docs(asl): Complete Tool 3 extraction workbench V2.0 development plan (v1.5)

ASL Tool 3 Development Plan:
- Architecture blueprint v1.5 (6 rounds of architecture review, 13 red lines)
- M1/M2/M3 sprint checklists (Skeleton Pipeline / HITL Workbench / Dynamic Template Engine)
- Code patterns cookbook (9 chapters: Fan-out, Prompt engineering, ACL, SSE dual-track, etc.)
- Key patterns: Fan-out with Last Child Wins, Optimistic Locking, teamConcurrency throttling
- PKB ACL integration (anti-corruption layer), MinerU Cache-Aside, NOTIFY/LISTEN cross-pod SSE
- Data consistency snapshot for long-running extraction tasks

Platform capability:
- Add distributed Fan-out task pattern development guide (7 patterns + 10 anti-patterns)
- Add system-level async architecture risk analysis blueprint
- Add PDF table extraction engine design and usage guide (MinerU integration)
- Add table extraction source code (TableExtractionManager + MinerU engine)

Documentation updates:
- Update ASL module status with Tool 3 V2.0 plan readiness
- Update system status document (v6.2) with latest milestones
- Add V2.0 product requirements, prototypes, and data dictionary specs
- Add architecture review documents (4 rounds of review feedback)
- Add test PDF files for extraction validation

Co-authored-by: Cursor <cursoragent@cursor.com>
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2026-02-23 22:49:16 +08:00
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@@ -0,0 +1,584 @@
# PDF 表格提取引擎设计方案
> **文档版本**: v1.0
> **创建日期**: 2026-02-23
> **最后更新**: 2026-02-23
> **文档目的**: 定义 PDF 表格提取引擎的统一架构,为系统综述/Meta 分析等场景提供精确的结构化表格数据
> **核心原则**: 引擎对使用者透明 — 提交 PDF返回结构化表格无需关心底层实现
> **当前状态**: MinerU Cloud API (VLM) 已接入并完成测试,其他引擎待逐步评测
---
## 1. 业务背景
### 1.1 核心需求
ASL 智能文献模块的**全文复筛**环节,需要从医学 PDF 文献中精确提取数据表格:
- **系统综述 (Systematic Review)**: 基线特征表、结局指标表、不良事件表
- **Meta 分析**: 效应值、置信区间、样本量等关键数值
- **数据核验**: 数值必须与原文 100% 一致,不容许任何精度损失
### 1.2 为什么独立建设
当前文档处理引擎基于 `pymupdf4llm`,定位是 **PDF → Markdown 全文文本转换**,在表格提取场景中存在严重缺陷:
| 问题 | 实测数据 |
|------|----------|
| 8 篇 PDF 仅 1 篇输出结构化表格 | 表格检出率 12.5% |
| 其余 7 篇表格退化为纯文本 | 行列结构完全丢失 |
| 不支持合并单元格 | 医学表格大量使用 rowspan/colspan |
**结论:全文文本提取和结构化表格提取是两个不同的能力,需要分别建设。**
---
## 2. 引擎架构设计
### 2.1 核心理念
> **使用者不需要关心底层用了什么技术,只需要:提交 PDF → 获取结构化表格。**
底层引擎可以是 MinerU、Qwen-VL、PaddleOCR、Docling 或任意其他方案,通过统一接口抽象,实现热切换和渐进升级。
### 2.2 统一架构
```
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 业务层 (使用者) │
│ ASL 全文复筛 / 系统综述数据提取 / Meta 分析 │
│ │
│ const tables = await tableEngine.extract(pdfBuffer); │
│ // 只关心输入 PDF 和输出 tables不关心底层引擎 │
└───────────────────────────┬─────────────────────────────────┘
┌───────────────────────────▼─────────────────────────────────┐
│ PDF 表格提取引擎 (统一抽象层) │
│ │
│ interface TableExtractionEngine { │
│ extract(pdf: Buffer): Promise<ExtractedTable[]> │
│ extractFromUrl(url: string): Promise<ExtractedTable[]> │
│ } │
│ │
│ 统一输出ExtractedTable[] │
│ ┌──────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ { title, headers, rows, mergedCells, footnotes, │ │
│ │ pageNumber, confidence, rawHtml } │ │
│ └──────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ 引擎适配器 (可插拔) │
│ │
│ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │
│ │ MinerU │ │ Qwen3-VL │ │ PaddleOCR-VL │ │
│ │ Cloud API │ │ 多模态 LLM │ │ 百度 OCR │ │
│ │ (VLM) │ │ │ │ │ │
│ │ ✅ 已接入 │ │ 📋 待评测 │ │ 📋 待评测 │ │
│ └──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────┘ │
│ │
│ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │
│ │ Qwen-OCR + │ │ Docling │ │ DeepSeek │ │
│ │ Qwen-Long │ │ (IBM) │ │ LLM │ │
│ │ │ │ │ │ │ │
│ │ 📋 待评测 │ │ 📋 待评测 │ │ ✅ 已测试 │ │
│ └──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────┘ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
```
### 2.3 统一输出格式
无论底层使用哪个引擎,输出都遵循统一的 `ExtractedTable` 结构:
```typescript
interface ExtractedTable {
