場景文字檢測與識別模型

OpenVINO2021.4支持場景文字檢測是基于MobileNetV2的PixelLink模型，模型有兩個分別是text-detection-0003與text-detection-0004。以text-detection-0003模型為例它有兩個輸出，分別是分割輸出與bounding Boxes輸出

下面是基于VGG16作為backbone實現的PixelLink的模型。

最終得到輸出text/notext的mask區域，對mask區域簡單處理之后就會得到每個場景文字區域的ROI。關于后處理，再后續的會有詳細代碼演示。OpenVINO2021.4不僅支持場景文字的檢測還支持場景文字的識別，支持場景文字識別的模型是基于VGG16+雙向LSTM，識別0~9與26個字符加空白，并且非大小寫敏感！

模型輸入與輸出格式

PixelLink場景文字檢測模型的輸入與輸出格式如下：

輸入格式：1x3x768x1280 BGR彩色圖像

輸出格式：

name： “model/link_logits_/add”， ［1x16x192x320］ – pixelLink的輸出

name： “model/segm_logits/add”， ［1x2x192x320］ – 像素分類text/no text

圖-3文本識別模型的輸入與輸出格式如下：

輸入格式：1x1x32x120

輸出格式：30， 1， 37

輸出解釋是基于CTC貪心解析方式。

其中37字符集長度，字符集為：

0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz#

#表示空白。

同步與異步推理

在OpenVINO的IE推理模塊相關SDK支持同步與異步推理模型，同步的意思是阻塞直到返回結果， 異步就是調用推理之后直接返回，接受到處理完成通知之后再解析輸出，相比同步方式，異步推理更加適合視頻流多路推理的方式。異步推理的執行方式大致如下：

// start the async infer request （puts the request to the queue and immediately returns）

async_infer_request-》StartAsync（）;

// here you can continue execution on the host until results of the current request are really needed

//。。。

async_infer_request.Wait（IInferRequest：：RESULT_READY）;

auto output = async_infer_request.GetBlob（output_name）;

場景文字檢測代碼演示

OpenVINO2021.4中場景文字檢測的，以text-detection-0003為例。加載模型文件與獲取推理請求等與之前的保持一致，無需再說，這里主要是PixelLink模型的輸出解析部分，它的解析部分代碼如下：

cv：：Mat mask = cv：：Size（out_w， out_h）， CV_8U）;

int step = out_h*out_w;

for （int row = 0; row 《 out_h; row++） {

for （int col = 0; col 《 out_w; col++） {

float p1 = detection_out［row*out_w + col］;

float p2 = detection_out［step + row*out_w + col］; // text

if （p2》1.0） {

mask.at《uchar》（row， col） = 255;

}

}

}

cv：：resize（mask， mask， cv：：Size（im_w， im_h））;

std：：vector《std：：vector《cv：：Point》》 contours;

cv：：findContours（mask， contours， cv：：RETR_EXTERNAL， cv：：CHAIN_APPROX_SIMPLE）;

對輸出的Mask數據，完成text與非text的分類，得到二值圖象，然后對二值圖象完成輪廓發現，根據輪廓發現的的結果輸出最大/最小外接矩形，得到每個Text區域的檢測結果，最終模型的運行結果如下：

場景文字識別代碼演示

場景文字識別是基于場景文字檢測模型輸出得到的TEXT區域作為輸入，基于灰度圖象預測輸出，使用text-recognition-0012模型。關于模型加載、輸入與輸出設置同樣不再贅述，檢測得到TEXT的ROI作為輸入，推理與預測文字及顯示的代碼如下：

auto reco_output = reco_request.GetBlob（reco_output_name）;

const float* blob_out = static_cast《PrecisionTrait《Precision：：FP32》：：value_type*》（reco_output-》buffer（））;

const SizeVector reco_dims = reco_output-》getTensorDesc（）.getDims（）;

const int RW = reco_dims［0］;

const int RB = reco_dims［1］;

const int RL = reco_dims［2］;

std：：string ocr_txt = ctc_decode（blob_out， RW， RL）;

std：：cout 《《 ocr_txt 《《 std：：endl;

cv：：putText（src， ocr_txt， box.tl（）， cv：：FONT_HERSHEY_PLAIN， 1.0， cv：：Scalar（255， 0， 0）， 1）;

其中RWxRBxRL=30x1x37，CTC解析的函數ctc_decode實現代碼如下：

std：：string ctc_decode（const float* blob_out， int seq_w， int seq_l） {

printf（“seq width： %d， seq length： %d ”， seq_w， seq_l）;

std：：string res = “”;

bool prev_pad = false;

const int num_classes = alphabet.length（）;

int seq_len = seq_w*seq_l;

for （int i = 0; i 《 seq_w; i++） {

int argmax = 0;

int max_prob = blob_out［i*seq_l］;

for （int j = 0; j 《num_classes; j++） {

if （blob_out［i*seq_l + j］ 》 max_prob） {

max_prob = blob_out［i*seq_l + j］;

argmax = j;

}

}

auto symbol = alphabet［argmax］;

if （symbol == ‘#’） {

prev_pad = true;

}

else {

if （res.empty（） || prev_pad || （！res.empty（） && symbol ！= res.back（））） {

prev_pad = false;

res += symbol;

}

}

}

return res;

}

解析過程就是對得到二維矩陣30x37，按行先做argmax，然后再去掉重復，最終得到預測生成的text文本返回。

總結

本文主要講述了OpenVINO2021.4版本中場景文字檢測與識別模型的推理使用，以及同步與異步推理的的基本概念。特別值得注意的是場景文字識別模型是基于灰度圖象不是RGB彩色圖象，如果搞錯這點就會得到錯誤的文本預測結果。

編輯：jq