基于Python引擎的PP-OCR模型库推理

本文介绍针对PP-OCR模型库的Python推理引擎使用方法，内容依次为文本检测、文本识别、方向分类器以及三者串联在CPU、GPU上的预测方法。

基于Python引擎的PP-OCR模型库推理

1. 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。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/PP-OCRv3/chinese/ch_PP-OCRv3_det_infer.tar
tar xf ch_PP-OCRv3_det_infer.tar
python3 tools/infer/predict_det.py --image_dir="./doc/imgs/00018069.jpg" --det_model_dir="./ch_PP-OCRv3_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_type和det_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/1.jpg" --det_model_dir="./ch_PP-OCRv3_det_infer/" --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/1.jpg" --det_model_dir="./ch_PP-OCRv3_det_infer/"  --use_gpu=False

2. 文本识别模型推理

2.1 超轻量中文识别模型推理

注意 PP-OCRv3的识别模型使用的输入shape为3,48,320, 如果使用其他识别模型，则需根据模型设置参数--rec_image_shape。此外，PP-OCRv3的识别模型默认使用的rec_algorithm为SVTR_LCNet，注意和原始SVTR的区别。

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/PP-OCRv3/chinese/ch_PP-OCRv3_rec_infer.tar
tar xf ch_PP-OCRv3_rec_infer.tar
python3 tools/infer/predict_rec.py --image_dir="./doc/imgs_words/ch/word_4.jpg" --rec_model_dir="./ch_PP-OCRv3_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', 0.9956803321838379)

2.2 英文识别模型推理

英文识别模型推理，可以执行如下命令，注意修改字典路径：

# 下载英文数字识别模型：
wget https://paddleocr.bj.bcebos.com/PP-OCRv3/english/en_PP-OCRv3_rec_infer.tar
tar xf en_PP-OCRv3_rec_infer.tar
python3 tools/infer/predict_rec.py --image_dir="./doc/imgs_words/en/word_1.png" --rec_model_dir="./en_PP-OCRv3_rec_infer/" --rec_char_dict_path="ppocr/utils/en_dict.txt"

执行命令后，上图的预测结果为：

Predicts of ./doc/imgs_words/en/word_1.png: ('JOINT', 0.998160719871521)

2.3 多语言模型的推理

如果您需要预测的是其他语言模型，可以在此链接中找到对应语言的inference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：

wget https://paddleocr.bj.bcebos.com/dygraph_v2.0/multilingual/korean_mobile_v2.0_rec_infer.tar
python3 tools/infer/predict_rec.py --image_dir="./doc/imgs_words/korean/1.jpg" --rec_model_dir="./your inference model" --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)

3. 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]

4. 文本检测、方向分类和文字识别串联推理

以超轻量中文OCR模型推理为例，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，也支持PDF文件、参数det_model_dir,cls_model_dir和rec_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（Paddle Inference并不是线程安全，建议使用多进程）。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="./ch_PP-OCRv3_det_infer/" --cls_model_dir="./cls/" --rec_model_dir="./ch_PP-OCRv3_rec_infer/" --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="./ch_PP-OCRv3_det_infer/" --rec_model_dir="./ch_PP-OCRv3_rec_infer/" --use_angle_cls=false
# 使用多进程
python3 tools/infer/predict_system.py --image_dir="./doc/imgs/00018069.jpg" --det_model_dir="./ch_PP-OCRv3_det_infer/" --rec_model_dir="./ch_PP-OCRv3_rec_infer/" --use_angle_cls=false --use_mp=True --total_process_num=6
# 使用PDF文件,可以通过使用`page_num`参数来控制推理前几页，默认为0，表示推理所有页
python3 tools/infer/predict_system.py --image_dir="./xxx.pdf" --det_model_dir="./ch_PP-OCRv3_det_infer/" --cls_model_dir="./cls/" --rec_model_dir="./ch_PP-OCRv3_rec_infer/" --use_angle_cls=true --page_num=2

执行命令后，识别结果图像如下：

更多关于推理超参数的配置与解释，请参考：模型推理超参数解释教程。

5. TensorRT推理

Paddle Inference 采用子图的形式集成 TensorRT，针对 GPU 推理场景，TensorRT 可对一些子图进行优化，包括 OP 的横向和纵向融合，过滤冗余的 OP，并为 OP 自动选择最优的 kernel，加快推理速度。

如果希望使用Paddle Inference进行TRT推理，一般需要2个步骤。

（1）收集该模型关于特定数据集的动态shape信息，并存储到文件中。
（2）加载动态shape信息文件，进行TRT推理。

以文本检测模型为例，首先使用下面的命令，生成动态shape文件，最终会在ch_PP-OCRv3_det_infer目录下面生成det_trt_dynamic_shape.txt的文件，该文件即存储了动态shape信息的文件。

python3 tools/infer/predict_det.py --image_dir="./doc/imgs/1.jpg" --det_model_dir="./ch_PP-OCRv3_det_infer/" --use_tensorrt=True

上面的推理过程仅用于收集动态shape信息，没有用TRT进行推理。

运行完成以后，再使用下面的命令，进行TRT推理。

python3 tools/infer/predict_det.py --image_dir="./doc/imgs/1.jpg" --det_model_dir="./ch_PP-OCRv3_det_infer/" --use_tensorrt=True

注意：

如果在第一步中，已经存在动态shape信息文件，则无需重新收集，直接预测，即使用TRT推理；如果希望重新生成动态shape信息文件，则需要先将模型目录下的动态shape信息文件删掉，再重新生成。
动态shape信息文件一般情况下仅需生成一次。在实际部署过程中，建议首先在线下验证集或者测试集合上生成好，之后可以直接加载该文件进行线上TRT推理。

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