/** 表格标题 (如 "Table 1 Baseline characteristics") */
title: string;
/** 表头行 */
headers: string[];
/** 数据行 (二维数组) */
rows: string[][];
/** 合并单元格信息 */
mergedCells?: MergedCell[];
/** 脚注 */
footnotes?: string[];
/** 所在 PDF 页码 */
pageNumber?: number;
/** 引擎自信度 (0-1) */
confidence?: number;
/** 原始 HTML (供前端渲染或调试) */
rawHtml?: string;
/** 原始 Markdown (备选格式) */
rawMarkdown?: string;
}
interface MergedCell {
row: number;
col: number;
rowSpan: number;
colSpan: number;
}
```
---
## 3. 候选引擎全景
### 3.1 引擎候选清单
| 引擎 | 类型 | 特点 | 成本 | 状态 |
|------|------|------|------|------|
| **MinerU Cloud API** | VLM 云端 | 表格结构最完整rowspan/colspan 支持 | 2000 页/天免费 | ✅ 已接入 |
| **Qwen3-VL** | 多模态 LLM | 多模态理解最强,复杂表格语义识别好 | 按 token 计费 | 📋 待评测 |
| **Qwen-OCR + Qwen-Long** | OCR + LLM 组合 | 成本最低、功能最全的组合方案 | 极低 | 📋 待评测 |
| **百度 PaddleOCR-VL 1.5** | VL OCR | 医学场景案例多,准确率高,免费额度最多 | 官方免费额度多 | 📋 待评测 |
| **Docling (IBM)** | 本地部署 | MIT 开源TableFormer 模型,可完全离线 | 免费 (本地部署) | 📋 待评测 |
| **DeepSeek LLM** | 文本 LLM | 从原始文本重构表格Markdown 输出 | ~0.14 元/万 token | ✅ 已测试 |
### 3.2 推荐分类
**最佳性价比组合:**
1. **Qwen-OCR + Qwen-Long** — 成本最低,功能最全
2. **百度 PaddleOCR-VL** — 官方免费额度最多,技术最成熟
**医学文献表格提取最佳选择:**
1. **Qwen3-VL** — 多模态理解最强,支持复杂表格
2. **百度 PaddleOCR-VL 1.5** — 医学场景案例多,准确率高
**数据合规 / 离线场景:**
1. **Docling (IBM)** — MIT 开源,完全本地部署
### 3.3 评测计划
按优先级逐步评测,使用同一组 8 篇医学 PDF 文献作为基准:
| 阶段 | 引擎 | 优先级 | 评测重点 |
|------|------|--------|----------|
| ✅ 已完成 | MinerU Cloud API | — | 作为 baseline |
| ✅ 已完成 | DeepSeek LLM | — | 文本 LLM 方案的上限 |
| P1 待测 | Qwen3-VL | 高 | 多模态 vs MinerU VLM 的表格精度 |
| P1 待测 | PaddleOCR-VL 1.5 | 高 | 免费额度 + 医学场景准确率 |
| P2 待测 | Qwen-OCR + Qwen-Long | 中 | 验证最低成本方案的可行性 |
| P2 待测 | Docling | 中 | 离线方案,评估部署成本 |
---
## 4. 已完成测试MinerU vs pymupdf4llm vs DeepSeek
### 4.1 测试概要
- **测试对象**: 8 篇真实医学 PDF 文献(含 1 篇中文),涵盖 RCT、队列研究
- **测试方法**: pymupdf4llm (本地) / MinerU Cloud API (VLM) / DeepSeek LLM (deepseek-chat)
### 4.2 核心结果
| 指标 | pymupdf4llm | MinerU API (VLM) | DeepSeek LLM |
|------|-------------|------------------|--------------|
| 结构化表格检出 | 3 个 (12.5%) | **28 个 (100%)** | 24 个 (85%) |
| 输出格式 | 纯文本 | **HTML `<table>`** | Markdown `\|..\|` |
| 合并单元格 | ❌ | **✅ rowspan/colspan** | ⚠️ 文字描述 |
| 数值精度 | ✅ 原始 | **✅ 100% 保真** | ⚠️ 可能翻译 |
| 总耗时 (8 篇) | 16.1s | ~50s | 234.6s |
| 综合评分 | 2.7/5 | **4.6/5** | 3.4/5 |
### 4.3 逐文件对比
| # | 文件 | pymupdf4llm | MinerU API | DeepSeek LLM |
|---|------|-------------|------------|--------------|
| 1 | S2589537025 (EClinMed) | 0 表格 | **1 HTML** | 1 MD |
| 2 | Dongen 2003 | 0 结构化 | **4 HTML** | 3 MD |
| 3 | Ginkgo+Donepezil | 0 结构化 | **3 HTML** | 3 MD |
| 4 | Ginkgo Community | 0 结构化 | **6 HTML** | 6 MD |
| 5 | Ginkgo NPS | 3 MD | **3 HTML** | 3 MD |
| 6 | Herrschaft 2012 | 0 结构化 | **3 HTML** | 3 MD |
| 7 | Ihl 2011 | 0 结构化 | **3 HTML** | 3 MD |
| 8 | NIRS 队列研究 (中文) | 0 结构化 | **5 HTML** | 2 MD |
### 4.4 质量深度分析 (Herrschaft 2012 — Table 1)
原始表格: 5 列、18 行,"Type of dementia" 合并 3 行。
| 特征 | pymupdf4llm | MinerU API | DeepSeek LLM |
|------|-------------|------------|--------------|
| 列数正确 | ❌ 无结构 | **✅ 5 列** | ✅ 4 列 |
| 行数完整 | ✅ 数据在 | **✅ 18 行** | ✅ 18 行 |
| 合并单元格 | ❌ | **✅ rowspan=3** | ⚠️ 加粗标注 |
| 数值保真 | ✅ | **✅ 含 ±** | ⚠️ 翻译行名 |
### 4.5 综合评分
| 维度 | pymupdf4llm | MinerU API | DeepSeek LLM |
|------|:-----------:|:----------:|:------------:|
| 表格检测率 | 1/5 | **5/5** | 4/5 |
| 结构保真度 | 1/5 | **5/5** | 4/5 |
| 数值精度 | 5/5 | **5/5** | 4/5 |
| 速度 | 5/5 | 3/5 | 2/5 |
| 合并单元格 | 1/5 | **5/5** | 3/5 |
| 中文支持 | 3/5 | **5/5** | 4/5 |
| 成本 | 5/5 | 4/5 | 3/5 |
| **综合** | **2.7** | **4.6** | **3.4** |
---
## 5. 技术实现设计
### 5.1 接口抽象
```typescript
// common/document/tableExtraction/types.ts
/** 统一引擎接口 — 所有适配器必须实现 */
interface ITableExtractionEngine {
readonly name: string;
extract(pdf: Buffer, options?: ExtractionOptions): Promise<ExtractionResult>;
}
interface ExtractionOptions {
