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# PaddleOCR 模型部署
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PaddleOCR是集训练、预测、端侧部署于一体的实用OCR工具库。本教程将介绍在安卓移动端部署PaddleOCR超轻量中文检测、识别模型的主要流程。
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## 1. 准备环境

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### 运行准备
- 电脑(编译Paddle-Lite)
- 安卓手机(armv7或armv8)

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### 1.1 准备交叉编译环境
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交叉编译环境用于编译[Paddle-Lite](https://github.com/PaddlePaddle/Paddle-Lite)和PaddleOCR的C++ demo。
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支持多种开发环境,不同开发环境的编译流程请参考对应文档。
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1. [Docker](https://paddle-lite.readthedocs.io/zh/latest/user_guides/source_compile.html#docker)
2. [Linux](https://paddle-lite.readthedocs.io/zh/latest/user_guides/source_compile.html#android)
3. [MAC OS](https://paddle-lite.readthedocs.io/zh/latest/user_guides/source_compile.html#id13)
4. [Windows](https://paddle-lite.readthedocs.io/zh/latest/demo_guides/x86.html#windows)

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### 1.2 准备预测库
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预测库有两种获取方式:
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- 1. 直接下载,下载[链接](https://paddle-lite.readthedocs.io/zh/latest/user_guides/release_lib.html#android-toolchain-gcc).
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    注意选择`with_extra=ON,with_cv=ON`的下载链接。
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- 2. 编译Paddle-Lite得到,Paddle-Lite的编译方式如下:
```
git clone https://github.com/PaddlePaddle/Paddle-Lite.git
cd Paddle-Lite
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git checkout 2.6.1
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./lite/tools/build_android.sh  --arch=armv8  --with_cv=ON --with_extra=ON
```

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注意:编译Paddle-Lite获得预测库时,需要打开`--with_cv=ON --with_extra=ON`两个选项,`--arch`表示`arm`版本,这里指定为armv8,
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更多编译命令
介绍请参考[链接](https://paddle-lite.readthedocs.io/zh/latest/user_guides/Compile/Android.html#id2)

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直接下载预测库并解压后,可以得到`inference_lite_lib.android.armv8/`文件夹,通过编译Paddle-Lite得到的预测库位于
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`Paddle-Lite/build.lite.android.armv8.gcc/inference_lite_lib.android.armv8/`文件夹下。
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预测库的文件目录如下:
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```
inference_lite_lib.android.armv8/
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|-- cxx                                        C++ 预测库和头文件
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|   |-- include                                C++ 头文件
|   |   |-- paddle_api.h
|   |   |-- paddle_image_preprocess.h
|   |   |-- paddle_lite_factory_helper.h
|   |   |-- paddle_place.h
|   |   |-- paddle_use_kernels.h
|   |   |-- paddle_use_ops.h
|   |   `-- paddle_use_passes.h
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|   `-- lib                                           C++预测库
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|       |-- libpaddle_api_light_bundled.a             C++静态库
|       `-- libpaddle_light_api_shared.so             C++动态库
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|-- java                                     Java预测库
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|   |-- jar
|   |   `-- PaddlePredictor.jar
|   |-- so
|   |   `-- libpaddle_lite_jni.so
|   `-- src
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|-- demo                                     C++和Java示例代码
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|   |-- cxx                                  C++  预测库demo
|   `-- java                                 Java 预测库demo
```

## 2 开始运行

### 2.1 模型优化

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Paddle-Lite 提供了多种策略来自动优化原始的模型,其中包括量化、子图融合、混合调度、Kernel优选等方法,使用Paddle-lite的opt工具可以自动
对inference模型进行优化,优化后的模型更轻量,模型运行速度更快。

下述表格中提供了优化好的超轻量中文模型:

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|模型简介|检测模型|识别模型|Paddle-Lite版本|
|-|-|-|-|
|超轻量级中文OCR opt优化模型|[下载地址](https://paddleocr.bj.bcebos.com/deploy/lite/ch_det_mv3_db_opt.nb)|[下载地址](https://paddleocr.bj.bcebos.com/deploy/lite/ch_rec_mv3_crnn_opt.nb)|2.6.1|
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如果直接使用上述表格中的模型进行部署,可略过下述步骤,直接阅读 [2.2节](###2.2与手机联调)

如果要部署的模型不在上述表格中,则需要按照如下步骤获得优化后的模型。
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模型优化需要Paddle-Lite的opt可执行文件,可以通过编译Paddle-Lite源码获得,编译步骤如下:
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```
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# 如果准备环境时已经clone了Paddle-Lite,则不用重新clone Paddle-Lite
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git clone https://github.com/PaddlePaddle/Paddle-Lite.git
cd Paddle-Lite
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git checkout 2.6.1
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# 启动编译
./lite/tools/build.sh build_optimize_tool
```

