docs/version3.x/module_usage/text_recognition.md
文本识别模块是OCR(光学字符识别)系统中的核心部分,负责从图像中的文本区域提取出文本信息。该模块的性能直接影响到整个OCR系统的准确性和效率。文本识别模块通常接收文本检测模块输出的文本区域的边界框(Bounding Boxes)作为输入,然后通过复杂的图像处理和深度学习算法,将图像中的文本转化为可编辑和可搜索的电子文本。文本识别结果的准确性,对于后续的信息提取和数据挖掘等应用至关重要。
<table> <tr> <th>模型</th><th>模型下载链接</th> <th>识别 Avg Accuracy(%)</th> <th>GPU推理耗时(ms) [常规模式 / 高性能模式]</th> <th>CPU推理耗时(ms) [常规模式 / 高性能模式]</th> <th>模型存储大小(MB)</th> <th>介绍</th> </tr> <tr> <td>PP-OCRv5_server_rec</td> <td><a href="https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/official_inference_model/paddle3.0.0/\ PP-OCRv5_server_rec_infer.tar">推理模型</a>/<a href="https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/official_pretrained_model/PP-OCRv5_server_rec_pretrained.pdparams">训练模型</a></td> <td>86.38</td> <td>8.46 / 2.36</td> <td>31.21 / 31.21</td> <td>81</td> <td rowspan="2">PP-OCRv5_rec 是新一代文本识别模型。该模型致力于以单一模型高效、精准地支持简体中文、繁体中文、英文、日文四种主要语言,以及手写、竖版、拼音、生僻字等复杂文本场景的识别。在保持识别效果的同时,兼顾推理速度和模型鲁棒性,为各种场景下的文档理解提供高效、精准的技术支撑。</td> </tr> <tr> <td>PP-OCRv5_mobile_rec</td> <td><a href="https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/official_inference_model/paddle3.0.0/\ PP-OCRv5_mobile_rec_infer.tar">推理模型</a>/<a href="https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/official_pretrained_model/PP-OCRv5_mobile_rec_pretrained.pdparams">训练模型</a></td> <td>81.29</td> <td>5.43 / 1.46</td> <td>21.20 / 5.32</td> <td>16</td> </tr> <tr> <td>PP-OCRv4_server_rec_doc</td> <td><a href="https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/official_inference_model/paddle3.0.0/\ PP-OCRv4_server_rec_doc_infer.tar">推理模型</a>/<a href="https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/official_pretrained_model/PP-OCRv4_server_rec_doc_pretrained.pdparams">训练模型</a></td> <td>86.58</td> <td>8.69 / 2.78</td> <td>37.93 / 37.93</td> <td>182</td> <td>PP-OCRv4_server_rec_doc是在PP-OCRv4_server_rec的基础上,在更多中文文档数据和PP-OCR训练数据的混合数据训练而成,增加了部分繁体字、日文、特殊字符的识别能力,可支持识别的字符为1.5万+,除文档相关的文字识别能力提升外,也同时提升了通用文字的识别能力</td> </tr> <tr> <td>PP-OCRv4_mobile_rec</td> <td><a href="https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/official_inference_model/paddle3.0.0/PP-OCRv4_mobile_rec_infer.tar">推理模型</a>/<a href="https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/official_pretrained_model/PP-OCRv4_mobile_rec_pretrained.pdparams">训练模型</a></td> <td>78.74</td> <td>5.26 / 1.12</td> <td>17.48 / 3.61</td> <td>10.5</td> <td>PP-OCRv4的轻量级识别模型,推理效率高,可以部署在包含端侧设备的多种硬件设备中</td> </tr> <tr> <td>PP-OCRv4_server_rec</td> <td><a