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# 文本检测模块使用教程

## 一、概述
文本检测模块是OCR（光学字符识别）系统中的关键组成部分，负责在图像中定位和标记出包含文本的区域。该模块的性能直接影响到整个OCR系统的准确性和效率。文本检测模块通常会输出文本区域的边界框（Bounding Boxes），这些边界框将作为输入传递给文本识别模块进行后续处理。

## 二、支持模型列表

> 推理耗时仅包含模型推理耗时，不包含前后处理耗时。

<table>
<thead>
<tr>
<th>模型</th><th>模型下载链接</th>
<th>检测Hmean（%）</th>
<th>GPU推理耗时（ms）<br/>[常规模式 / 高性能模式]</th>
<th>CPU推理耗时（ms）<br/>[常规模式 / 高性能模式]</th>
<th>模型存储大小（MB）</th>
<th>介绍</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td>PP-OCRv5_server_det</td>
<td><a href="https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/official_inference_model/paddle3.0.0/PP-OCRv5_server_det_infer.tar">推理模型</a>/<a href="https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/official_pretrained_model/PP-OCRv5_server_det_pretrained.pdparams">训练模型</a></td>
<td>83.8</td>
<td>89.55 / 70.19</td>
<td>383.15 / 383.15</td>
<td>84.3</td>
<td>PP-OCRv5 的服务端文本检测模型，精度更高，适合在性能较好的服务器上部署</td>
</tr>
<tr>
<td>PP-OCRv5_mobile_det</td>
<td><a href="https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/official_inference_model/paddle3.0.0/PP-OCRv5_mobile_det_infer.tar">推理模型</a>/<a href="https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/official_pretrained_model/PP-OCRv5_mobile_det_pretrained.pdparams">训练模型</a></td>
<td>79.0</td>
<td>10.67 / 6.36</td>
<td>57.77 / 28.15</td>
<td>4.7</td>
<td>PP-OCRv5 的移动端文本检测模型，效率更高，适合在端侧设备部署</td>
</tr>
<tr>
<td>PP-OCRv4_server_det</td>
<td><a href="https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/official_inference_model/paddle3.0.0/PP-OCRv4_server_det_infer.tar">推理模型</a>/<a href="https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/official_pretrained_model/PP-OCRv4_server_det_pretrained.pdparams">训练模型</a></td>
<td>69.2</td>
<td>127.82 / 98.87</td>
<td>585.95 / 489.77</td>
<td>109</td>
<td>PP-OCRv4 的服务端文本检测模型，精度更高，适合在性能较好的服务器上部署</td>
</tr>
<tr>
<td>PP-OCRv4_mobile_det</td>
<td><a href="https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/official_inference_model/paddle3.0.0/PP-OCRv4_mobile_det_infer.tar">推理模型</a>/<a href="https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/official_pretrained_model/PP-OCRv4_mobile_det_pretrained.pdparams">训练模型</a></td>
<td>63.8</td>
<td>9.87 / 4.17</td>
<td>56.60 / 20.79</td>
<td>4.7</td>
<td>PP-OCRv4 的移动端文本检测模型，效率更高，适合在端侧设备部署</td>
</tr>
</tbody>
</table>

<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>PaddleOCR3.0 全新构建多语种（包含中、繁、英、日），覆盖街景、网图、文档、手写、模糊、旋转、扭曲等多个场景的文本检测数据集，包含2677 张图片。</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 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>

## 三、快速开始

> ❗ 在快速开始前，请先安装 PaddleOCR 的 wheel 包，详细请参考 [安装教程](../installation.md)。

使用一行命令即可快速体验：

```bash
paddleocr text_detection -i https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/imgs/demo_image/general_ocr_001.png
```

<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；

您也可以将文本检测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](https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/imgs/demo_image/general_ocr_001.png)到本地。

```python
from paddleocr import TextDetection
model = TextDetection(model_name="PP-OCRv5_server_det")
output = model.predict("general_ocr_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")
```

运行后，得到的结果为：

```bash
{'res': {'input_path': 'general_ocr_001.png', 'page_index': None, 'dt_polys': array([[[ 75, 549],
        ...,
        [ 77, 586]],

       ...,

       [[ 31, 406],
        ...,
        [ 34, 455]]], dtype=int16), 'dt_scores': [0.873949039891189, 0.8948166013613552, 0.8842595305917041, 0.876953790920377]}}
```