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编译完成后,opt文件位于`build.opt/lite/api/`下,可通过如下方式查看opt的运行选项和使用方式;
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```
cd build.opt/lite/api/
./opt
```

|选项|说明|
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|-|-|
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|--model_dir|待优化的PaddlePaddle模型(非combined形式)的路径|
|--model_file|待优化的PaddlePaddle模型(combined形式)的网络结构文件路径|
|--param_file|待优化的PaddlePaddle模型(combined形式)的权重文件路径|
|--optimize_out_type|输出模型类型,目前支持两种类型:protobuf和naive_buffer,其中naive_buffer是一种更轻量级的序列化/反序列化实现。若您需要在mobile端执行模型预测,请将此选项设置为naive_buffer。默认为protobuf|
|--optimize_out|优化模型的输出路径|
|--valid_targets|指定模型可执行的backend,默认为arm。目前可支持x86、arm、opencl、npu、xpu,可以同时指定多个backend(以空格分隔),Model Optimize Tool将会自动选择最佳方式。如果需要支持华为NPU(Kirin 810/990 Soc搭载的达芬奇架构NPU),应当设置为npu, arm|
|--record_tailoring_info|当使用 根据模型裁剪库文件 功能时,则设置该选项为true,以记录优化后模型含有的kernel和OP信息,默认为false|

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`--model_dir`适用于待优化的模型是非combined方式,PaddleOCR的inference模型是combined方式,即模型结构和模型参数使用单独一个文件存储。
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下面以PaddleOCR的超轻量中文模型为例,介绍使用编译好的opt文件完成inference模型到Paddle-Lite优化模型的转换。

```
# 下载PaddleOCR的超轻量文inference模型,并解压
wget  https://paddleocr.bj.bcebos.com/ch_models/ch_det_mv3_db_infer.tar && tar xf ch_det_mv3_db_infer.tar
wget  https://paddleocr.bj.bcebos.com/ch_models/ch_rec_mv3_crnn_infer.tar && tar xf ch_rec_mv3_crnn_infer.tar

# 转换检测模型
./opt --model_file=./ch_det_mv3_db/model --param_file=./ch_det_mv3_db/params --optimize_out_type=naive_buffer --optimize_out=./ch_det_mv3_db_opt --valid_targets=arm

# 转换识别模型
./opt --model_file=./ch_rec_mv3_crnn/model --param_file=./ch_rec_mv3_crnn/params --optimize_out_type=naive_buffer --optimize_out=./ch_rec_mv3_crnn_opt --valid_targets=arm
```

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转换成功后,当前目录下会多出`ch_det_mv3_db_opt.nb`, `ch_rec_mv3_crnn_opt.nb`结尾的文件,即是转换成功的模型文件。
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注意:使用paddle-lite部署时,需要使用opt工具优化后的模型。 opt 转换的输入模型是paddle保存的inference模型
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### 2.2 与手机联调

首先需要进行一些准备工作。
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 1. 准备一台arm8的安卓手机,如果编译的预测库和opt文件是armv7,则需要arm7的手机,并修改Makefile中`ARM_ABI = arm7`
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 2. 打开手机的USB调试选项,选择文件传输模式,连接电脑。
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 3. 电脑上安装adb工具,用于调试。在电脑终端中输入`adb devices`,如果有类似以下输出,则表示adb安装成功。
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    List of devices attached
    744be294    device
```

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 4. 准备优化后的模型、预测库文件、测试图像和使用的字典文件。
 在预测库`inference_lite_lib.android.armv8/demo/cxx/`下新建一个`ocr/`文件夹,
 将PaddleOCR repo中`PaddleOCR/deploy/lite/` 下的除`readme.md`所有文件放在新建的ocr文件夹下。在`ocr`文件夹下新建一个`debug`文件夹,
 将C++预测库so文件复制到debug文件夹下。
  ```
 # 进入OCR demo的工作目录
 cd demo/cxx/ocr/
 # 将C++预测动态库so文件复制到debug文件夹中
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 cp ../../../../cxx/lib/libpaddle_light_api_shared.so ./debug/
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 ```
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 准备测试图像,以`PaddleOCR/doc/imgs/11.jpg`为例,将测试的图像复制到`demo/cxx/ocr/debug/`文件夹下。
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 准备字典文件,中文超轻量模型的字典文件是`PaddleOCR/ppocr/utils/ppocr_keys_v1.txt`,将其复制到`demo/cxx/ocr/debug/`文件夹下。
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 执行完成后,ocr文件夹下将有如下文件格式:
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demo/cxx/ocr/
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|-- debug/  
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|   |--ch_det_mv3_db_opt.nb             优化后的检测模型文件
|   |--ch_rec_mv3_crnn_opt.nb           优化后的识别模型文件
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|   |--11.jpg                           待测试图像
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|   |--ppocr_keys_v1.txt                字典文件
|   |--libpaddle_light_api_shared.so    C++预测库文件
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|-- config.txt                  DB-CRNN超参数配置
|-- crnn_process.cc             识别模型CRNN的预处理和后处理文件
|-- crnn_process.h
|-- db_post_process.cc          检测模型DB的后处理文件
|-- db_post_process.h
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|-- Makefile                    编译文件
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|-- ocr_db_crnn.cc              C++预测源文件
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 5. 启动调试

 上述步骤完成后就可以使用adb将文件push到手机上运行,步骤如下:
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 ```
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 # 执行编译,得到可执行文件ocr_db_crnn
 # ocr_db_crnn可执行文件的使用方式为:
 # ./ocr_db_crnn  检测模型文件  识别模型文件  测试图像路径
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180 181 182
 make
 # 将编译的可执行文件移动到debug文件夹中
 mv ocr_db_crnn ./debug/
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 # 将debug文件夹push到手机上
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 adb push debug /data/local/tmp/
 adb shell
 cd /data/local/tmp/debug
 export LD_LIBRARY_PATH=/data/local/tmp/debug:$LD_LIBRARY_PATH
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 ./ocr_db_crnn ch_det_mv3_db_opt.nb  ch_rec_mv3_crnn_opt.nb ./11.jpg  ppocr_keys_v1.txt
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 如果对代码做了修改,则需要重新编译并push到手机上。
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 运行效果如下:
 ![](..imgs/demo.png)