容器中的包围盒

用于页面分割和 OCR 的边界框识别

埃利萨维塔-埃泽尔吉纳

区域建议网络(RPN)又称边界框人工智能模型,在文档人工智能领域正变得越来越重要,因为它能大大提高信息提取的效率和准确性。

在这篇博文中,我们将探讨为什么边界框人工智能模型对文档人工智能至关重要,介绍最近的五篇研究论文,并演示 Konfuzio SDK 在提取数据和边界框以训练模型方面的功能。

什么是界线盒?

边界框是图像处理中用于物体检测和碰撞检测的假想矩形。数据注释者在图像中的关键物体周围绘制这些矩形,并定义X和Y坐标,以帮助机器学习算法有效地找到碰撞路径。为了获得更好的预测率,多个边界盒和数据增强方法被一起使用。

边界箱OCR
请参阅有关文件 dev.confuzio.com

定义一个边界框的重要参数是类别(对象类型)、左上角和右下角的(X0,Y0)和(X1,Y1)、中心的(X1,Y1)、宽度、高度和置信度(对象在框内的概率)。两个主要的约定用于指定一个边界盒。左上角和右下角的X和Y坐标或中心的X和Y坐标以及宽度和高度。边界框是高效且经济的图像注释方法。

界限框对文件AI的影响

文档人工智能涉及各种任务,如OCR、文本提取和信息分类,因此边界盒人工智能模型是该过程的一个重要组成部分。边界盒有几个优点。

  1. 准确的文本定位:边界框使文本元素在文档中得到准确的定位,这对正确的提取和分类至关重要。
  2. 复杂的布局处理:文件通常有复杂的布局,有多列、表格和图像。边界盒人工智能模型能有效地分割这些元素,并能更准确地提取数据。
  3. 改善OCR性能:边界盒人工智能模型通过专注于特定的兴趣区域来改善OCR性能,减少误报并提高识别精度。
  4. 改进数据提取:边界盒人工智能模型通过识别和分割特定的文本元素,如姓名、日期和地址,促进从文件中提取相关数据。
  5. 可扩展性:由于边界框人工智能模型是基于深度学习技术,它们可以在最小的人工干预下适应新的和不同的文档类型,使它们在大规模文档人工智能应用中具有高度可扩展性。

机器学习模型的注释数据集

注释的数据集在开发机器学习模型中起着关键作用,特别是对于基于图像的任务。通过提供带注释的图像和围绕感兴趣的物体的边界框,开发者可以创建全面的数据集,帮助模型识别物体类别和特征之间的模式和关联。这些数据集是训练各种深度学习模型的基础,包括用于物体识别和分类的神经网络。

神经网络和计算机视觉应用

神经网络,特别是深度学习模型,如卷积神经网络(CNN),已经彻底改变了计算机视觉应用。这些应用的目标是教机器解释和理解世界上的视觉信息。通过从图像中自动学习特征和模式,这些模型消除了手动创建特征的需要。通过在训练过程中使用注释的边界框,神经网络可以有效地学习定位和识别图像中的物体,从而在文档人工智能和其他计算机视觉领域取得重大进展。

在物体识别模型中包括边界盒

将边界框整合到物体识别模型中,如YOLO、SSD和Faster R-CNN,对它们的训练至关重要。这些模型使用包含边界框的注释数据集来学习如何预测图像中的物体位置和类别。在训练过程中,物体识别模型使用这些注释来优化它们的参数,从而提高预测精度。一旦经过训练,这些模型可以在新的、未见过的图像中生成物体周围的边界框,在各种应用中实现高效和准确的信息提取,包括文档人工智能。

图像和文件数据集

图像数据集

众多的图像和文件数据集可用于训练神经图像处理模型,包括。

  1. COCO(Common Objects in Context)。一个广泛使用的数据集,包含330,000张带有80个物体类别注释的图像,主要用于物体识别、分割和标记任务。
  2. Pascal VOC:一个用于物体识别和分割的流行数据集,包括11,530张带有20个物体类别注释的图像。
  3. 开放的图像。一个广泛的数据集,包括900万张图片和600多个物体类别的注释,适合于物体识别、分割和视觉关系识别任务。
  4. ADE20K:一个用于场景解析的数据集,包含20,210张图片,其中有150个对语义分割任务有用的物体类别的注释。