href="https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/official_inference_model/paddle3.0.0/PP-OCRv4_server_rec_infer.tar">推理模型</a>/<a href="https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/official_pretrained_model/PP-OCRv4_server_rec_pretrained.pdparams">训练模型</a></td> <td>85.19</td> <td>8.75 / 2.49</td> <td>36.93 / 36.93</td> <td>173</td> <td>PP-OCRv4的服务器端模型,推理精度高,可以部署在多种不同的服务器上</td> </tr> <tr> <td>en_PP-OCRv4_mobile_rec</td> <td><a href="https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/official_inference_model/paddle3.0.0/\ en_PP-OCRv4_mobile_rec_infer.tar">推理模型</a>/<a href="https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/official_pretrained_model/en_PP-OCRv4_mobile_rec_pretrained.pdparams">训练模型</a></td> <td>70.39</td> <td>4.81 / 1.23</td> <td>17.20 / 4.18</td> <td>7.5</td> <td>基于PP-OCRv4识别模型训练得到的超轻量英文识别模型,支持英文、数字识别</td> </tr> </table>推理耗时仅包含模型推理耗时,不包含前后处理耗时。表格中的“常规模式”耗时对应本地 <code>paddle_static</code> 推理引擎。
<details><summary> 👉模型列表详情</summary>❗ 以上列出的是文本识别模块重点支持的<b>4个核心模型</b>,该模块总共支持<b>20个全量模型</b>,包含多个多语言文本识别模型,完整的模型列表如下:
<strong>测试环境说明:</strong>
<ul> <li><b>性能测试环境</b> <ul> <li><strong>测试数据集:</strong> <ul> <li> 中文识别模型: PaddleOCR 自建的中文数据集,覆盖街景、网图、文档、手写多个场景,其中文本识别包含 1.1w 张图片。 </li> <li> ch_SVTRv2_rec:<a href="https://aistudio.baidu.com/competition/detail/1131/0/introduction">PaddleOCR算法模型挑战赛 - 赛题一:OCR端到端识别任务</a>A榜评估集。 </li> <li> ch_RepSVTR_rec:<a href="https://aistudio.baidu.com/competition/detail/1131/0/introduction">PaddleOCR算法模型挑战赛 - 赛题一:OCR端到端识别任务</a>B榜评估集。 </li> <li> 英文识别模型:PaddleOCR 自建的英文数据集。 </li> <li> 多语言识别模型:PaddleOCR 自建的多语种数据集。 </li> </ul> </li> <li><strong>硬件配置:</strong> <ul> <li>GPU:NVIDIA Tesla T4</li> <li>CPU:Intel Xeon Gold 6271C @ 2.60GHz</li> </ul> </li> <li><strong>软件环境:</strong> <ul> <li>Ubuntu 20.04 / CUDA 11.8 / cuDNN 8.9 / TensorRT 8.6.1.6</li> <li>paddlepaddle-gpu 3.0.0 / paddleocr 3.0.3</li> </ul> </li> </ul> </li> <li><b>推理模式说明</b></li> </ul> <table border="1"> <thead> <tr> <th>模式</th> <th>GPU配置</th> <th>CPU配置</th> <th>加速技术组合</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>常规模式</td> <td>FP32精度 / 无TRT加速</td> <td>FP32精度 / 8线程</td> <td>PaddleInference</td> </tr> <tr> <td>高性能模式</td> <td>选择先验精度类型和加速策略的最优组合</td> <td>FP32精度 / 8线程</td> <td>选择先验最优后端(Paddle/OpenVINO/TRT等)</td> </tr> </tbody> </table> </details>❗ 在快速开始前,请先安装 PaddleOCR 的 wheel 包,详细请参考 安装教程。
使用一行命令即可快速体验:
paddleocr text_recognition -i https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/imgs/demo_image/general_ocr_rec_001.png
