本章内容将会对街景字符识别赛题进行赛题背景讲解,对赛题数据的读取进行说明,并给出集中解题思路。
1 赛题理解
赛题名称:零基础入门CV之街道字符识别
赛题目标:通过这道赛题可以引导大家走入计算机视觉的世界,主要针对竞赛选手上手视觉赛题,提高对数据建模能力。
赛题任务:赛题以计算机视觉中字符识别为背景,要求选手预测街道字符编码,这是一个典型的字符识别问题。
为了简化赛题难度,赛题数据采用公开数据集SVHN,因此大家可以选择很多相应的paper作为思路参考。
1.1 赛题数据
赛题以街道字符为为赛题数据,数据集报名后可见并可下载,该数据来自收集的SVHN街道字符,并进行了匿名采样处理。
注意: 按照比赛规则,所有的参赛选手只能使用比赛给定的数据集完成训练,不能使用SVHN原始数据集进行训练。比赛结束后将会对Top选手进行代码审核,违规的选手将清除排行榜成绩。
训练集数据包括3W张照片,验证集数据包括1W张照片,每张照片包括颜色图像和对应的编码类别和具体位置;为了保证比赛的公平性,测试集A包括4W张照片,测试集B包括4W张照片。
需要注意的是本赛题需要选手识别图片中所有的字符,为了降低比赛难度,我们提供了训练集、验证集和测试集中所有字符的位置框。
1.2 数据标签
对于训练数据每张图片将给出对于的编码标签,和具体的字符框的位置(训练集、测试集和验证集都给出字符位置),可用于模型训练:
Field Description
top 左上角坐标X
height 字符高度
left 左上角最表Y
width 字符宽度
label 字符编码
字符的坐标具体如下所示:
在比赛数据(训练集、测试集和验证集)中,同一张图片中可能包括一个或者多个字符,因此在比赛数据的JSON标注中,会有两个字符的边框信息:
原始图片图片JSON标注
1.3 评测指标
选手提交结果与实际图片的编码进行对比,以编码整体识别准确率为评价指标。任何一个字符错误都为错误,最终评测指标结果越大越好,具体计算公式如下:
Score=编码识别正确的数量/测试集图片数量
1.4 数据下载
下面的代码可以直接根据mchar_data_list_0515.csv文件,将所有相关数据集下载,并保存到当前路径的data下
import requests
import pandas as pd
import os
import zipfile
data=pd.read_csv('data/mchar_data_list_0515.csv')
mypath='./data/'
if not os.path.exists(mypath):
os.makedirs(mypath)
# 下载数据
for i,link in enumerate(data['link']):
file_name = data['file'][i]
print(file_name, '\t', link)
file_name = mypath + file_name
if not os.path.exists(file_name):
response = requests.get(link, stream=True)
with open( file_name, 'wb') as f:
for chunk in response.iter_content(chunk_size=1024):
if chunk:
f.write(chunk)
# 解压数据
zip_list = ['mchar_train', 'mchar_test_a', 'mchar_val']
for little_zip in zip_list: # 卖萌可耻
if not os.path.exists(mypath + little_zip):
zip_file = zipfile.ZipFile(mypath + little_zip + '.zip', 'r')
zip_file.extractall(path = mypath )
mchar_train.zip http://tianchi-competition.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/531795/mchar_train.zip
mchar_train.json http://tianchi-competition.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/531795/mchar_train.json
mchar_val.zip http://tianchi-competition.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/531795/mchar_val.zip
mchar_val.json http://tianchi-competition.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/531795/mchar_val.json
mchar_test_a.zip http://tianchi-competition.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/531795/mchar_test_a.zip
mchar_sample_submit_A.csv http://tianchi-competition.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/531795/mchar_sample_submit_A.csv
1.6 解题思路
赛题思路分析:赛题本质是分类问题,需要对图片的字符进行识别。但赛题给定的数据图片中不同图片中包含的字符数量不等,如下图所示。有的图片的字符个数为2,有的图片字符个数为3,有的图片字符个数为4。
字符属性图片
字符:42 字符个数:2
字符:241 字符个数:3
字符:7358 字符个数:4
因此本次赛题的难点是需要对不定长的字符进行识别,与传统的图像分类任务有所不同。为了降低参赛难度,我们提供了一些解题思路供大家参考:
简单入门思路:定长字符识别
可以将赛题抽象为一个定长字符识别问题,在赛题数据集中大部分图像中字符个数为2-4个,最多的字符 个数为6个。
因此可以对于所有的图像都抽象为6个字符的识别问题,字符23填充为23XXXX,字符231填充为231XXX。
经过填充之后,原始的赛题可以简化了6个字符的分类问题。在每个字符的分类中会进行11个类别的分类,假如分类为填充字符,则表明该字符为空。
专业字符识别思路:不定长字符识别
在字符识别研究中,有特定的方法来解决此种不定长的字符识别问题,比较典型的有CRNN字符识别模型。
在本次赛题中给定的图像数据都比较规整,可以视为一个单词或者一个句子。
专业分类思路:检测再识别
在赛题数据中已经给出了训练集、验证集中所有图片中字符的位置,因此可以首先将字符的位置进行识别,利用物体检测的思路完成。
此种思路需要参赛选手构建字符检测模型,对测试集中的字符进行识别。选手可以参考物体检测模型SSD或者YOLO来完成。
2 参考资料:
https://tianchi.aliyun.com/notebook-ai/detail?spm=5176.12586969.1002.6.2ce83fdft96KXS&postId=107990
https://www.kaggle.com/olgabelitskaya/svhn-digit-recognition/data
https://github.com/potterhsu/SVHNClassifier-PyTorch