运行结果参数含义如下：
- `input_path`：表示输入待预测图像的路径
- `page_index`：如果输入是PDF文件，则表示当前是PDF的第几页，否则为 `None`
- `dt_polys`：表示预测的文本检测框，其中每个文本检测框包含一个四边形的四个顶点。其中每个顶点都是一个列表，分别表示该顶点的x坐标和y坐标
- `dt_scores`：表示预测的文本检测框的置信度

可视化图片如下：

<img src="https://raw.githubusercontent.com/cuicheng01/PaddleX_doc_images/refs/heads/main/images/modules/text_det/general_ocr_001_res.png"/>

相关方法、参数等说明如下：

* `TextDetection`实例化文本检测模型（此处以`PP-OCRv5_server_det`为例），具体说明如下：
<table>
<thead>
<tr>
<th>参数</th>
<th>参数说明</th>
<th>参数类型</th>
<th>默认值</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td><code>model_name</code></td>
<td>模型名称。如果设置为<code>None</code>，则使用<code>PP-OCRv5_server_det</code>。</td>
<td><code>str|None</code></td>
<td><code>None</code></td>
</tr>
<tr>
<td><code>model_dir</code></td>
<td>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>用于推理的设备。<br/>
<b>例如：</b><code>"cpu"</code>、<code>"gpu"</code>、<code>"npu"</code>、<code>"gpu:0"</code>、<code>"gpu:0,1"</code>。<br/>
如指定多个设备，将进行并行推理。<br/>
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>enable_hpi</code></td>
<td>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>是否启用 Paddle Inference 的 TensorRT 子图引擎。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。<br/>
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。<br/>

</td>
<td><code>bool</code></td>
<td><code>False</code></td>
</tr>
<tr>
<td><code>precision</code></td>
<td>当使用 Paddle Inference 的 TensorRT 子图引擎时设置的计算精度。<br/><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>
是否启用 MKL-DNN 加速推理。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。<br/>
</td>
<td><code>bool</code></td>
<td><code>True</code></td>
</tr>
<tr>
<td><code>mkldnn_cache_capacity</code></td>
<td>
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>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>limit_side_len</code></td>
<td>检测的图像边长限制：<code>int</code> 表示边长限制数值。如果设置为<code>None</code>，将使用模型默认配置。</td>
<td><code>int|None</code></td>
<td><code>None</code></td>
</tr>
<tr>
<td><code>limit_type</code></td>
<td>检测的图像边长限制，检测的边长限制类型，<code>"min"</code> 表示保证图像最短边不小于det_limit_side_len，<code>"max"</code>表示保证图像最长边不大于limit_side_len。如果设置为<code>None</code>，将使用模型默认配置。</td>
<td><code>str|None</code></td>
<td><code>None</code></td>
</tr>
<tr>
<td><code>max_side_limit</code></td>
<td>检测的图像边长最大值限制：<code>int</code> 限制输入检测模型的图片最长边。如果设置为 <code>None</code>，将使用模型默认配置。</td>
<td><code>int|None</code></td>
<td><code>None</code></td>
</tr>
<tr>
<td><code>thresh</code></td>
<td>像素得分阈值。输出概率图中得分大于该阈值的像素点被认为是文本像素。如果设置为<code>None</code>，将使用模型默认配置。</td>
<td><code>float|None</code></td>
<td><code>None</code></td>
</tr>
<tr>
<td><code>box_thresh</code></td>
<td>检测结果边框内，所有像素点的平均得分大于该阈值时，该结果会被认为是文字区域。如果设置为<code>None</code>，将使用模型默认配置。</td>
<td><code>float|None</code></td>
<td><code>None</code></td>
</tr>
<tr>
<td><code>unclip_ratio</code></td>
<td>Vatti clipping算法的扩张系数，使用该方法对文字区域进行扩张。如果设置为<code>None</code>，将使用模型默认配置。</td>
<td><code>float|None</code></td>
<td><code>None</code></td>
</tr>
<tr>
<td><code>input_shape</code></td>
<td>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>

* 调用文本检测模型的 `predict()` 方法进行推理预测，该方法会返回一个结果列表。另外，本模块还提供了 `predict_iter()` 方法。两者在参数接受和结果返回方面是完全一致的，区别在于 `predict_iter()` 返回的是一个 `generator`，能够逐步处理和获取预测结果，适合处理大型数据集或希望节省内存的场景。可以根据实际需求选择使用这两种方法中的任意一种。`predict()` 方法参数有 `input`、 `batch_size`、 `limit_side_len`、 `limit_type`、 `thresh`、 `box_thresh`、 `max_candidates`、`unclip_ratio`，具体说明如下：

