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DAY 3
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生成式 AI

OCR × Layout x Ollama × RAG:打造純地端智慧文件問答系統系列 第 3

Day03 - OCR 知識:OCR 基礎、常見 OCR 應用場景

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在第一天,我們理解了打造一個文件問答系統的全貌,並認識了 RAG、OCR 與 Layout 分析這三大支柱。從今天開始,我們將深入第一個關鍵技術:OCR(Optical Character Recognition,光學字元辨識)。

OCR 是我們讓機器「讀懂」圖片或掃描文件的第一步,也是整個資料處理流程的基礎。沒有好的 OCR,後續的 Layout 分析和 RAG 都將是「垃圾進,垃圾出」(Garbage In, Garbage Out)。

什麼是 OCR?

簡單來說,OCR 是一種將圖片或掃描文件中的文字轉換為機器可編輯、可搜尋的文字格式的技術。想像一下你用手機拍下一張名片,OCR 技術可以直接把名片上的姓名、電話、Email 等資訊抓出來,讓你直接存到通訊錄,而不需要一個字一個字手動輸入。這就是 OCR 的魔力。

OCR 的基本原理

一個典型的 OCR 流程大致可以分為以下幾個步驟:

  1. 影像前處理(Image Preprocessing):提升辨識準確率的準備工作,包含二值化、去雜訊、傾斜校正、對比度增強。
  2. 文字偵測(Text Detection):在圖片中框出文字區域(Bounding Box)。
  3. 文字辨識(Text Recognition):將文字區域內的字元逐一辨識出來,常見方法是深度學習序列模型。
  4. 後處理(Post-processing):利用語言模型或規則修正錯誤,例如「O」與「0」的混淆。

常見 OCR 應用場景

  • 票據/發票辨識:自動提取商店名稱、日期、品項、金額、統一編號,應用於費用報銷與會計自動化。
  • 契約/合約處理:快速抽取條款、人名、日期,協助法務人員縮短審閱時間。
  • 身分證明文件辨識:加速開戶、實名認證等流程,減少人工輸入錯誤。

這些文件都有固定版面,這也凸顯了 Layout 分析 在後續處理的重要性。

OCR 的挑戰與限制

雖然 OCR 已經相當成熟,但在實務上仍面臨不少挑戰:

  • 手寫字體:不同人的筆跡差異很大,辨識困難。
  • 複雜背景:例如收據皺摺、印章、背景花紋都會干擾結果。
  • 多語言與特殊符號:在同一份文件中可能混合中英文、數字、數學公式甚至特殊符號,對模型是一大考驗。
  • 專有領域:像是醫療處方箋或金融契約,專業詞彙或縮寫容易被誤判。

因此在企業應用中,OCR 常需要搭配 人工校正領域專屬模型,才能達到實務可用的水準。

OCR 的進一步應用與未來發展

隨著 AI 與深度學習的發展,OCR 已不再只是「文字辨識」這麼單純,而是逐步與 NLP(自然語言處理)知識檢索 結合。例如:

  • 智慧文件搜尋:將 OCR 輸出的文字建立索引,讓使用者能快速檢索大量 PDF。
  • RPA(Robotic Process Automation)整合:OCR 自動讀取發票、契約,並由 RPA 機器人自動輸入到後台系統。
  • 結合 RAG 問答系統:OCR 將紙本或掃描文件數位化,RAG 再進一步讓使用者能直接「問文件問題」。

未來 OCR 不僅僅是「辨識文字」,更會成為 結構化知識入口,讓紙本與影像世界中的資訊能與 AI 系統無縫對接。

主流 OCR 工具巡禮:Tesseract, EasyOCR, PaddleOCR

了解了 OCR 的基礎後,我們該如何選擇適合的工具來實作呢?目前最常見的三大開源 OCR 工具分別是:

  1. Tesseract OCR (Day 4):Google 維護,支援語言多,但複雜版面與手寫字效能不足。
  2. EasyOCR (Day 5):基於 PyTorch,安裝簡單,支援超過 80 種語言,適合快速原型開發。
  3. PaddleOCR (Day 6):百度開源,功能完整,特別擅長中文辨識與端到端部署。

接下來三天,我們將會實際安裝、操作並比較這三款工具。

小結

今天我們學習了 OCR 的基本定義、運作原理與常見應用,也看到了它的挑戰與未來趨勢。OCR 是打開文件世界的第一把鑰匙,沒有這一步,後續的 Layout 分析與 RAG 就無從談起。明天我們將從最經典的 Tesseract OCR 開始,動手體驗真正的實作!


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