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PP-OCR Demo

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目录

1. 简介

PP-OCRv3,是百度飞桨团队开源的超轻量OCR系列模型,包含文本检测、文本分类、文本识别模型,是PaddleOCR工具库的重要组成之一。支持中英文数字组合识别、竖排文本识别、长文本识别,其性能及精度较之前的PP-OCR版本均有明显提升。本例程对PaddleOCR-release-2.6ch_PP-OCRv3_xx系列模型和算法进行移植,使之能在SOPHON BM1684/BM1684X/BM1688上进行推理测试。

2. 特性

  • 支持BM1684、BM1684X(x86 PCIe、SoC),BM1688(SoC)
  • 支持FP32、FP16模型编译和推理
  • 支持图片数据集测试

3. 准备模型与数据

​在scripts目录下提供了相关模型和数据的下载脚本 download.sh

# 安装unzip,若已安装请跳过,非ubuntu系统视情况使用yum或其他方式安装
sudo apt install unzip
chmod -R +x scripts/
./scripts/download.sh

脚本执行完毕后,会在当前目录下生成data目录,其中包含modelsdatasets

下载的模型包括:

├── BM1684
│   ├── ch_PP-OCRv3_det_fp32_1b.bmodel
│   ├── ch_PP-OCRv3_rec_fp32_1b_320.bmodel
│   └── ch_PP-OCRv3_rec_fp32_1b_640.bmodel
├── BM1684X
│   ├── ch_PP-OCRv3_det_fp16_1b.bmodel
│   ├── ch_PP-OCRv3_det_fp32_1b.bmodel
│   ├── ch_PP-OCRv3_rec_fp16_1b_320.bmodel
│   ├── ch_PP-OCRv3_rec_fp16_1b_640.bmodel
│   ├── ch_PP-OCRv3_rec_fp32_1b_320.bmodel
│   └── ch_PP-OCRv3_rec_fp32_1b_640.bmodel
└── BM1688
    ├── ch_PP-OCRv3_det_fp16_1b.bmodel
    ├── ch_PP-OCRv3_det_fp32_1b.bmodel
    ├── ch_PP-OCRv3_rec_fp16_1b_320.bmodel
    ├── ch_PP-OCRv3_rec_fp16_1b_640.bmodel
    ├── ch_PP-OCRv3_rec_fp32_1b_320.bmodel
    └── ch_PP-OCRv3_rec_fp32_1b_640.bmodel

下载的数据包括:

data
├── class.names
├── datasets
│   ├── ppocr_keys_v1.txt
│   ├── train_full_images_0
│   └── train_full_images_0.json
├── models
└── wqy-microhei.ttc

4. 环境准备

4.1 x86/arm PCIe平台

如果您在x86/arm平台安装了PCIe加速卡(如SC系列加速卡),可以直接使用它作为开发环境和运行环境。您需要安装libsophon、sophon-opencv和sophon-ffmpeg,具体步骤可参考x86-pcie平台的开发和运行环境搭建arm-pcie平台的开发和运行环境搭建

4.2 SoC平台

如果您使用SoC平台(如SE、SM系列边缘设备),刷机后在/opt/sophon/下已经预装了相应的libsophon、sophon-opencv和sophon-ffmpeg运行库包,可直接使用它作为运行环境。通常还需要一台x86主机作为开发环境,用于交叉编译C++程序。

5. 程序编译

5.1 x86/arm PCIe平台

可以直接在PCIe平台上编译程序,具体请参考sophon-stream编译

5.2 SoC平台

通常在x86主机上交叉编译程序,您需要在x86主机上使用SOPHON SDK搭建交叉编译环境,将程序所依赖的头文件和库文件打包至sophon_sdk_soc目录中,具体请参考sophon-stream编译。本例程主要依赖libsophon、sophon-opencv和sophon-ffmpeg运行库包。

6. 程序运行

6.1 Json配置说明

ppocr demo中各部分参数位于 config 目录,结构如下所示:

./config
├── converger.json                # 汇聚插件配置
├── decode.json                   # 解码插件配置
├── distributor_frame_class.json  # 分发插件配置
├── engine_group.json             # sophon-stream graph配置
├── ppocr_demo.json               # ppocr demo配置
├── ppocr_det_group.json          # 检测插件配置
└── ppocr_rec_group.json          # 识别插件配置

其中,ppocr_demo.json是例程的整体配置文件,管理输入码流等信息。在一张图上可以支持多路数据的输入,channels参数配置输入的路数,channel中包含码流url等信息。

