可视化结果, 需要通过 --vis_font_path 指定可视化的字体路径,doc/fonts/ 路径下有默认提供的小语种字体,例如韩文识别:

python3 tools/infer/predict_rec.py --image_dir="./doc/imgs_words/korean/1.jpg" --rec_model_dir="./your inference model" --rec_char_type="korean" --rec_char_dict_path="ppocr/utils/dict/korean_dict.txt" --vis_font_path="doc/fonts/korean.ttf"

执行命令后,上图的预测结果为:

Predicts of ./doc/imgs_words/korean/1.jpg:('바탕으로', 0.9948904)

四、方向分类模型推理

下面将介绍方向分类模型推理。

1. 方向分类模型推理

方向分类模型推理,可以执行如下命令:

# 下载超轻量中文方向分类器模型:
wget  https://paddleocr.bj.bcebos.com/dygraph_v2.0/ch/ch_ppocr_mobile_v2.0_cls_infer.tar
tar xf ch_ppocr_mobile_v2.0_cls_infer.tar
python3 tools/infer/predict_cls.py --image_dir="./doc/imgs_words/ch/word_4.jpg" --cls_model_dir="ch_ppocr_mobile_v2.0_cls_infer"

执行命令后,上面图像的预测结果(分类的方向和得分)会打印到屏幕上,示例如下:

Predicts of ./doc/imgs_words/ch/word_4.jpg:['0', 0.9999982]

五、文本检测、方向分类和文字识别串联推理

1. 超轻量中文OCR模型推理

在执行预测时,需要通过参数image_dir指定单张图像或者图像集合的路径、参数det_model_dir,cls_model_dirrec_model_dir分别指定检测方向分类和识别的inference模型路径。参数use_angle_cls用于控制是否启用方向分类模型。use_mp表示是否使用多进程。total_process_num表示在使用多进程时的进程数。可视化识别结果默认保存到 ./inference_results 文件夹里面。

# 使用方向分类器
python3 tools/infer/predict_system.py --image_dir="./doc/imgs/00018069.jpg" --det_model_dir="./inference/det_db/" --cls_model_dir="./inference/cls/" --rec_model_dir="./inference/rec_crnn/" --use_angle_cls=true

# 不使用方向分类器
python3 tools/infer/predict_system.py --image_dir="./doc/imgs/00018069.jpg" --det_model_dir="./inference/det_db/" --rec_model_dir="./inference/rec_crnn/" --use_angle_cls=false

# 使用多进程
python3 tools/infer/predict_system.py --image_dir="./doc/imgs/00018069.jpg" --det_model_dir="./inference/det_db/" --rec_model_dir="./inference/rec_crnn/" --use_angle_cls=false --use_mp=True --total_process_num=6

执行命令后,识别结果图像如下:

2. 其他模型推理

如果想尝试使用其他检测算法或者识别算法,请参考上述文本检测模型推理和文本识别模型推理,更新相应配置和模型。

注意由于检测框矫正逻辑的局限性暂不支持使用SAST弯曲文本检测模型使用参数--det_sast_polygon=True时)进行模型串联。

下面给出基于EAST文本检测和STAR-Net文本识别执行命令

python3 tools/infer/predict_system.py --image_dir="./doc/imgs_en/img_10.jpg" --det_model_dir="./inference/det_east/" --det_algorithm="EAST" --rec_model_dir="./inference/starnet/" --rec_image_shape="3, 32, 100" --rec_char_type="en"

执行命令后,识别结果图像如下: