作者：Softnautics 市場營銷總監(jiān)Prasant Agarwal

解決方案總監(jiān) Ranganathan SK

文本是人類最具智慧、最有影響力的創(chuàng)造之一。文本中所蘊含的豐富、精確的高級語義可以幫助我們理解周遭世界，并用于構(gòu)建可部署在真實環(huán)境中的自主運行解決方案。因此，自然環(huán)境下的自動文本讀取，也稱為場景文本檢測/識別或 Photo OCR（Optical Character Recognition，光學字符識別），已成為計算機視覺領(lǐng)域中關(guān)注度和重要性日益提高的研究課題。

隨著人類語言書寫形式的演進，已經(jīng)發(fā)展出數(shù)千種獨特的字體系。再加上大小寫（大寫/小寫/全大全小/小型大寫）、斜體（意大利體/羅馬體）、縮放體（橫向縮放）、粗細、指定大小（顯示/文本）、波痕體、襯線（總體分為襯線體和無襯線體），這一數(shù)量可以擴充到數(shù)百萬，使得文本識別成為機器學習領(lǐng)域中一個振奮人心的專業(yè)學科。

為什么賽靈思技術(shù)成為開發(fā) OCR 解決方案的不二之選？

如今，賽靈思豐富多樣的強大平臺已為 70% 的新開發(fā)提供支持，引領(lǐng)著基于 FPGA 系統(tǒng)的設(shè)計發(fā)展趨勢。Softnautics 之所以選擇賽靈思技術(shù)來實現(xiàn)這個解決方案，是因為它同時集成了 Vitis AI 堆棧和強大的硬件功能。

賽靈思 Vitis 是一款免費、開源的開發(fā)平臺，可將硬件模塊封裝成軟件可調(diào)用功能，同時與標準的開發(fā)環(huán)境、工具和開源庫兼容。它能夠根據(jù)軟件和算法自動適配賽靈思硬件，無需具備 VHDL 或 Verilog 專業(yè)知識。

選擇正確的賽靈思平臺

綜合全面且豐富多樣的賽靈思工具集和生態(tài)系統(tǒng)使原型設(shè)計成為高度可預測的過程，這有助于加快解決方案的開發(fā)速度，從而將總體開發(fā)時間縮短高達 70%。

Softnautics 選擇賽靈思 Ultrascale+ 平臺是因為它提供了最優(yōu)秀的應用處理和 FPGA 加速功能。此外，它還提供了優(yōu)異的高層次綜合（HLS）功能。與此前的平臺相比，系統(tǒng)級單位功耗性能提高了 4 倍。它支持賽靈思 Vitis AI，后者為使用加速庫構(gòu)建 AI 推斷提供了廣泛功能。

Softnautics 采用了賽靈思 Vitis AI 堆棧并運用該軟件提供加速，開發(fā)出混合應用，同時實現(xiàn)了 LSTM 功能，通過將 TensorFlow-lite 移植/遷移到 ARM 進行有效的序列預測。它使用 N2Cube 軟件在處理側(cè)（PS）運行。圖像預處理/后處理通過 Vivado 使用 HLS 實現(xiàn)，而 Vitis 的作用是使用連接文本提議網(wǎng)絡（CTPN）完成推斷。最終，Softnautics 將該解決方案用于視頻流水線中的實時場景文本檢測，并使用可靠的數(shù)據(jù)集對模型進行改進。

場景文本檢測

目前已有多種實現(xiàn)方案可供使用，新的實現(xiàn)方案也在研究中。在自然場景進行文本檢測和識別時，仍然可能會遇到一系列的艱巨挑戰(zhàn)。與文檔中的腳本相比，自然場景下的檢測和識別困難主要源于以下三大差異：

語言、顏色、字體、大小、方向等造成的多樣化和可變性 書寫文本的背景色彩鮮艷 場景文本的縱橫比和布局可能會有很大的不同

這種解決方案廣泛適用于要求對視頻流進行實時文本檢測的眾多領(lǐng)域，具有較高的精確度和快速識別能力。部分典型應用領(lǐng)域如：
泊車驗證 — 一些市鎮(zhèn)按照城市規(guī)定正在使用移動 OCR 自動驗證車輛是否按照市鎮(zhèn)規(guī)定泊車。城市泊車檢查員使用配備有 OCR 功能的移動設(shè)備掃描車輛牌照，并通過在線數(shù)據(jù)庫查看是否允許該車輛泊車。 移動文檔掃描 — 各種移動應用允許用戶為文檔拍照，然后將其轉(zhuǎn)換成文本。與采用傳統(tǒng)的文檔掃描儀相比，這種 OCR 工作的難度更大，因為照片在圖像角度、光照條件和文本質(zhì)量方面往往無法預測。 數(shù)字資產(chǎn)管理 — 該軟件有助于對圖像、視頻和動畫等富媒體資產(chǎn)進行組織管理。DAM 系統(tǒng)的主要特征之一就是能搜索富媒體。通過在上傳的圖像和視頻幀上運行 OCR，DAM 能讓富媒體變得可搜索，并使用有意義的標簽豐富它。

Softnautics 團隊一直深耕基于賽靈思 FPGA 的解決方案，在賽靈思技術(shù)方面積累了豐富的經(jīng)驗，并深刻理解各種復雜性。因此，該公司僅用不到四個星期便推動這一解決方案從構(gòu)思到概念驗證的飛速進展。依托公司針對端到端解決方案構(gòu)建的專業(yè)知識，您能夠在賽靈思平臺上借助最快速的概念實現(xiàn)服務，可視化您的構(gòu)想，大幅加快上市進程。

原文標題：智能 OCR 解決方案使用 Xilinx Ultrascale+ 和 Vitis AI 進行開發(fā)

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責任編輯：haq