# 添加新算法
PaddleOCR将一个算法分解为以下几个部分，并对各部分进行模块化处理，方便快速组合出新的算法。
* [1. 数据加载和处理](#1)
* [2. 网络](#2)
* [3. 后处理](#3)
* [4. 损失函数](#4)
* [5. 指标评估](#5)
* [6. 优化器](#6)
下面将分别对每个部分进行介绍，并介绍如何在该部分里添加新算法所需模块。
## 1. 数据加载和处理
数据加载和处理由不同的模块(module)组成，其完成了图片的读取、数据增强和label的制作。这一部分在[ppocr/data](../../ppocr/data)下。 各个文件及文件夹作用说明如下:
```bash
ppocr/data/
├── imaug # 图片的读取、数据增强和label制作相关的文件
│ ├── label_ops.py # 对label进行变换的modules
│ ├── operators.py # 对image进行变换的modules
│ ├──.....
├── __init__.py
├── lmdb_dataset.py # 读取lmdb的数据集的dataset
└── simple_dataset.py # 读取以`image_path\tgt`形式保存的数据集的dataset
```
PaddleOCR内置了大量图像操作相关模块，对于没有没有内置的模块可通过如下步骤添加:
1. 在 [ppocr/data/imaug](../../ppocr/data/imaug) 文件夹下新建文件，如my_module.py。
2. 在 my_module.py 文件内添加相关代码，示例代码如下:
```python
class MyModule:
def __init__(self, *args, **kwargs):
# your init code
pass
def __call__(self, data):
img = data['image']
label = data['label']
# your process code
data['image'] = img
data['label'] = label
return data
```
3. 在 [ppocr/data/imaug/\__init\__.py](../../ppocr/data/imaug/__init__.py) 文件内导入添加的模块。
数据处理的所有处理步骤由不同的模块顺序执行而成，在config文件中按照列表的形式组合并执行。如:
```yaml
# angle class data process
transforms:
- DecodeImage: # load image
img_mode: BGR
channel_first: False
- MyModule:
args1: args1
args2: args2
- KeepKeys:
keep_keys: [ 'image', 'label' ] # dataloader will return list in this order
```
## 2. 网络
网络部分完成了网络的组网操作，PaddleOCR将网络划分为四部分，这一部分在[ppocr/modeling](../../ppocr/modeling)下。 进入网络的数据将按照顺序(transforms->backbones->
necks->heads)依次通过这四个部分。
```bash
├── architectures # 网络的组网代码
├── transforms # 网络的图像变换模块
├── backbones # 网络的特征提取模块
├── necks # 网络的特征增强模块
└── heads # 网络的输出模块
```
PaddleOCR内置了DB,EAST,SAST,CRNN和Attention等算法相关的常用模块，对于没有内置的模块可通过如下步骤添加，四个部分添加步骤一致，以backbones为例:
1. 在 [ppocr/modeling/backbones](../../ppocr/modeling/backbones) 文件夹下新建文件，如my_backbone.py。
2. 在 my_backbone.py 文件内添加相关代码，示例代码如下:
```python
import paddle
import paddle.nn as nn
import paddle.nn.functional as F
class MyBackbone(nn.Layer):
def __init__(self, *args, **kwargs):
super(MyBackbone, self).__init__()
# your init code
self.conv = nn.xxxx
def forward(self, inputs):
# your network forward
y = self.conv(inputs)
return y
```
3. 在 [ppocr/modeling/backbones/\__init\__.py](../../ppocr/modeling/backbones/__init__.py)文件内导入添加的模块。
在完成网络的四部分模块添加之后，只需要配置文件中进行配置即可使用，如:
```yaml
Architecture:
model_type: rec
algorithm: CRNN
Transform:
name: MyTransform
args1: args1
args2: args2
Backbone:
name: MyBackbone
args1: args1
Neck:
name: MyNeck
args1: args1
Head:
name: MyHead
args1: args1
```
## 3. 后处理
后处理实现解码网络输出获得文本框或者识别到的文字。这一部分在[ppocr/postprocess](../../ppocr/postprocess)下。
PaddleOCR内置了DB,EAST,SAST,CRNN和Attention等算法相关的后处理模块，对于没有内置的组件可通过如下步骤添加:
1. 在 [ppocr/postprocess](../../ppocr/postprocess) 文件夹下新建文件，如 my_postprocess.py。
2. 在 my_postprocess.py 文件内添加相关代码，示例代码如下:
```python
import paddle
class MyPostProcess:
def __init__(self, *args, **kwargs):
# your init code
pass
def __call__(self, preds, label=None, *args, **kwargs):
if isinstance(preds, paddle.Tensor):
preds = preds.numpy()
# you preds decode code
preds = self.decode_preds(preds)
if label is None:
return preds
# you label decode code
label = self.decode_label(label)
return preds, label
def decode_preds(self, preds):
# you preds decode code
pass
def decode_label(self, preds):
# you label decode code
pass
```
3. 在 [ppocr/postprocess/\__init\__.py](../../ppocr/postprocess/__init__.py)文件内导入添加的模块。
在后处理模块添加之后，只需要配置文件中进行配置即可使用，如:
```yaml
PostProcess:
name: MyPostProcess
args1: args1
args2: args2
```
## 4. 损失函数
损失函数用于计算网络输出和label之间的距离。这一部分在[ppocr/losses](../../ppocr/losses)下。
PaddleOCR内置了DB,EAST,SAST,CRNN和Attention等算法相关的损失函数模块，对于没有内置的模块可通过如下步骤添加:
1. 在 [ppocr/losses](../../ppocr/losses) 文件夹下新建文件，如 my_loss.py。
2. 在 my_loss.py 文件内添加相关代码，示例代码如下:
```python
import paddle
from paddle import nn
class MyLoss(nn.Layer):
def __init__(self, **kwargs):
super(MyLoss, self).__init__()
# you init code
pass
def __call__(self, predicts, batch):
label = batch[1]
# your loss code
loss = self.loss(input=predicts, label=label)
return {'loss': loss}
```
3. 在 [ppocr/losses/\__init\__.py](../../ppocr/losses/__init__.py)文件内导入添加的模块。
在损失函数添加之后，只需要配置文件中进行配置即可使用，如:
```yaml
Loss:
name: MyLoss
args1: args1
args2: args2
```
## 5. 指标评估
指标评估用于计算网络在当前batch上的性能。这一部分在[ppocr/metrics](../../ppocr/metrics)下。 PaddleOCR内置了检测，分类和识别等算法相关的指标评估模块，对于没有内置的模块可通过如下步骤添加:
1. 在 [ppocr/metrics](../../ppocr/metrics) 文件夹下新建文件，如my_metric.py。
2. 在 my_metric.py 文件内添加相关代码，示例代码如下:
```python
class MyMetric(object):
def __init__(self, main_indicator='acc', **kwargs):
# main_indicator is used for select best model
self.main_indicator = main_indicator
self.reset()
def __call__(self, preds, batch, *args, **kwargs):
# preds is out of postprocess
# batch is out of dataloader
labels = batch[1]
cur_correct_num = 0
cur_all_num = 0
# you metric code
self.correct_num += cur_correct_num
self.all_num += cur_all_num
return {'acc': cur_correct_num / cur_all_num, }
def get_metric(self):
"""
return metircs {
'acc': 0,
'norm_edit_dis': 0,
}
"""
acc = self.correct_num / self.all_num
self.reset()
return {'acc': acc}
def reset(self):
# reset metric
self.correct_num = 0
self.all_num = 0
```
3. 在 [ppocr/metrics/\__init\__.py](../../ppocr/metrics/__init__.py)文件内导入添加的模块。
在指标评估模块添加之后，只需要配置文件中进行配置即可使用，如:
```yaml
Metric:
name: MyMetric
main_indicator: acc
```
## 6. 优化器
优化器用于训练网络。优化器内部还包含了网络正则化和学习率衰减模块。 这一部分在[ppocr/optimizer](../../ppocr/optimizer)下。 PaddleOCR内置了`Momentum`,`Adam`
和`RMSProp`等常用的优化器模块，`Linear`,`Cosine`,`Step`和`Piecewise`等常用的正则化模块与`L1Decay`和`L2Decay`等常用的学习率衰减模块。
对于没有内置的模块可通过如下步骤添加，以`optimizer`为例:
1. 在 [ppocr/optimizer/optimizer.py](../../ppocr/optimizer/optimizer.py) 文件内创建自己的优化器，示例代码如下:
```python
from paddle import optimizer as optim
class MyOptim(object):
def __init__(self, learning_rate=0.001, *args, **kwargs):
self.learning_rate = learning_rate
def __call__(self, parameters):
# It is recommended to wrap the built-in optimizer of paddle
opt = optim.XXX(
learning_rate=self.learning_rate,
parameters=parameters)
return opt
```
在优化器模块添加之后，只需要配置文件中进行配置即可使用，如:
```yaml
Optimizer:
name: MyOptim
args1: args1
args2: args2
lr:
name: Cosine
learning_rate: 0.001
regularizer:
name: 'L2'
factor: 0
```