Latexocr paddle (PaddlePaddle#13401)

* commit_test

* modified:   configs/rec/rec_latex_ocr.yml
	deleted:    ppocr/modeling/backbones/rec_resnetv2.py

* ntuple_solve

* style

* style

* style

* style

* style

* style

* style

* style

* style

* delete comment

* cla_email

configs/rec/rec_latex_ocr.yml

@@ -0,0 +1,126 @@
+Global:
+  use_gpu: True
+  epoch_num: 500
+  log_smooth_window: 20
+  print_batch_step: 100
+  save_model_dir: ./output/rec/latex_ocr/
+  save_epoch_step: 5
+  max_seq_len: 512
+  # evaluation is run every 60000 iterations (22 epoch)(batch_size = 56)
+  eval_batch_step: [0, 60000]
+  cal_metric_during_train: True
+  pretrained_model:
+  checkpoints:
+  save_inference_dir:
+  use_visualdl: False
+  infer_img: doc/datasets/pme_demo/0000013.png
+  infer_mode: False
+  use_space_char: False
+  rec_char_dict_path:  ppocr/utils/dict/latex_ocr_tokenizer.json
+  save_res_path: ./output/rec/predicts_latexocr.txt
+
+Optimizer:
+  name: AdamW
+  beta1: 0.9
+  beta2: 0.999
+  lr:
+    name: Const
+    learning_rate: 0.0001
+
+Architecture:
+  model_type: rec
+  algorithm: LaTeXOCR
+  in_channels: 1
+  Transform:
+  Backbone:
+    name: HybridTransformer
+    img_size: [192, 672]
+    patch_size: 16
+    num_classes: 0
+    embed_dim: 256
+    depth: 4
+    num_heads: 8
+    input_channel: 1
+    is_predict: False
+    is_export: False
+  Head:
+    name: LaTeXOCRHead
+    pad_value: 0
+    is_export: False
+    decoder_args:
+      attn_on_attn: True
+      cross_attend: True
+      ff_glu: True
+      rel_pos_bias: False
+      use_scalenorm: False
+
+Loss:
+  name: LaTeXOCRLoss
+
+PostProcess:
+  name: LaTeXOCRDecode
+  rec_char_dict_path: ppocr/utils/dict/latex_ocr_tokenizer.json
+
+Metric:
+  name: LaTeXOCRMetric
+  main_indicator:  exp_rate
+  cal_blue_score: False
+
+Train:
+  dataset:
+    name: LaTeXOCRDataSet
+    data: ./train_data/LaTeXOCR/latexocr_train.pkl
+    min_dimensions: [32, 32]
+    max_dimensions: [672, 192]
+    batch_size_per_pair: 56
+    keep_smaller_batches: False
+    transforms:
+      - DecodeImage:
+          channel_first: False
+      - MinMaxResize:
+          min_dimensions: [32, 32]
+          max_dimensions: [672, 192]        
+      - LatexTrainTransform:
+          bitmap_prob: .04
+      - NormalizeImage:
+          mean: [0.7931, 0.7931, 0.7931]
+          std: [0.1738, 0.1738, 0.1738]
+          order: 'hwc'
+      - LatexImageFormat:
+      - KeepKeys:
+          keep_keys: ['image']
+  loader:
+    shuffle: True
+    batch_size_per_card: 1
+    drop_last: False
+    num_workers: 0
+    collate_fn: LaTeXOCRCollator
+
+Eval:
+  dataset:
+    name: LaTeXOCRDataSet
+    data: ./train_data/LaTeXOCR/latexocr_val.pkl
+    min_dimensions: [32, 32]
+    max_dimensions: [672, 192]
+    batch_size_per_pair: 10
+    keep_smaller_batches: True
+    transforms:
+      - DecodeImage:
+          channel_first: False
+      - MinMaxResize:
+          min_dimensions: [32, 32]
+          max_dimensions: [672, 192]  
+      - LatexTestTransform:
+      - NormalizeImage:
+          mean: [0.7931, 0.7931, 0.7931]
+          std: [0.1738, 0.1738, 0.1738]
+          order: 'hwc'
+      - LatexImageFormat:
+      - KeepKeys:
+          keep_keys: ['image']
+  loader:
+    shuffle: False
+    drop_last: False
+    batch_size_per_card: 1
+    num_workers: 0
+    collate_fn: LaTeXOCRCollator

doc/doc_ch/algorithm_overview.md

@@ -137,13 +137,21 @@ PaddleOCR将**持续新增**支持OCR领域前沿算法与模型，**欢迎广
 
 已支持的公式识别算法列表（戳链接获取使用教程）：
 - [x]  [CAN](./algorithm_rec_can.md)
+- [x]  [LaTeX-OCR](./algorithm_rec_latex_ocr.md)
 