配置文件中不指定channel_id属性的情况,会在demo中对每一路数据的channel_id从0开始默认赋值。

{
  "channels": [
    {
      "channel_id": 2,
      "url": "../ppocr/data/train_full_images_0",
      "source_type": "IMG_DIR",
      "sample_interval": 1,
      "loop_num": 1,
      "fps": -1
    },
    {
      "channel_id": 3,
      "url": "../ppocr/data/train_full_images_0",
      "source_type": "IMG_DIR",
      "sample_interval": 1,
      "loop_num": 1,
      "fps": -1
    },
    {
      "channel_id": 20,
      "url": "../ppocr/data/train_full_images_0",
      "source_type": "IMG_DIR",
      "sample_interval": 1,
      "loop_num": 1,
      "fps": -1
    },
    {
      "channel_id": 30,
      "url": "../ppocr/data/train_full_images_0",
      "source_type": "IMG_DIR",
      "sample_interval": 1,
      "loop_num": 1,
      "fps": -1
    }
  ],
  "engine_config_path": "../ppocr/config/engine_group.json",
  "draw_func_name": "draw_ppocr_results",
  "download_image": true
}

engine_group.json 包含对graph的配置信息,这部分配置确定之后基本不会发生更改。

这里摘取配置文件的一部分作为示例:在该文件内,需要初始化每个element的信息和element之间的连接方式。element_id是唯一的,起到标识身份的作用。element_config指向该element的详细配置文件地址,port_id是该element的输入输出端口编号,多输入或多输出的情况下,输入/输出编号也不可以重复。is_src标志当前端口是否是整张图的输入端口,is_sink标识当前端口是否是整张图的输出端口。 connection是所有element之间的连接方式,通过element_id和port_id确定。

[
    {
        "graph_id": 0,
        "device_id": 1,
        "graph_name": "ppocr",
        "elements": [
            {
                "element_id": 5000,
                "element_config": "../ppocr/config/decode.json",
                "ports": {
                    "input": [
                        {
                            "port_id": 0,
                            "is_sink": false,
                            "is_src": true
                        }
                    ]
                }
            },
            {
                "element_id": 5001,
                "element_config": "../ppocr/config/ppocr_det_group.json",
                "inner_elements_id": [10001, 10002, 10003]
            },
            {
                "element_id": 5004,
                "element_config": "../ppocr/config/distributor_frame_class.json"
            },
            {
                "element_id": 6001,
                "element_config": "../ppocr/config/ppocr_rec_group.json",
                "inner_elements_id": [20001, 20002, 20003]
            },
            {
                "element_id": 5005,
                "element_config": "../ppocr/config/converger.json",
                "ports": {
                    "output": [
                        {
                            "port_id": 0,
                            "is_sink": true,
                            "is_src": false
                        }
                    ]
                }
            }
        ],
        "connections": [
            {
                "src_element_id": 5000,
                "src_port": 0,
                "dst_element_id": 5001,
                "dst_port": 0
            },
            {
                "src_element_id": 5001,
                "src_port": 0,
                "dst_element_id": 5004,
                "dst_port": 0
            },
            {
                "src_element_id": 5004,
                "src_port": 0,
                "dst_element_id": 5005,
                "dst_port": 0
            },
            {
                "src_element_id": 5004,
                "src_port": 1,
                "dst_element_id": 6001,
                "dst_port": 0
            },
            {
                "src_element_id": 6001,
                "src_port": 0,
                "dst_element_id": 5005,
                "dst_port": 1
            }


        ]
    }
]

6.2 运行

对于PCIe平台,可以直接在PCIe平台上运行测试;对于SoC平台,需将交叉编译生成的动态链接库、可执行文件、所需的模型和测试数据拷贝到SoC平台中测试。

SoC平台上,动态库、可执行文件、配置文件、模型、视频数据的目录结构关系应与原始sophon-stream仓库中的关系保持一致。

测试的参数及运行方式是一致的,下面主要以PCIe模式进行介绍。

  1. 运行可执行文件
./main --demo_config_path=../ppocr/config/ppocr_demo.json

2路视频流运行结果如下

 total time cost 376103640 us.
frame count is 10560 | fps is 28.0774 fps.

7. 性能测试

目前,ppocr例程支持在BM1684X和BM1684的PCIE、SOC模式下进行推理,支持BM1688 SOC模式下推理。

在不同的设备上可能需要修改json配置,例如模型路径、输入路数等。json的配置方法参考6.1节,程序运行方法参考上文6.2节。

由于PCIE设备cpu能力差距较大,性能数据没有参考意义,这里只给出SOC模式的测试结果。

测试图片集train_full_images_0,编译选项为Release模式,结果如下:

设备 模型 路数 算法线程数 CPU利用率(%) 系统内存(M) TPU利用率(%) 设备内存(M) 平均FPS
SE5-16 fp32 1 1-1-1 227.8 410.1 90 1066 23.14
SE7 fp32 1 1-1-1 313.6 438.0 88 1085 38.67
SE7 fp16 2 2-2-2 519.6 445.1 52 1046 66.96

测试说明

  1. 性能测试结果具有一定的波动性,建议多次测试取平均值;
  2. BM1684/1684X SoC的主控CPU均为8核 ARM A53 42320 DMIPS @2.3GHz;
  3. 上表中,输入路数和算法线程数的设置请参考json配置说明,CPU利用率和系统内存使用top命令可查,TPU利用率和设备内存使用bm-smi命令可查,fps可以从运行程序打印的log中获得;
  4. BM1688设备暂无性能测试。
  5. 这个测试数据中,SE5 sdk版本为0.4.8,SE7 sdk版本为0.4.9,不同版本测试结果可能有差异。