通义读光系列文字检测+识别模型端到端OCR应用

1、总体概览

        读光系列文字检测及识别模型是通义实验室于开源的小模型，总结下来就是模型小、速度快、效果好，适合用于简单的OCR应用，复杂任务还有待考究。

        读光系列细分为两个类型：文字检测、文字识别，都是针对“行”维度处理，即文字行检测、文字行识别，同时下放不同的垂直领域：

        如文字行检测模型：DBNet行检测模型、有线(无线)表格结构识别、Resnet行检测模型等；

        如文字行识别模型：手写体、车牌文本、通用、印刷体、自然场景领域等；

        具体模型可在modelscope上下载：modelscope读光系列模型 ，内容如下：

        本文主要介绍文字检测+识别模型端到端OCR应用的方法，首先介绍行检测用法，然后介绍行识别用法，最后介绍整体的端到端用法。

2、文本行检测模型

from modelscope.pipelines import pipeline
from modelscope.utils.constant import Tasks
import cv2ocr_detection = pipeline(Tasks.ocr_detection, model='damo/cv_resnet18_ocr-detection-line-level_damo')# read file
img_path = 'ocr_detection.jpg'
img = cv2.imread(img_path)
result = ocr_detection(img)
print(result)# or read url
img_url = 'https://modelscope.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/test/images/ocr_detection.jpg'
result_url = ocr_detection(img_url)
print(result_url)

        上述为行检测模型基本实现过程，在实际使用中可以根据模型效果来选择检测模型，并替换 ocr_detection 变量对应的模型id，即可替换模型，或者将权重下载，并直接调用本地模型，避免每次都要联网检查下载。

        模型用法主要有两种，见上述代码中 read file 或 read url，本质是读取文件的来源不同，对于第一种方法，需使用opencv读取图片像素点，然后再使用模型处理；对于第二种方法，可直接读取oss存储的图片，可通过url读取并处理。检测模型最终会返回每一个检测行对应的坐标：包括检测框的左上、左下、右上、右下4个坐标。

 

3、文本行识别模型

from modelscope.pipelines import pipeline
from modelscope.utils.constant import Tasks
import cv2ocr_recognition = pipeline(Tasks.ocr_recognition, model='damo/cv_convnextTiny_ocr-recognition-general_damo')
# ocr_recognition = pipeline(Tasks.ocr_recognition, model='damo/cv_convnextTiny_ocr-recognition-scene_damo')
# ocr_recognition = pipeline(Tasks.ocr_recognition, model='damo/cv_convnextTiny_ocr-recognition-document_damo')
# ocr_recognition = pipeline(Tasks.ocr_recognition, model='damo/cv_convnextTiny_ocr-recognition-handwritten_damo')# read file
img_path = 'ocr_recognition.jpg'
img = cv2.imread(img_path)
result = ocr_recognition(img)
print(result)# or read url
img_url = 'http://duguang-labelling.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/mass_img_tmp_20220922/ocr_recognition.jpg'
result_url = ocr_recognition(img_url)
print(result_url)

        上述是文本行识别模型，单独使用行识别模型时可以使用文本行图片进行测试，如果使用整张图片，会出现识别混乱的问题。同样可以替换不同垂直场景的行识别模型，且读取方式与行检测模型相同，最终模型会返回包含识别结果的dict字典。

