向AI转型的程序员都关注了这个号????????????

人工智能大数据与深度学习  公众号：datayx

TextFuseNet: Scene Text Detection with Richer Fused Features

  自然场景中任意形状文本检测是一项极具挑战性的任务，与现有的仅基于有限特征表示感知文本的文本检测方法不同，本文提出了一种新的框架，即 TextFuseNet ，以利用融合的更丰富的特征进行文本检测。
  该算法用三个层次的特征来表示文本，字符、单词和全局级别，然后引入一种新的文本融合技术融合这些特征，来帮助实现鲁棒的任意文本检测。另外提出了一个弱监督学习机制，可以生成字符级别的标注，在缺乏字符级注释的数据集情况下也可以进行训练。
  该算法在ICDAR2013上取得F1分数94.3%，在ICDAR2015上F1分数92.1%，在Total-Text上87.1%，在CTW-1500上86.6%，目前为止最佳成绩。

复现代码  获取：

关注微信公众号 datayx  然后回复  文本检测  即可获取。

AI项目体验地址 https://loveai.tech

1. 算法简介

  之前的文本检测算法大致分为两种，基于字符级别的检测和基于单词级别的检测。基于字符级别的检测算法首先提取单个字符，然后再使用字符合并算法合并这些字符成一个单词，然而这种方法因为要生成大量的字符候选框并且要合并，比较耗时。相比之下，基于单词级别的检测算法直接检测单词，会更高效和简单，但这种方法通常无法有效地检测具有任意形状的文本。为了解决这个问题，一些基于单词的方法进一步应用实例分割来进行文本检测。在这些方法中，前景分割掩码被估计以帮助确定各种文本形状。

  尽管有很好的结果，但现有的基于实例分割的方法仍然有两个主要的局限性。一是，这些方法只基于单个感兴趣区域(RoI)检测文本，而不考虑全局上下文，因此它们倾向于基于有限的视觉信息产生不准确的检测结果。二是，现有的方法没有对不同层次的单词语义进行建模，产生假阳性的可能性增大。从图一中可以看到这种方法的弊端。

  本文提出的TextFuseNet能够有效的解决这些问题，并且可以高效准确的预测任意形状的文本。TextFuseNet与其他算法相比主要的区别在于，有效的利用各种层次的特征，例如字符级别的、单词级别的、全局级别的特征，而其他的文本检测算法往往只使用一种层次的特征。

  TextFuseNet网络结构主要分为三个分支:
  第一个是语义分割分支( semantic segmentation branch)，该分支用来提取液全局级别的特征；
  另外二个是检测分支和mask分支(detection and mask branches)，用来提取字符级别和单词级别的特征；
  在得到三种层次的特征后，使用多路径特征融合体系结构(Multi-path Fusion Architecture)，融合三者特征，生成更具代表性的特征表示，从而产生更准确的文本检测结果。

  目前大部分数据集只包含单词级别的标注，很少有字符级别的标注，为解决字符级别标注数据集缺乏的问题，提出了一种弱监督学习方案，通过从单词级注释数据集学习来生成字符级注释。
总体的结构如图2所示。

2. 算法详解

2.1 网络结构

  具体网络结构如图2所示，首先提取多层次的特征，然后执行多路径融合以进行文本检测。该结构主要由5部分组成，

1. 使用特征金字塔（FPN）作为backbone进行多特征提取；

2. 使用RPN生成文本候选框；

3. 语义分割分支生成全局语义特征；

4. 检测分支预测单词和字符；

5. mask分支生成单词和字符的实例分割；

  在TextFuseNet中，使用ResNet作为backbone，RPN生成的文本候选框作为检测和mask分支的输入，在语义分割分支来对输入图像进行语义分割，并帮助获得全局级别的特征。
  mask在检测分支中，通过预测文本候选框的类别和采用边界框回归来细化文本候选框，提取和融合了单词和全局级别的特征来检测单词和字符。
  mask分支，对从检测分支检测到的对象执行实例分割；
  提取和融合所有字符、单词和全局级别的特征，以完成实例分割以及最后的文本检测任务。
  2.2节来主要来讲解提取多层次的特征表示，在提取多特征后，多路径融合体系结构来融合不同的特征，用于检测任意形状的文本，多径融合体系结构可以有效地对多层特征进行对齐和合并，以提供健壮的文本检测，多路径融合体系结构的实现细节在2.3节中描述。