 在CROHME手写公式数据集上，算法效果如下：
 
 |模型    |骨干网络|配置文件|ExpRate|下载链接|
 | ----- | ----- | ----- | ----- | ----- |
 |CAN|DenseNet|[rec_d28_can.yml](../../configs/rec/rec_d28_can.yml)|51.72%|[训练模型](https://paddleocr.bj.bcebos.com/contribution/rec_d28_can_train.tar)|
 
+在LaTeX-OCR印刷公式数据集上，算法效果如下：
+
+| 模型        | 骨干网络       |配置文件 | BLEU score  | normed edit distance  |  ExpRate  |下载链接|
+|-----------|------------| ----- |:-----------:|:---------------------:|:---------:| ----- |
+| LaTeX-OCR | Hybrid ViT |[rec_latex_ocr.yml](../../configs/rec/rec_latex_ocr.yml)|   0.8821    |        0.0823         |  40.01%   |[训练模型](https://paddleocr.bj.bcebos.com/contribution/rec_latex_ocr_train.tar)|
+
+
 <a name="2"></a>
 
 ## 2. 端到端算法

doc/doc_ch/algorithm_rec_latex_ocr.md

@@ -0,0 +1,171 @@
+# 印刷数学公式识别算法-LaTeX-OCR
+
+- [1. 算法简介](#1)
+- [2. 环境配置](#2)
+- [3. 模型训练、评估、预测](#3)
+    - [3.1 pickle 标签文件生成](#3-1)
+    - [3.2 训练](#3-2)
+    - [3.3 评估](#3-3)
+    - [3.4 预测](#3-4)
+- [4. 推理部署](#4)
+    - [4.1 Python推理](#4-1)
+    - [4.2 C++推理](#4-2)
+    - [4.3 Serving服务化部署](#4-3)
+    - [4.4 更多推理部署](#4-4)
+- [5. FAQ](#5)
+
+<a name="1"></a>
+## 1. 算法简介
+
+原始项目：
+> [https://github.com/lukas-blecher/LaTeX-OCR](https://github.com/lukas-blecher/LaTeX-OCR)
+
+
+
+<a name="model"></a>
+`LaTeX-OCR`使用[`LaTeX-OCR印刷公式数据集`](https://drive.google.com/drive/folders/13CA4vAmOmD_I_dSbvLp-Lf0s6KiaNfuO)进行训练，在对应测试集上的精度如下：
+
+| 模型        | 骨干网络       |配置文件 | BLEU score  | normed edit distance  |  ExpRate  |下载链接|
+|-----------|------------| ----- |:-----------:|:---------------------:|:---------:| ----- |
+| LaTeX-OCR | Hybrid ViT |[rec_latex_ocr.yml](../../configs/rec/rec_latex_ocr.yml)|   0.8821    |        0.0823         |  40.01%   |[训练模型](https://paddleocr.bj.bcebos.com/contribution/rec_latex_ocr_train.tar)|
+
+<a name="2"></a>
+## 2. 环境配置
+请先参考[《运行环境准备》](./environment.md)配置PaddleOCR运行环境，参考[《项目克隆》](./clone.md)克隆项目代码。
+
+<a name="3"></a>
+## 3. 模型训练、评估、预测
+
+<a name="3-1"></a>
+
+### 3.1 pickle 标签文件生成
+从[谷歌云盘](https://drive.google.com/drive/folders/13CA4vAmOmD_I_dSbvLp-Lf0s6KiaNfuO)中下载 formulae.zip 和 math.txt，之后，使用如下命令，生成 pickle 标签文件。
+
+```shell
+# 创建 LaTeX-OCR 数据集目录
+mkdir -p train_data/LaTeXOCR
+# 解压formulae.zip ，并拷贝math.txt
+unzip -d train_data/LaTeXOCR path/formulae.zip
+cp path/math.txt train_data/LaTeXOCR
+# 将原始的 .txt 文件转换为 .pkl 文件，从而对不同尺度的图像进行分组
+# 训练集转换
+python ppocr/utils/formula_utils/math_txt2pkl.py --image_dir=train_data/LaTeXOCR/train --mathtxt_path=train_data/LaTeXOCR/math.txt --output_dir=train_data/LaTeXOCR/
+# 验证集转换
+python ppocr/utils/formula_utils/math_txt2pkl.py --image_dir=train_data/LaTeXOCR/val --mathtxt_path=train_data/LaTeXOCR/math.txt --output_dir=train_data/LaTeXOCR/
+# 测试集转换
+python ppocr/utils/formula_utils/math_txt2pkl.py --image_dir=train_data/LaTeXOCR/test --mathtxt_path=train_data/LaTeXOCR/math.txt --output_dir=train_data/LaTeXOCR/
+```
+
+### 3.2 模型训练
+
+请参考[文本识别训练教程](./recognition.md)。PaddleOCR对代码进行了模块化，训练`LaTeX-OCR`识别模型时需要**更换配置文件**为`LaTeX-OCR`的[配置文件](../../configs/rec/rec_latex_ocr.yml)。
+
+#### 启动训练
+
+
+具体地，在完成数据准备后，便可以启动训练，训练命令如下：
+```shell
+#单卡训练 (默认训练方式)
+python3 tools/train.py -c configs/rec/rec_latex_ocr.yml
+#多卡训练，通过--gpus参数指定卡号
+python3 -m paddle.distributed.launch --gpus '0,1,2,3'  tools/train.py -c configs/rec/rec_latex_ocr.yml
+```
+
+**注意：**
+
+- 默认每训练22个epoch（60000次iteration）进行1次评估，若您更改训练的batch_size，或更换数据集，请在训练时作出如下修改
+```