language?: 'ch' | 'en' | 'auto';
/** 指定页码范围,如 "1-5,8" */
pageRanges?: string;
/** 是否启用公式识别 */
enableFormula?: boolean;
}
interface ExtractionResult {
tables: ExtractedTable[];
/** 引擎名称 */
engine: string;
/** 处理耗时 (ms) */
duration: number;
/** PDF 总页数 */
pageCount: number;
/** 原始 Markdown 全文 (可选) */
fullMarkdown?: string;
}
```
### 5.2 引擎管理器
```typescript
// common/document/tableExtraction/engineManager.ts
class TableExtractionEngineManager {
private engines: Map<string, ITableExtractionEngine> = new Map();
private defaultEngine: string = 'mineru';
/** 注册引擎适配器 */
register(engine: ITableExtractionEngine): void {
this.engines.set(engine.name, engine);
}
/** 设置默认引擎 */
setDefault(name: string): void {
this.defaultEngine = name;
}
/** 提取表格 — 使用者唯一入口 */
async extract(
pdf: Buffer,
options?: ExtractionOptions & { engine?: string }
): Promise<ExtractionResult> {
const engineName = options?.engine || this.defaultEngine;
const engine = this.engines.get(engineName);
if (!engine) throw new Error(`Engine not found: ${engineName}`);
return engine.extract(pdf, options);
}
}
```
### 5.3 MinerU 适配器 (第一个实现)
```typescript
// common/document/tableExtraction/engines/mineruEngine.ts
class MinerUEngine implements ITableExtractionEngine {
readonly name = 'mineru';
async extract(pdf: Buffer, options?: ExtractionOptions): Promise<ExtractionResult> {
// 1. 请求上传 URL
// 2. 上传 PDF
// 3. 轮询等待解析完成
// 4. 下载结果 ZIP
// 5. 解析 HTML 表格 → ExtractedTable[]
// ...
}
}
```
### 5.4 未来适配器 (预留接口)
```typescript
// 后续逐步实现
class Qwen3VLEngine implements ITableExtractionEngine { ... }
class PaddleOCRVLEngine implements ITableExtractionEngine { ... }
class QwenOCRLongEngine implements ITableExtractionEngine { ... }
class DoclingEngine implements ITableExtractionEngine { ... }
```
### 5.5 文件规划
```
backend/src/common/document/tableExtraction/
├── types.ts # 统一类型定义
├── engineManager.ts # 引擎管理器 (统一入口)
├── htmlTableParser.ts # HTML <table> → ExtractedTable 转换
├── engines/
│ ├── mineruEngine.ts # MinerU Cloud API 适配器 ✅ 首个实现
│ ├── qwen3vlEngine.ts # Qwen3-VL 适配器 (待实现)
│ ├── paddleOcrEngine.ts # PaddleOCR-VL 适配器 (待实现)
│ ├── qwenOcrLongEngine.ts # Qwen-OCR + Qwen-Long 适配器 (待实现)
│ ├── doclingEngine.ts # Docling 适配器 (待实现)
│ └── deepseekEngine.ts # DeepSeek LLM 适配器 (已测试,可选)
└── index.ts # 导出统一入口
```
---
## 6. 使用方式
### 6.1 业务层调用 (使用者视角)
```typescript
import { getTableExtractionEngine } from '@/common/document/tableExtraction';
// 使用者不需要知道底层是 MinerU 还是 Qwen-VL
const engine = getTableExtractionEngine();
const result = await engine.extract(pdfBuffer, { language: 'auto' });
for (const table of result.tables) {
console.log(`${table.title}: ${table.rows.length}× ${table.headers.length}`);
// 直接使用结构化数据
}
```
### 6.2 管理员切换引擎
```bash
# backend/.env — 切换默认引擎
TABLE_EXTRACTION_ENGINE=mineru # 当前默认
# TABLE_EXTRACTION_ENGINE=qwen3vl # 未来切换
# TABLE_EXTRACTION_ENGINE=paddle # 未来切换
# MinerU 配置
MINERU_API_TOKEN=your_token
MINERU_API_BASE=https://mineru.net/api/v4
MINERU_MODEL_VERSION=vlm
```
### 6.3 场景决策矩阵
| 场景 | 推荐引擎 | 说明 |
|------|----------|------|
| ASL 标题摘要初筛 | pymupdf4llm (文本引擎) | 不需要表格,只需全文文本 |
| ASL 全文复筛 — 表格提取 | **PDF 表格提取引擎** | 自动选择最优引擎 |
| 系统综述数据提取 | **PDF 表格提取引擎** | 需要精确数值表格 |
| Meta 分析效应值识别 | 表格引擎 + LLM 语义理解 | 提取 → 理解两步走 |
| PKB 知识库入库 | pymupdf4llm (文本引擎) | 只需 Markdown 文本 |
---
## 7. MinerU Cloud API 接入指南 (当前默认引擎)
### 7.1 API 概览
| 项目 | 说明 |
|------|------|
| 服务商 | OpenDataLab (上海人工智能实验室) |
| API 地址 | `https://mineru.net/api/v4` |
| 认证方式 | Bearer Token |
| 模型版本 | `vlm` (视觉语言模型,推荐) |
| 免费额度 | 2000 页/天 |
| 文件限制 | 单文件 ≤ 200MB≤ 600 页 |
### 7.2 核心流程
```
PDF 文件
Step 1: POST /file-urls/batch → 获取预签名上传 URL + batch_id
Step 2: PUT {pre-signed URL} → 上传 PDF 文件
Step 3: 云端 VLM 模型自动解析 → 识别表格/文本/图片
Step 4: GET /extract-results/batch/{batch_id} → 轮询状态
Step 5: 下载结果 ZIP → 含 .md (内嵌 HTML 表格) + .json + images
```