2.2 Multi-level Feature Representation

  在检测器的检测和掩码分支中，通过预测文本候选框中的字符和单词，能够很容易的获得字符级别和单词级别的特征。这里应用RoIAlign提取不同的特征，并对单词和字符进行检测。
  除了字符和单词特征，还要获取全局的语义特征，如图2所示，语义分割分支是基于FPN的输出构建的。将所有特征层的特征融合到一个统一的特征表示中，并在这个统一的特征表示上执行分割，从而获得全局分段的文本检测结果。通常，使用1×1的卷积将不同特征层的特征的通道数对齐，并将特征映射调整为相同的大小，以便以后统一。

2.3 Multi-path Fusion Architecture

  在获取到多级特征后，分别在检测和mask分支采用多径融合体系结构。
  在检测分支中，基于从RPN获得的文本候选，提取全局和单词级特征，用于不同路径的文本检测。然后，融合这两种类型的特征，以单词和字符的形式提供文本检测。值得注意的是，在检测分支的时候，不能提取和融合字符级别的特征，因为，在执行检测之前，字符尚未被识别。在实际代码中，给定一个文本候选框，使用RoIAlign从FPN的输出特征中提取到一个大小为7×7的全局和单词特征。使用 element-wise相加融合这两个特征，然后再经过一个3×3的卷积层和一个1×1的卷积层，最终融合后的特征用于分类和坐标回归。
  在mask分支，对于每个单词级实例，可以在多路径融合体系结构中融合得到相应的字符、单词和全局级别特征。图3详细说明了多路径融合结构。
  在所提出的体系结构中，从不同的路径中提取多层次特征，并将它们融合起来，以获得更丰富的特征，以帮助学习更具鉴别性的特征表示。

  通过进一步应用RoIAlign提取单词的特征和相应的全局语义特征，通过element-wise求和将这三个层次的特征融合起来，然后通过一个3×3卷积层和一个1×1卷积层去获得更丰富的特征。最后融合的特征用于实例分割。

3.4 loss函数

4. 测试结果

原文地址https://blog.csdn.net/qq_39707285/article/details/113046449

阅读过本文的人还看了以下文章：

TensorFlow 2.0深度学习案例实战

基于40万表格数据集TableBank，用MaskRCNN做表格检测

《基于深度学习的自然语言处理》中/英PDF

Deep Learning 中文版初版-周志华团队

【全套视频课】最全的目标检测算法系列讲解，通俗易懂！

《美团机器学习实践》_美团算法团队.pdf

《深度学习入门：基于Python的理论与实现》高清中文PDF+源码

特征提取与图像处理(第二版).pdf

python就业班学习视频，从入门到实战项目

2019最新《PyTorch自然语言处理》英、中文版PDF+源码

《21个项目玩转深度学习：基于TensorFlow的实践详解》完整版PDF+附书代码

《深度学习之pytorch》pdf+附书源码

PyTorch深度学习快速实战入门《pytorch-handbook》

【下载】豆瓣评分8.1,《机器学习实战:基于Scikit-Learn和TensorFlow》

《Python数据分析与挖掘实战》PDF+完整源码

汽车行业完整知识图谱项目实战视频(全23课)

李沐大神开源《动手学深度学习》，加州伯克利深度学习（2019春）教材

笔记、代码清晰易懂！李航《统计学习方法》最新资源全套！

《神经网络与深度学习》最新2018版中英PDF+源码

将机器学习模型部署为REST API

FashionAI服装属性标签图像识别Top1-5方案分享

重要开源！CNN-RNN-CTC 实现手写汉字识别

yolo3 检测出图像中的不规则汉字

同样是机器学习算法工程师，你的面试为什么过不了？

前海征信大数据算法：风险概率预测

【Keras】完整实现‘交通标志’分类、‘票据’分类两个项目，让你掌握深度学习图像分类

VGG16迁移学习，实现医学图像识别分类工程项目

特征工程(一)

特征工程(二) :文本数据的展开、过滤和分块

特征工程(三):特征缩放,从词袋到 TF-IDF

特征工程(四): 类别特征

特征工程(五): PCA 降维

特征工程(六): 非线性特征提取和模型堆叠

特征工程(七)：图像特征提取和深度学习

如何利用全新的决策树集成级联结构gcForest做特征工程并打分？

Machine Learning Yearning 中文翻译稿

蚂蚁金服2018秋招-算法工程师（共四面）通过

全球AI挑战-场景分类的比赛源码(多模型融合)

斯坦福CS230官方指南：CNN、RNN及使用技巧速查（打印收藏）

python+flask搭建CNN在线识别手写中文网站

中科院Kaggle全球文本匹配竞赛华人第1名团队-深度学习与特征工程

不断更新资源

深度学习、机器学习、数据分析、python

 搜索公众号添加： datayx  

机大数据技术与机器学习工程

 搜索公众号添加： datanlp

长按图片，识别二维码