+python3 tools/train.py -c configs/rec/rec_latex_ocr.yml -o Global.eval_batch_step=[0,{length_of_dataset//batch_size*22}]
+```
+
+<a name="3-2"></a>
+### 3.3 评估
+
+可下载已训练完成的[模型文件](https://paddleocr.bj.bcebos.com/contribution/rec_latex_ocr_train.tar)，使用如下命令进行评估：
+
+```shell
+# 注意将pretrained_model的路径设置为本地路径。若使用自行训练保存的模型，请注意修改路径和文件名为{path/to/weights}/{model_name}。
+# 验证集评估
+python3 tools/eval.py -c configs/rec/rec_latex_ocr.yml -o Global.pretrained_model=./rec_latex_ocr_train/best_accuracy.pdparams Metric.cal_blue_score=True
+# 测试集评估
+python3 tools/eval.py -c configs/rec/rec_latex_ocr.yml -o Global.pretrained_model=./rec_latex_ocr_train/best_accuracy.pdparams Metric.cal_blue_score=True Eval.dataset.data=./train_data/LaTeXOCR/latexocr_test.pkl
+```
+
+<a name="3-3"></a>
+### 3.4 预测
+
+使用如下命令进行单张图片预测：
+```shell
+# 注意将pretrained_model的路径设置为本地路径。
+python3 tools/infer_rec.py -c configs/rec/rec_latex_ocr.yml  -o  Architecture.Backbone.is_predict=True Architecture.Backbone.is_export=True Architecture.Head.is_export=True Global.infer_img='./doc/datasets/pme_demo/0000013.png' Global.pretrained_model=./rec_latex_ocr_train/best_accuracy.pdparams
+# 预测文件夹下所有图像时，可修改infer_img为文件夹，如 Global.infer_img='./doc/datasets/pme_demo/'。
+```
+
+<a name="4"></a>
+## 4. 推理部署
+
+<a name="4-1"></a>
+### 4.1 Python推理
+首先将训练得到best模型，转换成inference model。这里以训练完成的模型为例（[模型下载地址](https://paddleocr.bj.bcebos.com/contribution/rec_latex_ocr_train.tar) )，可以使用如下命令进行转换：
+
+```shell
+# 注意将pretrained_model的路径设置为本地路径。
+python3 tools/export_model.py -c configs/rec/rec_latex_ocr.yml -o Global.pretrained_model=./rec_latex_ocr_train/best_accuracy.pdparams Global.save_inference_dir=./inference/rec_latex_ocr_infer/ Architecture.Backbone.is_predict=True Architecture.Backbone.is_export=True Architecture.Head.is_export=True
+
+# 目前的静态图模型支持的最大输出长度为512
+```
+**注意：**
+- 如果您是在自己的数据集上训练的模型，并且调整了字典文件，请检查配置文件中的`rec_char_dict_path`是否为所需要的字典文件。
+- [转换后模型下载地址](https://paddleocr.bj.bcebos.com/contribution/rec_latex_ocr_infer.tar)
+
+转换成功后，在目录下有三个文件：
+```
+/inference/rec_latex_ocr_infer/
+    ├── inference.pdiparams         # 识别inference模型的参数文件
+    ├── inference.pdiparams.info    # 识别inference模型的参数信息，可忽略
+    └── inference.pdmodel           # 识别inference模型的program文件
+```
+
+执行如下命令进行模型推理：
+
+```shell
+python3 tools/infer/predict_rec.py --image_dir='./doc/datasets/pme_demo/0000295.png' --rec_algorithm="LaTeXOCR" --rec_batch_num=1 --rec_model_dir="./inference/rec_latex_ocr_infer/"  --rec_char_dict_path="./ppocr/utils/dict/latex_ocr_tokenizer.json"
+
+# 预测文件夹下所有图像时，可修改image_dir为文件夹，如 --image_dir='./doc/datasets/pme_demo/'。
+```
+&nbsp;
+
+![测试图片样例](../datasets/pme_demo/0000295.png)
+
+执行命令后，上面图像的预测结果（识别的文本）会打印到屏幕上，示例如下：
+```shell
+Predicts of ./doc/datasets/pme_demo/0000295.png:\zeta_{0}(\nu)=-{\frac{\nu\varrho^{-2\nu}}{\pi}}\int_{\mu}^{\infty}d\omega\int_{C_{+}}d z{\frac{2z^{2}}{(z^{2}+\omega^{2})^{\nu+1}}}{\tilde{\Psi}}(\omega;z)e^{i\epsilon z}~~~,
+```
+
+
+**注意**：
+
+- 需要注意预测图像为**白底黑字**，即手写公式部分为黑色，背景为白色的图片。
+- 在推理时需要设置参数`rec_char_dict_path`指定字典，如果您修改了字典，请修改该参数为您的字典文件。
+- 如果您修改了预处理方法，需修改`tools/infer/predict_rec.py`中 LaTeX-OCR 的预处理为您的预处理方法。
+
+
+<a name="4-2"></a>
+### 4.2 C++推理部署
+
+由于C++预处理后处理还未支持 LaTeX-OCR，所以暂未支持
+
+<a name="4-3"></a>
+### 4.3 Serving服务化部署
+
+暂不支持
+
+<a name="4-4"></a>
+### 4.4 更多推理部署
+
+暂不支持
+
+<a name="5"></a>
+## 5. FAQ
+
+1. LaTeX-OCR 数据集来自于[LaTeXOCR源repo](https://github.com/lukas-blecher/LaTeX-OCR) 。