上述示例默认使用 <code>paddle_static</code> 推理引擎,请先按照飞桨框架安装完成 PaddlePaddle 安装。
如果选择 transformers 作为推理引擎,请确保已配置 Transformers 环境,然后执行如下命令:
# 使用 transformers 引擎进行推理
paddleocr text_recognition -i https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/imgs/demo_image/general_ocr_rec_001.png \
--engine transformers
在大多数场景下,默认的 paddle_static 推理引擎通常具备更好的推理性能,建议优先使用。
<b>注:</b>PaddleOCR 官方模型默认从 HuggingFace 获取,如运行环境访问 HuggingFace 不便,可通过环境变量修改模型源为 BOS:PADDLE_PDX_MODEL_SOURCE="BOS",未来将支持更多主流模型源;
您也可以将文本识别的模块中的模型推理集成到您的项目中。运行以下代码前,请您下载示例图片到本地。
from paddleocr import TextRecognition
model = TextRecognition(model_name="PP-OCRv5_server_rec")
output = model.predict(input="general_ocr_rec_001.png", batch_size=1)
for res in output:
res.print()
res.save_to_img(save_path="./output/")
res.save_to_json(save_path="./output/res.json")
上述示例默认使用 <code>paddle_static</code> 推理引擎,请先按照飞桨框架安装完成 PaddlePaddle 安装。
如果选择 transformers 作为推理引擎,请确保已配置 Transformers 环境,然后执行如下代码:
from paddleocr import TextRecognition
model = TextRecognition(
model_name="PP-OCRv5_server_rec",
engine="transformers",
)
output = model.predict(input="general_ocr_rec_001.png", batch_size=1)
for res in output:
res.print()
res.save_to_img(save_path="./output/")
res.save_to_json(save_path="./output/res.json")
在大多数场景下,默认的 paddle_static 推理引擎通常具备更好的推理性能,建议优先使用。
训练后的模型如果想使用 paddle_dynamic 或 transformers 引擎,请参考后文 推理引擎 中的 权重转换 部分将模型由 pdparams 格式通过 PaddleX 转换为 safetensors 格式。
运行后,得到的结果为:
{'res': {'input_path': 'general_ocr_rec_001.png', 'page_index': None, 'rec_text': '绿洲仕格维花园公寓', 'rec_score': 0.9823867082595825}}
运行结果参数含义如下:
<ul> <li><code>input_path</code>:表示输入待预测文本行图像的路径</li> <li><code>page_index</code>:如果输入是PDF文件,则表示当前是PDF的第几页,否则为 <code>None</code></li> <li><code>rec_text</code>:表示文本行图像的预测文本</li> <li><code>rec_score</code>:表示文本行图像的预测置信度</li> </ul>可视化图片如下:
相关方法、参数等说明如下:
<b>说明:</b> 如果设置为<code>None</code>,则使用<code>PP-OCRv5_server_rec</code>。</td>
<td><code>str|None</code></td> <td><code>None</code></td> </tr> <tr> <td><code>model_dir</code></td> <td><b>含义:</b>模型存储路径。</td> <td><code>str|None</code></td> <td><code>None</code></td> </tr> <tr> <td><code>device</code></td> <td><b>含义:</b>用于推理的设备。<b>说明:</b> <b>例如:</b><code>"cpu"</code>、<code>"gpu"</code>、<code>"npu"</code>、<code>"gpu:0"</code>、<code>"gpu:0,1"</code>。
如指定多个设备,将进行并行推理。
默认情况下,优先使用 GPU 0;若不可用则使用 CPU。