<table>
<thead>
<tr>
<th>参数</th>
<th>参数说明</th>
<th>参数类型</th>
<th>默认值</th>
</tr>
</thead>
<tr>
<td><code>input</code></td>
<td>待预测数据，支持多种输入类型，必填。
<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>批大小，可设置为任意正整数。</td>
<td><code>int</code></td>
<td>1</td>
</tr>
<tr>
<td><code>limit_side_len</code></td>
<td>参数含义与实例化参数基本相同。设置为<code>None</code>表示使用实例化参数，否则该参数优先级更高。</td>
<td><code>int|None</code></td>
<td><code>None</code></td>
</tr>
<tr>
<td><code>limit_type</code></td>
<td>参数含义与实例化参数基本相同。设置为<code>None</code>表示使用实例化参数，否则该参数优先级更高。</td>
<td><code>str|None</code></td>
<td><code>None</code></td>
</tr>
<tr>
<td><code>thresh</code></td>
<td>参数含义与实例化参数基本相同。设置为<code>None</code>表示使用实例化参数，否则该参数优先级更高。</td>
<td><code>float|None</code></td>
<td><code>None</code></td>
</tr>
<tr>
<td><code>box_thresh</code></td>
<td>参数含义与实例化参数基本相同。设置为<code>None</code>表示使用实例化参数，否则该参数优先级更高。</td>
<td><code>float|None</code></td>
<td><code>None</code></td>
</tr>
<tr>
<td><code>unclip_ratio</code></td>
<td>参数含义与实例化参数基本相同。设置为<code>None</code>表示使用实例化参数，否则该参数优先级更高。</td>
<td><code>float|None</code></td>
<td><code>None</code></td>
</tr>
</tbody>
</table>

* 对预测结果进行处理，每个样本的预测结果均为对应的Result对象，且支持打印、保存为图片、保存为`json`文件的操作:

<table>
<thead>
<tr>
<th>方法</th>
<th>方法说明</th>
<th>参数</th>
<th>参数类型</th>
<th>参数说明</th>
<th>默认值</th>
</tr>
</thead>
<tr>
<td rowspan="3"><code>print()</code></td>
<td rowspan="3">打印结果到终端</td>
<td><code>format_json</code></td>
<td><code>bool</code></td>
<td>是否对输出内容进行使用 <code>JSON</code> 缩进格式化</td>
<td><code>True</code></td>
</tr>
<tr>
<td><code>indent</code></td>
<td><code>int</code></td>
<td>指定缩进级别，以美化输出的 <code>JSON</code> 数据，使其更具可读性，仅当 <code>format_json</code> 为 <code>True</code> 时有效</td>
<td>4</td>
</tr>
<tr>
<td><code>ensure_ascii</code></td>
<td><code>bool</code></td>
<td>控制是否将非 <code>ASCII</code> 字符转义为 <code>Unicode</code>。设置为 <code>True</code> 时，所有非 <code>ASCII</code> 字符将被转义；<code>False</code> 则保留原始字符，仅当<code>format_json</code>为<code>True</code>时有效</td>
<td><code>False</code></td>
</tr>
<tr>
<td rowspan="3"><code>save_to_json()</code></td>
<td rowspan="3">将结果保存为json格式的文件</td>
<td><code>save_path</code></td>
<td><code>str</code></td>
<td>保存的文件路径，当为目录时，保存文件命名与输入文件类型命名一致</td>
<td>无</td>
</tr>
<tr>
<td><code>indent</code></td>
<td><code>int</code></td>
<td>指定缩进级别，以美化输出的 <code>JSON</code> 数据，使其更具可读性，仅当 <code>format_json</code> 为 <code>True</code> 时有效</td>
<td>4</td>
</tr>
<tr>
<td><code>ensure_ascii</code></td>
<td><code>bool</code></td>
<td>控制是否将非 <code>ASCII</code> 字符转义为 <code>Unicode</code>。设置为 <code>True</code> 时，所有非 <code>ASCII</code> 字符将被转义；<code>False</code> 则保留原始字符，仅当<code>format_json</code>为<code>True</code>时有效</td>
<td><code>False</code></td>
</tr>
<tr>
<td><code>save_to_img()</code></td>
<td>将结果保存为图像格式的文件</td>
<td><code>save_path</code></td>
<td><code>str</code></td>
<td>保存的文件路径，当为目录时，保存文件命名与输入文件类型命名一致</td>
<td>无</td>
</tr>
</table>