### 7.3 代码示例
```python
import requests, time, zipfile, io
TOKEN = "your_token"
API = "https://mineru.net/api/v4"
headers = {"Authorization": f"Bearer {TOKEN}", "Content-Type": "application/json"}
# Step 1: 请求上传 URL
resp = requests.post(f"{API}/file-urls/batch", headers=headers, json={
"files": [{"name": "paper.pdf", "data_id": "paper1"}],
"enable_table": True,
"model_version": "vlm",
})
batch_id = resp.json()["data"]["batch_id"]
upload_url = resp.json()["data"]["file_urls"][0]
# Step 2: 上传文件
with open("paper.pdf", "rb") as f:
requests.put(upload_url, data=f)
# Step 3-4: 轮询等待
while True:
time.sleep(10)
r = requests.get(f"{API}/extract-results/batch/{batch_id}", headers=headers)
results = r.json()["data"]["extract_result"]
if all(x["state"] in ("done", "failed") for x in results):
break
# Step 5: 下载解析
for result in results:
if result["state"] == "done":
zr = requests.get(result["full_zip_url"])
with zipfile.ZipFile(io.BytesIO(zr.content)) as zf:
for name in zf.namelist():
if name.endswith('.md'):
md = zf.read(name).decode('utf-8')
# md 中包含 HTML <table> 格式的表格
```
### 7.4 输出格式
MinerU 的表格以 HTML `<table>` 嵌入 Markdown 中,完整保留合并单元格:
```html
<table>
<tr><td rowspan="3">Type of dementia</td><td>Probable AD</td><td>107 (54)</td></tr>
<tr><td>Possible AD with CVD</td><td>73 (36)</td></tr>
<tr><td>Probable VaD</td><td>20 (10)</td></tr>
</table>
```
---
## 8. 成本估算
### 8.1 MinerU (当前)
| 场景 | 文献数 | 平均页数 | 总页数 | 天数 | 费用 |
|------|--------|----------|--------|------|------|
| 小型综述 | 20 篇 | 10 页 | 200 页 | 1 天 | 免费 |
| 中型综述 | 100 篇 | 10 页 | 1000 页 | 1 天 | 免费 |
| 大型综述 | 500 篇 | 10 页 | 5000 页 | 3 天 | 免费 |
### 8.2 各引擎预估成本对比
| 引擎 | 免费额度 | 超出后单价 | 500 篇 (5000 页) 预估 |
|------|----------|-----------|----------------------|
| MinerU | 2000 页/天 | 待确认 | 免费 (分 3 天) |
| Qwen-OCR + Qwen-Long | 按 token | ~0.004 元/千 token | 约 10-20 元 |
| PaddleOCR-VL | 官方免费额度多 | 极低 | 接近免费 |
| Qwen3-VL | 按 token | ~0.02 元/千 token | 约 50-100 元 |
| Docling | 本地部署 | 仅算力成本 | 免费 |
| DeepSeek LLM | 按 token | ~0.14 元/万 token | 约 30-50 元 |
---
## 9. 测试脚本
### 9.1 已有脚本
| 脚本 | 路径 | 功能 |
|------|------|------|
| 三方对比测试 | `extraction_service/test_pdf_table_extraction.py` | pymupdf4llm / MinerU / DeepSeek 完整对比 |
| 结果分析 | `extraction_service/analyze_table_results.py` | 从提取结果生成对比报告 |
### 9.2 运行方法
```bash
cd AIclinicalresearch
# 运行全部三个方法
python extraction_service/test_pdf_table_extraction.py
# 单独运行某个方法
python extraction_service/test_pdf_table_extraction.py pymupdf
python extraction_service/test_pdf_table_extraction.py mineru
python extraction_service/test_pdf_table_extraction.py deepseek
# 生成对比报告
python extraction_service/analyze_table_results.py
```
### 9.3 测试输出
```
extraction_service/test_output/pdf_table_extraction/
├── pymupdf4llm/ # pymupdf4llm 提取结果
├── mineru/ # MinerU 提取结果
├── deepseek/ # DeepSeek 提取结果
├── raw_results.json # 原始测试数据
└── comparison_report.md # 综合对比报告
```
### 9.4 后续评测扩展
新引擎的评测脚本将遵循同样的结构,添加到 `test_pdf_table_extraction.py` 中:
```bash
python extraction_service/test_pdf_table_extraction.py qwen3vl
python extraction_service/test_pdf_table_extraction.py paddle
python extraction_service/test_pdf_table_extraction.py qwenocr
```
---
## 10. 路线图
### Phase 1: 基础框架 + MinerU (当前)
- [x] MinerU Cloud API 对比测试
- [x] DeepSeek LLM 对比测试
- [ ] 实现统一接口 `ITableExtractionEngine`
- [ ] 实现 `MinerUEngine` 适配器
- [ ] 实现 `engineManager` 引擎管理器
- [ ] ASL 全文复筛集成
### Phase 2: 多引擎评测
- [ ] Qwen3-VL 评测 + 适配器
- [ ] PaddleOCR-VL 1.5 评测 + 适配器
- [ ] 同一基准集横向对比报告
- [ ] 确定最优引擎组合策略
### Phase 3: 性价比优化
- [ ] Qwen-OCR + Qwen-Long 评测 (最低成本方案)
- [ ] Docling 本地部署评测 (离线方案)
- [ ] 引擎路由策略 (按文档复杂度自动选择引擎)
### Phase 4: 生产加固
- [ ] 提取结果缓存 (避免重复解析)
- [ ] 批量提取队列 (pg-boss 异步任务)
- [ ] 质量监控 (空表格/异常值检测)
- [ ] 引擎降级策略 (主引擎不可用时自动切换)
---
## 11. 相关文档
- [文档处理引擎 README](./README.md) — 引擎总览 (含全文文本提取)
- [文档处理引擎设计方案 V1](./01-文档处理引擎设计方案.md) — pymupdf4llm 全文文本架构