4、检测识别端到端应用

from modelscope.pipelines import pipeline
from modelscope.utils.constant import Tasks
import numpy as np
import cv2
import math# 在图像中裁剪出特定区域
def crop_image(img, position):def distance(x1,y1,x2,y2):return math.sqrt(pow(x1 - x2, 2) + pow(y1 - y2, 2))    position = position.tolist()for i in range(4):for j in range(i+1, 4):if(position[i][0] > position[j][0]):tmp = position[j]position[j] = position[i]position[i] = tmpif position[0][1] > position[1][1]:tmp = position[0]position[0] = position[1]position[1] = tmpif position[2][1] > position[3][1]:tmp = position[2]position[2] = position[3]position[3] = tmpx1, y1 = position[0][0], position[0][1]x2, y2 = position[2][0], position[2][1]x3, y3 = position[3][0], position[3][1]x4, y4 = position[1][0], position[1][1]corners = np.zeros((4,2), np.float32)corners[0] = [x1, y1]corners[1] = [x2, y2]corners[2] = [x4, y4]corners[3] = [x3, y3]img_width = distance((x1+x4)/2, (y1+y4)/2, (x2+x3)/2, (y2+y3)/2)img_height = distance((x1+x2)/2, (y1+y2)/2, (x4+x3)/2, (y4+y3)/2)corners_trans = np.zeros((4,2), np.float32)corners_trans[0] = [0, 0]corners_trans[1] = [img_width - 1, 0]corners_trans[2] = [0, img_height - 1]corners_trans[3] = [img_width - 1, img_height - 1]transform = cv2.getPerspectiveTransform(corners, corners_trans)dst = cv2.warpPerspective(img, transform, (int(img_width), int(img_height)))return dst# 对四个角点坐标进行排序
def order_point(coor):arr = np.array(coor).reshape([4, 2])sum_ = np.sum(arr, 0)centroid = sum_ / arr.shape[0]theta = np.arctan2(arr[:, 1] - centroid[1], arr[:, 0] - centroid[0])sort_points = arr[np.argsort(theta)]sort_points = sort_points.reshape([4, -1])if sort_points[0][0] > centroid[0]:sort_points = np.concatenate([sort_points[3:], sort_points[:3]])sort_points = sort_points.reshape([4, 2]).astype('float32')return sort_pointsocr_detection = pipeline(Tasks.ocr_detection, model='damo/cv_resnet18_ocr-detection-line-level_damo')
ocr_recognition = pipeline(Tasks.ocr_recognition, model='damo/cv_convnextTiny_ocr-recognition-general_damo')
img_path = 'ocr_detection.jpg'
image_full = cv2.imread(img_path)
det_result = ocr_detection(image_full)
det_result = det_result['polygons'] 
for i in range(det_result.shape[0]):pts = order_point(det_result[i])image_crop = crop_image(image_full, pts)result = ocr_recognition(image_crop)print("box: %s" % ','.join([str(e) for e in list(pts.reshape(-1))]))print("text: %s" % result['text'])

        绝大多数场景下我们会使用端到端的方法，即识别一张完整图片的所有文字内容，代码如上，下面进行介绍：

        端到端的处理逻辑：图片一定要放在本地，因为要读取图片像素，然后使用检测模型返回图片中的所有检测行（检测框坐标），包括各行的坐标，然后遍历检测行，对坐标进行排序（order_point函数），避免4个坐标错误，最后根据坐标由图片像素中拿到检测行对应的图片像素（crop_image函数），并使用识别模型识别出文字。

        准备好模型、测试图片就可以快速测试整体效果

5、扩展

        上述端到端过程可用于解决大部分OCR应用，但对于细节识别不准确的情况，经深入测试发现，大部分情况是检测模型不准确，主要是检测框范围小，对于数字，可能会丢失关键信息，如果你不想微调模型，可参考本文的扩展方法，即适当调整检测框大小（需根据实际情况调整）来解决该问题。

        检测框共4个坐标，如端到端代码中crop_image函数的(x1, y1)、(x2, y2)、(x3, y3)、(x4, y4)

因此可在检测框遍历过程中在crop_image函数中调整，4个坐标分别对应一个检测框的左上、右上、右下、左下4个位置，可见下图：

        至此，你可以在 crop_image 函数的坐标赋值位置进行修改，如下代码位置修改即可，根据实际需求调整检测框大小。

x1, y1 = position[0][0], position[0][1]
x2, y2 = position[2][0], position[2][1]
x3, y3 = position[3][0], position[3][1]
x4, y4 = position[1][0], position[1][1]

        同时还可以使用cv2的图像保存方法处理端到端代码中变量image_crop（行图片像素），来确认检测框修改的是否正确，可准确调整修改方式，确保最终效果。