</td> <td><code>str|None</code></td> <td><code>None</code></td> </tr> <tr> <td><code>engine</code></td> <td><b>含义:</b>推理引擎。 <b>说明:</b>支持 <code>None</code>(默认值)、<code>paddle</code>、<code>paddle_static</code>、<code>paddle_dynamic</code>、<code>transformers</code>。保持为默认值 <code>None</code> 时,本地推理默认使用 <code>paddle_static</code> 引擎。详细说明、取值、兼容性规则与示例请参见 <a href="../inference_engine.md">推理引擎与配置说明</a>。</td> <td><code>str|None</code></td> <td><code>None</code></td> </tr> <tr> <td><code>engine_config</code></td> <td><b>含义:</b>推理引擎配置。 <b>说明:</b>推荐与 <code>engine</code> 搭配使用。详细字段、兼容性规则与示例请参见 <a href="../inference_engine.md">推理引擎与配置说明</a>。</td> <td><code>dict|None</code></td> <td><code>None</code></td> </tr> <tr> <td><code>enable_hpi</code></td> <td><b>含义:</b>是否启用高性能推理。</td> <td><code>bool</code></td> <td><code>False</code></td> </tr> <tr> <td><code>use_tensorrt</code></td> <td><b>含义:</b>是否启用 Paddle Inference 的 TensorRT 子图引擎。<b>说明:</b> 如果模型不支持通过 TensorRT 加速,即使设置了此标志,也不会使用加速。
对于 CUDA 11.8 版本的飞桨,兼容的 TensorRT 版本为 8.x(x>=6),建议安装 TensorRT 8.6.1.6。
</td> <td><code>bool</code></td> <td><code>False</code></td> </tr> <tr> <td><code>precision</code></td> <td><b>含义:</b>当使用 Paddle Inference 的 TensorRT 子图引擎时设置的计算精度。<b>说明:</b> <b>可选项:</b><code>"fp32"</code>、<code>"fp16"</code>。</td>
<td><code>str</code></td> <td><code>"fp32"</code></td> </tr> <tr> <td><code>enable_mkldnn</code></td> <td> <b>含义:</b>是否启用 MKL-DNN 加速推理。<b>说明:</b> 如果 MKL-DNN 不可用或模型不支持通过 MKL-DNN 加速,即使设置了此标志,也不会使用加速。
</td> <td><code>bool</code></td> <td><code>True</code></td> </tr> <tr> <td><code>mkldnn_cache_capacity</code></td> <td> <b>含义:</b>MKL-DNN 缓存容量。 </td> <td><code>int</code></td> <td><code>10</code></td> </tr> <tr> <td><code>cpu_threads</code></td> <td><b>含义:</b>在 CPU 上推理时使用的线程数量。</td> <td><code>int</code></td> <td><code>10</code></td> </tr> <tr> <td><code>input_shape</code></td> <td><b>含义:</b>模型输入图像尺寸,格式为 <code>(C, H, W)</code>。</td> <td><code>tuple|None</code></td> <td><code>None</code></td> </tr> </tbody> </table><b>说明:</b>
<ul> <li><b>Python Var</b>:如 <code>numpy.ndarray</code> 表示的图像数据</li> <li><b>str</b>:如图像文件或者PDF文件的本地路径:<code>/root/data/img.jpg</code>;<b>如URL链接</b>,如图像文件或PDF文件的网络URL:<a href="https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/imgs/demo_image/general_ocr_rec_001.png">示例</a>;<b>如本地目录</b>,该目录下需包含待预测图像,如本地路径:<code>/root/data/</code>(当前不支持目录中包含PDF文件的预测,PDF文件需要指定到具体文件路径)</li> <li><b>list</b>:列表元素需为上述类型数据,如<code>[numpy.ndarray, numpy.ndarray]</code>,<code>["/root/data/img1.jpg", "/root/data/img2.jpg"]</code>,<code>["/root/data1", "/root/data2"]</code></li> </ul> </td> <td><code>Python Var|str|list</code></td> <td></td> </tr> <tr> <td><code>batch_size</code></td> <td><b>含义:</b>批大小<b>说明:</b> 可设置为任意正整数。</td>