- [文档处理引擎使用指南](./02-文档处理引擎使用指南.md) — 现有 API 调用指南
- [MinerU 官方文档](https://mineru.net/doc/docs/index_en/) — MinerU Cloud API 在线文档
- [对比测试报告](../../../extraction_service/test_output/pdf_table_extraction/comparison_report.md) — 完整测试数据
---
**维护人**: 技术架构师
**设计原则**: 引擎对使用者透明,底层可热切换,以测试数据驱动选型

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@@ -0,0 +1,471 @@
# PDF 表格提取引擎使用指南
> **文档版本**: v1.0
> **最后更新**: 2026-02-23
> **状态**: ✅ 已测试通过MinerU 引擎)
> **目标读者**: 业务模块开发者ASL 全文复筛、系统综述数据提取等)
> **前置条件**: `backend/.env` 中已配置 `MINERU_API_TOKEN`
---
## 快速开始
### 5 秒上手
```typescript
import { getTableExtractionManager } from '../common/document/tableExtraction/index.js';
const manager = getTableExtractionManager();
const result = await manager.extractTables(pdfBuffer, 'paper.pdf');
for (const table of result.tables) {
console.log(`${table.title}: ${table.rows.length}× ${table.headers.length}`);
}
```
### 完整调用示例
```typescript
import fs from 'fs';
import { getTableExtractionManager } from '../common/document/tableExtraction/index.js';
const manager = getTableExtractionManager();
// 读取 PDF 文件
const pdf = fs.readFileSync('/path/to/medical-paper.pdf');
// 提取表格(自动使用默认引擎 MinerU
const result = await manager.extractTables(pdf, 'medical-paper.pdf', {
keepRaw: true, // 保留原始 Markdown
});
console.log(`引擎: ${result.engine}`); // "mineru"
console.log(`耗时: ${result.duration}ms`); // ~6000-20000ms
console.log(`表格数: ${result.tables.length}`);
// 遍历每个表格
for (const table of result.tables) {
console.log(`\n[${table.title}]`);
console.log(` 列: ${table.headers.join(' | ')}`);
console.log(` 行数: ${table.rows.length}`);
console.log(` 合并单元格: ${table.mergedCells.length}`);
// 访问具体数据
for (const row of table.rows) {
// row 是 string[],与 headers 一一对应
console.log(` ${row.join(' | ')}`);
}
// 原始 HTML可直接渲染到前端
if (table.rawHtml) {
console.log(` [HTML] ${table.rawHtml.substring(0, 100)}...`);
}
}
```
---
## 核心概念
### 架构设计
```
┌────────────────────────────────────────────────────┐
│ 业务代码ASL / 系统综述 / Meta 分析) │
│ │
│ manager.extractTables(pdf, filename) │
│ → 返回 ExtractedTable[] │
└──────────────────────┬─────────────────────────────┘
┌──────────────────────▼─────────────────────────────┐
│ TableExtractionManager (统一入口) │
│ │
│ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────┐ │
│ │ MinerU (VLM) │ │ Qwen-VL │ │ Paddle │ │
│ │ ✅ 已接入 │ │ 📋 待接入 │ │ 📋 待接入 │ │
│ └──────────────┘ └──────────────┘ └──────────┘ │
└────────────────────────────────────────────────────┘
```
**核心原则:使用者不需要关心底层引擎。** 提交 PDF → 获取结构化表格。
### 数据结构
```typescript
// 提取结果
interface ExtractionResult {
tables: ExtractedTable[]; // 表格列表
engine: string; // 使用的引擎名
duration: number; // 耗时 (ms)
pageCount?: number; // PDF 页数
fullMarkdown?: string; // 完整 Markdown (需 keepRaw: true)
}
// 单个表格
interface ExtractedTable {
title: string; // "Table 1 Baseline characteristics"
headers: string[]; // 表头列名
rows: string[][]; // 数据行(二维数组)
mergedCells: MergedCell[]; // 合并单元格
footnotes: string[]; // 脚注
pageNumber?: number; // 页码
rawHtml?: string; // 原始 HTML
rawMarkdown?: string; // 原始 Markdown
}
// 合并单元格
interface MergedCell {
row: number; // 起始行 (0-based)
col: number; // 起始列 (0-based)
rowSpan: number;
colSpan: number;
}
```
---
## API 参考
### `getTableExtractionManager()`
获取全局管理器单例。首次调用时自动注册 MinerU 引擎。
```typescript
import { getTableExtractionManager } from '../common/document/tableExtraction/index.js';
const manager = getTableExtractionManager();
```
### `manager.extractTables(pdf, filename, options?)`
提取 PDF 中的表格。
| 参数 | 类型 | 必填 | 说明 |
|------|------|------|------|
| `pdf` | `Buffer` | ✅ | PDF 文件内容 |
| `filename` | `string` | ✅ | 文件名(含 .pdf 后缀) |
| `options.language` | `'zh' \| 'en' \| 'auto'` | ❌ | 语言提示 |
| `options.pages` | `number[]` | ❌ | 指定页码 |
| `options.keepRaw` | `boolean` | ❌ | 保留原始 Markdown |