文件记录

  1. RVL-CDIP(瑞尔森视觉实验室复杂文档信息处理)。一个由400,000张灰度文件图像组成的数据集,带有16个文件类别的注释,适用于文件分类任务。
  2. ICDAR(国际文档分析与识别会议)。与ICDAR会议一起发布的一系列数据集,重点是文本识别、识别和文件图像中的分割等任务。
  3. PubLayNet:一个包含360,000多个文档图像和五个常见版面元素(文本、标题、列表、表格和图)注释的综合数据集,旨在进行文档版面分析和分割。
  4. 基金会SD (Form Understanding in Noisy Scanned Documents)。一个由199个扫描的表格组成的数据集,带有表格理解任务的注释,包括文本识别、键值对提取和表格区域分割。
  5. DocBank:一个由500,000张文档图像组成的综合数据集,注释了13个类别和细粒度的标记级信息,旨在用于文档布局分析和信息提取。

这些数据集涵盖了图像和文档处理的各个方面,为在不同的计算机视觉和文档AI任务中训练神经视觉模型提供了坚实的基础。

关于界线盒AI模型的研究论文

  1. "EfficientDet:可扩展的高效物体检测" 作者:Mingxing Tan, Ruoming Pang and Quoc V. Le.Le.
  2. "级联R-CNN:高质量的物体检测和实例分割",作者是Zhaowei Cai和Nuno Vasconcelos。
  3. "YOLOv4:物体识别的最佳速度和准确性",作者是Alexey Bochkovskiy, Chien-Yao Wang和Hong-Yuan Mark Liao。
  4. "FCOS:全卷积一阶段物体检测",作者田智、沈春华和陈浩。
  5. "DETR:用变形器进行端到端物体检测",作者是Nicolas Carion, Francisco Massa, Gabriel Synnaeve, Nicolas Usunier, Alexander Kirillov 和 Sergey Zagoruyko。

Konfuzio SDK - 数据检索和边界框训练

ǞǞǞ Konfuzio SDK 提供了一个全面的解决方案,用于从文档中检索数据和边界框,使您能够有效地训练您的模型。Konfuzio SDK的主要特点包括。

  1. 数据提取:通过SDK,你可以从文档中高精度地提取文本、图像、表格和其他元素。
  2. 边界框的创建:它能够在文本元素周围创建精确的边界框,促进准确的数据提取和分类。
  3. 自定义模型训练:SDK支持使用你的标记数据训练自定义模型,确保更好的性能和适应你的具体使用情况。
  4. 与流行框架的集成:Konfuzio SDK与流行的深度学习框架(如TensorFlow和PyTorch)无缝集成,因此你可以利用最新的研究和技术。
  5. 持续改进:SDK允许你通过主动学习持续改进你的模型,确保你的文档人工智能系统保持最新并满足不断变化的要求。

界限盒预测的挑战和未来前景

边界盒人工智能模型通过提供准确和有效的页面分割能力,改变了文档人工智能领域。最新的研究显示了这一领域的持续进步。

尽管界线盒预测及其在文档人工智能中的应用取得了重大进展,但仍然存在着挑战。其中一个挑战是如何准确预测高度杂乱或重叠的物体的边界框。此外,物体识别模型的性能在很大程度上取决于注释数据集的质量和数量。

随着对更准确和更有效的文档人工智能系统的需求增加,未来的研究可能会集中在克服这些挑战上,开发创新技术以改进边界框预测,使用无监督或半监督学习,并为训练目的创建更多样化和广泛的数据集。

新的技术,如 "少量学习 "和 "转移学习",有希望减少对大型注释数据集的依赖,或从人类反馈中不断学习,见我们的帖子 人在囧途.这些方法可以帮助减少人工注释的负担,并允许模型在不同的文件类型和布局中更好地进行概括。

此外,自然语言处理(NLP)技术与边界盒人工智能模型的整合有助于提高对文档中的上下文和语义的理解。这种协同作用可以带来更智能的信息提取和分类,使文档人工智能系统能够更好地理解和处理复杂的文档。

另一个可能有助于进一步发展边界盒人工智能模型的研究领域是硬件和软件优化技术的发展。随着深度学习模型变得更加复杂和计算密集,提高边界盒预测器的效率将是至关重要的。硬件的创新,如GPU和专门的人工智能芯片,以及软件优化和算法的进步,将在文档人工智能的持续进步中发挥重要作用。

总而言之,随着研究人员和开发人员继续推动边界盒人工智能模型和相关技术的可能性,文档人工智能的未来似乎很有希望。随着这些技术的不断发展,我们可以期待更加准确、高效和适应性强的文档人工智能系统,能够处理不同行业和领域的广泛任务和挑战。

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