Системы распознавания автомобильных номеров состоят из двух модулей: детекция и распознавание символов (Optical Character Recognition, OCR). Детектор выделяет прямоугольник с номером из изображения, а OCR конвертирует его в текст. Будем считать, что детектор уже реализован. В рамках вступительного экзамена предлагается самостоятельно обучить модель OCR для автомобильных номеров.
Пример входа:
Пример выхода: 皖AD16688
Предлагается реализовать модель, состоящую из двух блоков: Fully-convolutional CNN (FCNN) и Bi-LSTM. На выходе предлагается использовать Cross-entropy или CTC-loss.
Пример архитектуры:
Не обязательно реализовывать такой подход. Любое решение с хорошим качеством распознавания подойдёт (residual networks, attention, трансформеры и др.). Главное ограничение – нельзя использовать предобученные веса модели.
Предлагается использовать корпус CCPD2019. Специально для участников курса DL мы выделили регионы интереса и распарсили метки из исходного корпуса. В test вошли изображения из CCPD-weather. Подготовленный корпус можно скачать по ссылке.
Для сдачи проекта нужно подготовить ноутбук с решением. В каждом решении должны быть описанные ниже блоки.
- Подготовка данных. Нужно реализовать класс данных (наследник torch.utils.data.Dataset). Класс должен считывать входные изображения и выделять метки из имён файлов. Для чтения изображений предлагается использовать библиотеку OpenCV (методы cv2.imread, cv2.resize и cv2.cvtColor). В базовом варианте достаточно загрузить тренировочную и тестовую части корпуса. Можно также отделить валидационный корпус от тренировочного. Также предлагается реализовать механизм аугментаций для повышения качества обучения.
- Создание и обучение модели. Код модели должен быть реализован через слои стандартной библиотеки torch (torchvision.models и аналоги использовать нельзя). Поскольку число символов в номерах фиксировано, можно использовать обычный кросс-энтропийный критерий. Желающие могут использовать и CTC-loss. Цикл обучения можно реализовать самостоятельно или воспользоваться библиотеками PyTorch Lightning / Catalyst.
- Подсчет метрик. Качество модели должно оцениваться по двум метрикам: accuracy и Character Error Rate (CER). Accuracy считает долю правильно распознанных номеров. CER оценивает число посимвольных ошибок. Можно реализовать метрики самостоятельно или взять готовые реализации из интернета.
- Анализ ошибок модели. В этой секции нужно найти изображения из тестового корпуса, на которых модель ошибается сильнее всего (по loss или по CER). Предлагается выписать в ноутбук возможные причины появления этих ошибок и пути устранения.
Работа будет оцениваться по следующим критериям:
- Качество кода
- Качество реализованного подхода
- Качество описания принимаемых решений и анализа ошибок
- Финальные метрики