| `options.engine` | `EngineType` | ❌ | 覆盖默认引擎 |
返回:`Promise<ExtractionResult>`
### `manager.availableEngines()`
返回已注册的引擎名称列表。
```typescript
console.log(manager.availableEngines()); // ['mineru']
```
### `manager.getEngine(name?)`
获取指定引擎实例。
### `manager.setDefault(name)`
切换默认引擎。
---
## 实战场景
### 场景 1ASL 全文复筛 — 提取基线特征表
```typescript
import { getTableExtractionManager } from '../common/document/tableExtraction/index.js';
async function extractBaselineTable(pdfBuffer: Buffer, filename: string) {
const manager = getTableExtractionManager();
const result = await manager.extractTables(pdfBuffer, filename);
// 找到 "Table 1" 或包含 "Baseline" 的表格
const baseline = result.tables.find(
(t) =>
/table\s*1\b/i.test(t.title) ||
/baseline/i.test(t.title),
);
if (baseline) {
return {
title: baseline.title,
columns: baseline.headers,
data: baseline.rows,
hasMergedCells: baseline.mergedCells.length > 0,
};
}
return null;
}
```
### 场景 2系统综述 — 提取所有表格为 JSON
```typescript
async function extractAllTablesAsJson(pdfBuffer: Buffer, filename: string) {
const manager = getTableExtractionManager();
const result = await manager.extractTables(pdfBuffer, filename);
return result.tables.map((table) => ({
title: table.title,
headers: table.headers,
rows: table.rows.map((row) => {
const obj: Record<string, string> = {};
table.headers.forEach((h, i) => {
obj[h] = row[i] || '';
});
return obj;
}),
}));
}
// 输出示例:
// [
// {
// title: "Table 1 Baseline characteristics",
// headers: ["", "", "EGb 761®(N=200)", "Placebo(N=202)", "p-value"],
// rows: [
// { "": "Sex female", "": "", "EGb 761®(N=200)": "139 (69.5)", ... },
// ...
// ]
// }
// ]
```
### 场景 3Meta 分析 — 提取效应值
```typescript
async function extractEffectSizes(pdfBuffer: Buffer, filename: string) {
const manager = getTableExtractionManager();
const result = await manager.extractTables(pdfBuffer, filename);
// 找结局指标表
const outcomeTable = result.tables.find(
(t) => /outcome|result|efficacy|effect/i.test(t.title),
);
if (!outcomeTable) return [];
return outcomeTable.rows.map((row) => ({
measure: row[0],
treatment: row[1],
control: row[2],
pValue: row[3],
}));
}
```
### 场景 4在 API 路由中使用
```typescript
import { getTableExtractionManager } from '../../../common/document/tableExtraction/index.js';
async function handleTableExtraction(request: FastifyRequest, reply: FastifyReply) {
const data = await request.file();
if (!data) return reply.status(400).send({ error: 'No file uploaded' });
const buffer = await data.toBuffer();
const manager = getTableExtractionManager();
const result = await manager.extractTables(buffer, data.filename);
return reply.send({
success: true,
engine: result.engine,
duration: result.duration,
tables: result.tables.map((t) => ({
title: t.title,
headers: t.headers,
rowCount: t.rows.length,
rows: t.rows,
mergedCells: t.mergedCells,
})),
});
}
```
---
## 环境配置
### 必需环境变量
```bash
# backend/.env
# MinerU Cloud API必需
MINERU_API_TOKEN=your_mineru_api_token
MINERU_API_BASE=https://mineru.net/api/v4
MINERU_MODEL_VERSION=vlm
```
### 获取 MinerU Token
1. 注册 [OpenDataLab](https://sso.openxlab.org.cn/login)
2. 登录 [MinerU 控制台](https://mineru.net/)
3. 个人中心 → API Token → 复制
4. 写入 `backend/.env``MINERU_API_TOKEN`
### 免费额度
| 项目 | 限制 |
|------|------|
| 日解析页数 | 2000 页 |
| 单文件大小 | ≤ 200 MB |
| 单文件页数 | ≤ 600 页 |
小型综述 20 篇 (200 页) → 1 天免费完成。大型综述 500 篇 (5000 页) → 分 3 天免费完成。
---
## 运行测试
```bash
cd backend
# 测试指定 PDF推荐
npx tsx src/tests/test-table-extraction.ts "../docs/03-业务模块/ASL-AI智能文献/05-测试文档/PDF/Herrschaft 2012.pdf"
# 自动选取测试目录中的第一个 PDF
npx tsx src/tests/test-table-extraction.ts
```
### 期望输出
```
========================================
PDF 表格提取引擎 — 集成测试
========================================
文件: Herrschaft 2012.pdf
引擎: mineru
耗时: 6.5s
检出表格: 3 个
────────────────────────────────────────
表格 1: Table 1 Baseline characteristics...