doc/doc_en/algorithm_overview_en.md

@@ -137,6 +137,8 @@ On the TextZoom public dataset, the effect of the algorithm is as follows:
 Supported formula recognition algorithms (Click the link to get the tutorial):
 
 - [x]  [CAN](./algorithm_rec_can_en.md)
+- [x]  [LaTeX-OCR](./algorithm_rec_latex_ocr_en.md)
+
 
 On the CROHME handwritten formula dataset, the effect of the algorithm is as follows:
 
@@ -145,6 +147,13 @@ On the CROHME handwritten formula dataset, the effect of the algorithm is as fol
 |CAN|DenseNet|[rec_d28_can.yml](../../configs/rec/rec_d28_can.yml)|51.72%|[trained model](https://paddleocr.bj.bcebos.com/contribution/rec_d28_can_train.tar)|
 
 
+On the LaTeX-OCR printed formula dataset, the effect of the algorithm is as follows:
+
+| Model       | Backbone |config| BLEU score  | normed edit distance  |  ExpRate  |Download link|
+|-----------|----------| ---- |:-----------:|:---------------------:|:---------:| ----- |
+| LaTeX-OCR | Hybrid ViT |[rec_latex_ocr.yml](../../configs/rec/rec_latex_ocr.yml)|   0.8821    |        0.0823         |  40.01%   |[trained model](https://paddleocr.bj.bcebos.com/contribution/rec_latex_ocr_train.tar)|
+
+
 <a name="2"></a>
 
 ## 2. End-to-end OCR Algorithms