비전 검사 서비스 Backend

개요¶

GitHub 저장소 링크

사용자가 이미지를 업로드 하고 업로드한 이미지에서 영역을 정해 OCR을 수행할 수 있는 서비스

기술 스택¶

백엔드 서버 구성:
데이터베이스:
OCR 인식 엔진:
배포:

서비스 설명¶

절차적 프로그래밍을 기반으로 한 도메인 주도의 레이어드 아키텍처 구성을 통해 코드 가독성 확보
객체 지향적 프로그래밍 기반의 헥사고날 아키텍처(port - adapter 패턴) 적용을 통해 설계 유연성 확보
배열 데이터의 일괄 처리 시 가독성 향상을 위해 comprehension 문법을 사용한 함수형 프로그래밍 적용
bcrypt 알고리즘을 사용한 JWT 로그인 기능
배포를 위한 docker 컨테이너화

아키텍처¶

시스템 아키텍처¶

서버 가용성 확보를 위한 비동기 처리 적용
커넥션 풀(connection pool) 기반의 ORM 사용
- SQL injection 방지
- 데이터베이스 부하 방지
이미지 BLOB 데이터베이스 및 인식 결과 문서 저장을 위한 No-SQL DB 활용

테서렉트 프로세스 관리를 위해 싱글턴 패턴 활용

테서렉트 프로세스 관리 class

class TesseractInferencer(OcrInferencer):
    _instance = None

    def __new__(cls, path: Path, *args, **kwargs):
        if not cls._instance:
            cls._instance = super(TesseractInferencer, cls).__new__(
                cls, *args, **kwargs
            )
            pytesseract.pytesseract.tesseract_cmd = path
        return cls._instance

    async def extract_text(
        self,
        *,
        image: Image.Image,
        roi: ocr_model.Roi,
        lang: str | None = None,
        config: str = "",
        nice: int = 0,
        timeout: int = 0,
    ) -> list[str]:
        image = crop_image(image=image, roi=roi)
        extracted_text: str = await concurrency.run_in_threadpool(
            func=pytesseract.image_to_string,
            image=image,
            lang=lang,
            config=config,
            nice=nice,
            timeout=timeout,
        )
        res = extracted_text.replace("\n", "").split(" ")
        return res

DB 설계¶

OCR 서비스¶

erDiagram
    ROLE {
        bigint id   PK
        string name UK
    }

    STATE {
        bigint id PK
        string name UK
    }

    ROLE |o..o{ USER : ""
    USER {
        bigint      id                  PK
        string      name                UK  "null"
        string      password                "null"
        string      email               UK  "null"
        datetime    created_datetime
        bigint      role_id             FK  "null"
    }

    STATE ||..o{ USER_STATE : ""
    USER ||..o{ USER_STATE : ""
    USER_STATE {
        bigint      user_id             PK, FK
        bigint      state_id            PK, FK
        string      detail                      "null"
        datetime    created_datetime
    }

    USER ||..o{ LOGGED_IN : creates
    LOGGED_IN {
        bigint      id                  PK
        bigint      user_id             FK
        datetime    created_datetime
    }

    USER ||..o{ IMAGE : owns
    IMAGE {
        bigint      id                  PK
        string      name
        string      media_type              "image MIME type"
        bigint      image_id                "original image id at MongoDB"
        bigint      thumbnail_id            "thumbnail image id at MongoDB"
        datetime    created_datetime
        bigint      user_id             FK
    }

    USER ||..o{ OCR : creates
    IMAGE ||..o{ OCR : meta-data
    OCR {
        bigint      id                  PK
        int         version                 "default=1"
        datetime    created_datetime
        bigint      image_id            FK
        bigint      user_id             FK
        string      content_id              "ocr result id at MongoDB"
    }

    OCR ||..|| BLOB : meta-data
    IMAGE ||..|| BLOB : meta-data

데이터의 생성 및 관리 단위에 따라 테이블 분리 및 정규화
N + 1 문제 방지를 위해 연관 관계(relationship mapping) 사용 지양
IMAGE 엔티티의 image_id, thumbnail_id 칼럼은 BLOB 데이터베이스에 저장된 이미지 데이터의 식별자
OCR 엔티티의 content_id 칼럼은 배열로 도출되는 인식 결과를 문서 형태로 저장한 NO-SQL DB에서의 식별자

주요 비즈니스 프로세스 및 설계¶

이미지 OCR 서비스¶

---
title: Image Upload Process
---
sequenceDiagram
    Client -) FastAPI: API request
    activate FastAPI
    FastAPI -) BLOB Database: upload thumbnail
    BLOB Database --) FastAPI: thumbnail id
    FastAPI -) BLOB Database: upload image
    BLOB Database --) FastAPI: image id
    FastAPI -) Database: insert image meta data
    FastAPI --) Client: response
    deactivate FastAPI

---
title: Document OCR Process
---
sequenceDiagram
    Client -) FastAPI: API request
    activate FastAPI
    FastAPI -) Database: query
    Database --) FastAPI: image meta data
    FastAPI -) BLOB Database: query
    BLOB Database --) FastAPI: image data
    FastAPI ->> Tesseract: ocr request
    Tesseract -->> FastAPI: result
    FastAPI --) Client: response
    FastAPI -) Database: Insert result meta data
    FastAPI -) Document DB: Insert OCR result data
    deactivate FastAPI