列数: 5
行数: 18
合并单元格: 2
表头: ... | EGb 761®(N = 200) | Placebo(N = 202) | p-value
表格 2: Table 2
列数: 4
行数: 10
表格 3: Table 3 Adverse events...
列数: 6
行数: 7
合并单元格: 4
测试通过
```
---
## 文件清单
```
backend/src/common/document/tableExtraction/
├── types.ts # 统一接口 + 类型定义
├── htmlTableParser.ts # HTML <table> → ExtractedTable 解析器
├── TableExtractionManager.ts # 引擎管理器(使用者入口)
├── engines/
│ └── MinerUEngine.ts # MinerU Cloud API 适配器
└── index.ts # 统一导出 + 全局单例
backend/src/tests/
└── test-table-extraction.ts # 集成测试脚本
```
---
## 扩展新引擎
添加新引擎只需 3 步:
### Step 1: 实现接口
```typescript
// engines/Qwen3VLEngine.ts
import type { ITableExtractionEngine, ExtractionOptions, ExtractionResult } from '../types.js';
export class Qwen3VLEngine implements ITableExtractionEngine {
readonly name = 'qwen3vl';
readonly displayName = 'Qwen3-VL 多模态';
async extractTables(
pdf: Buffer,
filename: string,
options?: ExtractionOptions,
): Promise<ExtractionResult> {
// 实现提取逻辑 ...
}
}
```
### Step 2: 注册引擎
```typescript
// index.ts 中添加
import { Qwen3VLEngine } from './engines/Qwen3VLEngine.js';
// 在 getTableExtractionManager() 中
if (process.env.QWEN3VL_API_KEY) {
_instance.register(new Qwen3VLEngine());
}
```
### Step 3: 使用
```typescript
const manager = getTableExtractionManager();
// 显式指定引擎
const result = await manager.extractTables(pdf, 'paper.pdf', {
engine: 'qwen3vl',
});
// 或切换默认引擎
manager.setDefault('qwen3vl');
```
---
## 常见问题
### Q: 提取耗时多久?
MinerU Cloud API 通常 5-20 秒(取决于 PDF 页数和云端负载)。首次请求可能较慢(云端冷启动),后续请求更快。
### Q: 没有检出表格?
1. 确认 PDF 中确实包含表格(扫描件图片中的表格也能识别)
2. 检查 `fullMarkdown` 输出中是否有 `<table>` 标签
3. MinerU 对极端复杂的嵌套表格可能识别不完整
### Q: 合并单元格数据如何处理?
`ExtractedTable.mergedCells` 记录了所有合并单元格的位置和跨度。在 `rows` 中,被合并的单元格只在起始位置有值,其余位置为空字符串。
### Q: 和文档处理引擎 (pymupdf4llm) 的关系?
两者分别负责不同场景:
| 引擎 | 路径 | 场景 |
|------|------|------|
| 文档处理引擎 | `ExtractionClient.ts` | 全文文本提取标题摘要初筛、PKB 入库) |
| **PDF 表格提取引擎** | `tableExtraction/` | 结构化表格提取全文复筛、Meta 分析) |
---
## 相关文档
- [PDF 表格提取引擎设计方案](./03-PDF表格提取引擎设计方案.md) — 架构设计 + 候选引擎 + 对比测试
- [文档处理引擎使用指南](./02-文档处理引擎使用指南.md) — 全文文本提取 (pymupdf4llm)
- [文档处理引擎 README](./README.md) — 引擎总览
---
**维护人**: 技术架构师
**核心依赖**: `adm-zip` (ZIP 解析), `axios` (HTTP 请求)

View File

@@ -3,8 +3,8 @@
> **能力定位:** 通用能力层
> **复用率:** 86% (6个模块依赖)
> **优先级:** P0
> **状态:** 🔄 升级中(pymupdf4llm + 统一架构
> **最后更新:** 2026-01-20
> **状态:** ✅ V2 — pymupdf4llm (全文) + MinerU (表格) 双引擎架构
> **最后更新:** 2026-02-23
---
@@ -16,14 +16,46 @@
1. **多格式支持** - 覆盖医学科研领域 20+ 种文档格式
2. **LLM 友好输出** - 统一输出结构化 Markdown
3. **表格保真** - 完整保留文献中的表格信息(临床试验核心数据
3. **表格精准提取** - MinerU VLM 引擎支持合并单元格、数值 100% 保真V2 新增
4. **可扩展架构** - 方便添加新格式支持
---
## 🔄 重大更新2026-01-20
## 🔄 重大更新2026-02-23
### PDF 处理方案升级
### V2: PDF 表格提取引擎 — 统一抽象 + 多引擎可插拔
新建 **PDF 表格提取引擎**,核心理念:**使用者只需提交 PDF、获取结构化表格无需关心底层引擎实现**。
已完成 8 篇真实医学文献的首轮对比测试pymupdf4llm / MinerU / DeepSeekMinerU Cloud API 作为首个接入引擎:
| 对比项 | pymupdf4llm | MinerU API (VLM) | DeepSeek LLM |
|--------|-------------|------------------|--------------|
| 结构化表格检出 | 3 个 (12.5%) | **28 个 (100%)** | 24 个 (85%) |
| 合并单元格 | ❌ | **✅ rowspan/colspan** | ⚠️ 文字描述 |
| 数值精度 | ✅ | **✅ 100% 保真** | ⚠️ 可能翻译 |