<td><code>int</code></td> <td>1</td> </tr> </table>如果以上模型在您的场景上效果仍然不理想,您可以尝试以下步骤进行二次开发,此处以训练 PP-OCRv5_server_rec 举例,其他模型替换对应配置文件即可。首先,您需要准备文本识别的数据集,可以参考文本识别 Demo 数据的格式准备,准备好后,即可按照以下步骤进行模型训练和导出,导出后,可以将模型快速集成到上述 API 中。此处以文本识别 Demo 数据示例。在训练模型之前,请确保已经按照安装文档安装了 PaddleOCR 所需要的依赖。
# 下载示例数据集
wget https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/data/ocr_rec_dataset_examples.tar
tar -xf ocr_rec_dataset_examples.tar
# 下载 PP-OCRv5_server_rec 预训练模型
wget https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/official_pretrained_model/PP-OCRv5_server_rec_pretrained.pdparams
PaddleOCR 对代码进行了模块化,训练 PP-OCRv5_server_rec 识别模型时需要使用 PP-OCRv5_server_rec 的配置文件。
训练命令如下:
#单卡训练 (默认训练方式)
python3 tools/train.py -c configs/rec/PP-OCRv5/PP-OCRv5_server_rec.yml \
-o Global.pretrained_model=./PP-OCRv5_server_rec_pretrained.pdparams
#多卡训练,通过--gpus参数指定卡号
python3 -m paddle.distributed.launch --gpus '0,1,2,3' tools/train.py -c configs/rec/PP-OCRv5/PP-OCRv5_server_rec.yml \
-o Global.pretrained_model=./PP-OCRv5_server_rec_pretrained.pdparams
您可以评估已经训练好的权重,如,output/xxx/xxx.pdparams,使用如下命令进行评估:
#注意将pretrained_model的路径设置为本地路径。若使用自行训练保存的模型,请注意修改路径和文件名为{path/to/weights}/{model_name}。
#demo 测试集评估
python3 tools/eval.py -c configs/rec/PP-OCRv5/PP-OCRv5_server_rec.yml -o \
Global.pretrained_model=output/xxx/xxx.pdparams
python3 tools/export_model.py -c configs/rec/PP-OCRv5/PP-OCRv5_server_rec.yml -o \
Global.pretrained_model=output/xxx/xxx.pdparams \
Global.save_inference_dir="./PP-OCRv5_server_rec_infer/"
导出模型后,静态图模型会存放于当前目录的./PP-OCRv5_server_rec_infer/中,在该目录下,您将看到如下文件:
./PP-OCRv5_server_rec_infer/
├── inference.json
├── inference.pdiparams
├── inference.yml
至此,二次开发完成,该静态图模型可以直接集成到 PaddleOCR 的 API 中。
训练后的模型如果想使用 paddle_dynamic 或 transformers 引擎,请参考后文 推理引擎 中的 权重转换 部分将模型由 pdparams 格式通过 PaddleX 转换为 safetensors 格式。
关于推理引擎的详细说明、取值、兼容性规则与示例请参见 <a href="../inference_engine.md">推理引擎与配置说明</a>。
<strong>测试环境说明:</strong>
<ul> <li><strong>测试数据:</strong>[示例图片](https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/imgs/demo_image/general_ocr_rec_001.jpg)</li> <li><strong>硬件配置:</strong> <ul> <li>GPU:NVIDIA A100 40G</li> <li>CPU:Intel(R) Xeon(R) Gold 6248 CPU @ 2.50GHz</li> </ul> </li> <li><strong>软件环境:</strong> <ul> <li>Ubuntu 22.04 / CUDA 12.6 / cuDNN 9.5</li> <li>paddlepaddle-gpu 3.2.1 / paddleocr 3.5 / transformers 5.4.0 / torch 2.10</li> </ul> </li> </ul>使用推理引擎时,系统会自动下载官方预训练模型。若需使用自训练模型配合 paddle_dynamic 或 transformers 引擎,请参考 PaddleX 文字识别模块权重转换 部分,将 pdparams 格式通过 PaddleX 转换为 safetensors 格式,即可无缝集成到 PaddleOCR 的 API 中进行推理。