* 此外，也支持通过属性获取带结果的可视化图像和预测结果，具体如下：

<table>
<thead>
<tr>
<th>属性</th>
<th>属性说明</th>
</tr>
</thead>
<tr>
<td rowspan="1"><code>json</code></td>
<td rowspan="1">获取预测的<code>json</code>格式的结果</td>
</tr>
<tr>
<td rowspan="1"><code>img</code></td>
<td rowspan="1">获取格式为<code>dict</code>的可视化图像</td>
</tr>
</table>

## 四、二次开发

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_det` 举例，其他模型替换对应配置文件即可。首先，您需要准备文本检测的数据集，可以参考[文本检测 Demo 数据](https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/data/ocr_det_dataset_examples.tar)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。此处以文本检测 Demo 数据示例。在训练模型之前，请确保已经按照[安装文档](../installation.md)安装了 PaddleOCR 所需要的依赖。


### 4.1 数据集、预训练模型准备

#### 4.1.1 准备数据集

```shell
# 下载示例数据集
wget https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/data/ocr_det_dataset_examples.tar
tar -xf ocr_det_dataset_examples.tar
```

#### 4.1.2 下载预训练模型

```shell
# 下载 PP-OCRv5_server_det 预训练模型
wget https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/official_pretrained_model/PP-OCRv5_server_det_pretrained.pdparams 
```

### 4.2 模型训练

PaddleOCR 对代码进行了模块化，训练 `PP-OCRv5_server_det` 识别模型时需要使用 `PP-OCRv5_server_det` 的[配置文件](https://github.com/PaddlePaddle/PaddleOCR/blob/main/configs/det/PP-OCRv5/PP-OCRv5_server_det.yml)。


训练命令如下：

```bash
#单卡训练 (默认训练方式)
python3 tools/train.py -c configs/det/PP-OCRv5/PP-OCRv5_server_det.yml \
    -o Global.pretrained_model=./PP-OCRv5_server_det_pretrained.pdparams \
    Train.dataset.data_dir=./ocr_det_dataset_examples \
    Train.dataset.label_file_list='[./ocr_det_dataset_examples/train.txt]' \
    Eval.dataset.data_dir=./ocr_det_dataset_examples \
    Eval.dataset.label_file_list='[./ocr_det_dataset_examples/val.txt]'

#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/det/PP-OCRv5/PP-OCRv5_server_det.yml \
    -o Global.pretrained_model=./PP-OCRv5_server_det_pretrained.pdparams \
    Train.dataset.data_dir=./ocr_det_dataset_examples \
    Train.dataset.label_file_list='[./ocr_det_dataset_examples/train.txt]' \
    Eval.dataset.data_dir=./ocr_det_dataset_examples \
    Eval.dataset.label_file_list='[./ocr_det_dataset_examples/val.txt]'
```

### 4.3 模型评估

您可以评估已经训练好的权重，如，`output/PP-OCRv5_server_det/best_accuracy.pdprams`，使用如下命令进行评估：

```bash
# 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/det/PP-OCRv5/PP-OCRv5_server_det.yml \
    -o Global.pretrained_model=output/PP-OCRv5_server_det/best_accuracy.pdparams \
    Eval.dataset.data_dir=./ocr_det_dataset_examples \
    Eval.dataset.label_file_list='[./ocr_det_dataset_examples/val.txt]'
```

### 4.4 模型导出

```bash
python3 tools/export_model.py -c configs/det/PP-OCRv5/PP-OCRv5_server_det.yml -o \
    Global.pretrained_model=output/PP-OCRv5_server_det/best_accuracy.pdparams \
    Global.save_inference_dir="./PP-OCRv5_server_det_infer/"
```

 导出模型后，静态图模型会存放于当前目录的`./PP-OCRv5_server_det_infer/`中，在该目录下，您将看到如下文件：
 ```
 ./PP-OCRv5_server_det_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。

## 五、FAQ

- 通过参数`limit_type`和`limit_side_len`来对图片的尺寸进行限制，`limit_type`可选参数为[`max`, `min`]，`limit_side_len` 为正整数，一般设置为 32 的倍数，比如 960。
如果输入图形分辨率不大，建议使用`limit_type=min` 和 `limit_side_len=960` 节省计算资源的同时能获得最佳检测效果。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 `limit_side_len` 为想要的值，比如 1216。