| 综合评分 | 2.7/5 | **4.6/5** | 3.4/5 |
**V2 分层架构(全文 + 表格 分离):**
| 引擎 | 定位 | 适用场景 |
|------|------|----------|
| **pymupdf4llm** | 全文文本提取 | 标题摘要初筛、PKB 入库、全文检索 |
| **PDF 表格提取引擎** | 结构化表格 | 全文复筛、系统综述、Meta 分析 |
**表格提取引擎候选 (可插拔)**
| 引擎 | 状态 | 特点 |
|------|------|------|
| MinerU Cloud API (VLM) | ✅ 已接入 (默认) | 表格结构最完整 |
| Qwen3-VL | 📋 待评测 | 多模态理解最强 |
| PaddleOCR-VL 1.5 | 📋 待评测 | 医学场景案例多,免费额度最多 |
| Qwen-OCR + Qwen-Long | 📋 待评测 | 成本最低 |
| Docling (IBM) | 📋 待评测 | MIT 开源,离线部署 |
详见:[PDF 表格提取引擎设计方案](./03-PDF表格提取引擎设计方案.md)
### V1 (2026-01-20): PDF 文本提取升级
| 变更 | 旧方案 | 新方案 |
|------|--------|--------|
@@ -32,11 +64,6 @@
| 多栏布局 | 手动处理 | ✅ 自动重排 |
| 依赖复杂度 | 高GPU | ✅ 低 |
**关键决策:**
- `pymupdf4llm` 是 PyMuPDF 的上层封装,**自动包含 pymupdf 依赖**
- 移除 Nougat 依赖,简化部署
- 扫描版 PDF 单独使用 OCR 方案处理
---
## 📊 支持格式
@@ -75,21 +102,31 @@
## 🏗️ 技术架构
### 统一处理器架构
### V2 双引擎架构
```
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
DocumentProcessor
│ (统一入口:自动检测文件类型,调用对应处理器) │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
┌─────────────────────────────────────────────────────────────
文档处理引擎 (V2)
├──────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ ┌─────────────────────┐ ┌─────────────────────────────┐ │
│ │ 全文文本提取 (V1) │ │ PDF 表格提取引擎 (V2 新增) │ │
│ │ │ │ │ │
│ │ pymupdf4llm │ │ 统一抽象层 (可插拔引擎) │ │
│ │ ───────────── │ │ ───────────────────── │ │
│ │ • PDF → Markdown │ │ 当前: MinerU VLM │ │
│ │ • 速度快、免费 │ │ 待测: Qwen3-VL / Paddle │ │
│ │ • 不依赖网络 │ │ 待测: Qwen-OCR / Docling │ │
│ │ │ │ • 统一 ExtractedTable 输出 │ │
│ └─────────────────────┘ └─────────────────────────────┘ │
│ │
│ ┌───────────┐ ┌───────────┐ ┌───────────┐ ┌───────────┐ │
│ │ PDF │ │ Word │ │ PPT │ │ Excel │ │
│ │ Processor │ │ Processor │ │ Processor │ │ Processor │ │
│ │pymupdf4llm│ │ mammoth │ │python-pptx│ │ pandas │ │
│ │ Word │ │ PPT │ │ Excel │ │ CSV │
│ │ mammoth │ │python-pptx│ │ pandas │ │ pandas │ │
│ └───────────┘ └───────────┘ └───────────┘ └───────────┘ │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
输出: 统一 Markdown 格式
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
├─────────────────────────────────────────────────────────────
输出: Markdown 文本 / HTML 结构化表格
└─────────────────────────────────────────────────────────────
```
### 目录结构
@@ -186,15 +223,27 @@ rispy>=0.7.0
## 🔗 相关文档
- [详细设计方案](./01-文档处理引擎设计方案.md) - 完整实现细节
- [PDF 表格提取引擎使用指南](./04-PDF表格提取引擎使用指南.md) - **5 秒上手 + 实战场景** ⭐ 推荐
- [PDF 表格提取引擎设计方案](./03-PDF表格提取引擎设计方案.md) - 统一抽象 + 多引擎可插拔架构
- [详细设计方案](./01-文档处理引擎设计方案.md) - V1 pymupdf4llm 架构
- [使用指南](./02-文档处理引擎使用指南.md) - 全文文本提取 API 调用指南
- [通用能力层总览](../README.md)
- [PKB 知识库](../../03-业务模块/PKB-个人知识库/00-模块当前状态与开发指南.md)
- [Dify 替换计划](../../03-业务模块/PKB-个人知识库/04-开发计划/01-Dify替换为pgvector开发计划.md)
---
## 📅 更新日志
### 2026-02-23 PDF 表格提取引擎升级 (V2)
- 🆕 **新建 PDF 表格提取引擎 — 统一抽象层,底层引擎可插拔**
- 🆕 MinerU Cloud API (VLM) 作为首个接入引擎 (默认)
- 🆕 完成 pymupdf4llm / MinerU / DeepSeek 三方对比测试 (8 篇医学文献)
- 📊 MinerU 综合评分 4.6/5作为默认引擎
- 📋 后续评测计划Qwen3-VL / PaddleOCR-VL / Qwen-OCR+Qwen-Long / Docling
- 📝 创建 [PDF 表格提取引擎设计方案](./03-PDF表格提取引擎设计方案.md)
- 🏗️ 确立分层架构pymupdf4llm (全文文本) + PDF 表格提取引擎 (结构化表格)
### 2026-01-20 架构升级
- 🆕 PDF 处理升级为 `pymupdf4llm`