AIclinicalresearch/docs/02-通用能力层/02-文档处理引擎

文档处理引擎

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： ✅ V2 — pymupdf4llm (全文) + MinerU (表格) 双引擎架构
最后更新： 2026-02-23

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📋 能力概述

文档处理引擎是平台的核心基础能力，将各类文档统一转换为 LLM 友好的 Markdown 格式，为知识库构建、文献分析、数据导入等场景提供基础支撑。

设计目标

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

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🔄 重大更新（2026-02-23）

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 / DeepSeek），MinerU 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

V1 (2026-01-20): PDF 文本提取升级

变更	旧方案	新方案
工具	PyMuPDF + Nougat	✅ pymupdf4llm
表格处理	基础文本	✅ Markdown 表格
多栏布局	手动处理	✅ 自动重排
依赖复杂度	高（GPU）	✅ 低

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📊 支持格式

格式覆盖矩阵

分类	格式	推荐工具	优先级	状态
文档类	PDF	pymupdf4llm	P0	✅
	Word (.docx)	mammoth	P0	✅
	PPT (.pptx)	python-pptx	P1	✅
	纯文本	直接读取	P0	✅
表格类	Excel (.xlsx)	pandas + openpyxl	P0	✅
	CSV	pandas	P0	✅
	SAS/SPSS/Stata	pandas + pyreadstat	P2	🔜
网页类	HTML	beautifulsoup4 + markdownify	P1	✅
引用类	BibTeX/RIS	bibtexparser / rispy	P1	✅
医学类	DICOM	pydicom	P2	🔜

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📊 依赖模块

6个模块依赖（86%复用率）：

模块	用途	核心格式
ASL - AI智能文献	文献 PDF 提取	PDF
PKB - 个人知识库	知识库文档上传	PDF, Word, Excel
DC - 数据清洗	数据导入	Excel, CSV
SSA - 智能统计分析	数据导入	Excel, CSV, SAS/SPSS
ST - 统计分析工具	数据导入	Excel, CSV
RVW - 稿件审查	稿件文档提取	Word, PDF

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🏗️ 技术架构

V2 双引擎架构

┌──────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    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  │   │
│  └─────────────────────┘  └─────────────────────────────┘   │
│                                                              │
│  ┌───────────┐ ┌───────────┐ ┌───────────┐ ┌───────────┐   │
│  │   Word    │ │    PPT    │ │   Excel   │ │    CSV    │   │
│  │  mammoth  │ │python-pptx│ │  pandas   │ │  pandas   │   │
│  └───────────┘ └───────────┘ └───────────┘ └───────────┘   │
├──────────────────────────────────────────────────────────────┤
│           输出: Markdown 文本 / HTML 结构化表格                │
└──────────────────────────────────────────────────────────────┘

目录结构

extraction_service/
├── main.py                    - FastAPI 主服务
├── document_processor.py      - 统一入口
├── processors/
│   ├── pdf_processor.py       - PDF 处理 (pymupdf4llm)
│   ├── docx_processor.py      - Word 处理 (mammoth)
│   ├── pptx_processor.py      - PPT 处理 (python-pptx)
│   ├── excel_processor.py     - Excel 处理 (pandas)
│   ├── csv_processor.py       - CSV 处理 (pandas)
│   ├── html_processor.py      - HTML 处理 (markdownify)
│   └── reference_processor.py - 文献引用处理
└── requirements.txt

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💡 快速使用

基础用法

from document_processor import DocumentProcessor

# 创建处理器
processor = DocumentProcessor()

# 转换任意文档为 Markdown
md = processor.to_markdown("research_paper.pdf")
md = processor.to_markdown("report.docx")
md = processor.to_markdown("data.xlsx")

PDF 表格提取

import pymupdf4llm

# PDF 转 Markdown（自动保留表格结构）
md_text = pymupdf4llm.to_markdown(
    "paper.pdf",
    page_chunks=True,    # 按页分块
    write_images=True,   # 提取图片
)

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📚 API 端点

POST /api/extract/pdf      - PDF 文本提取
POST /api/extract/docx     - Word 文本提取
POST /api/extract/txt      - TXT 文本提取
POST /api/extract/excel    - Excel 表格提取
POST /api/extract/pptx     - PPT 文本提取（新增）
POST /api/extract/html     - HTML 文本提取（新增）
GET  /health               - 健康检查

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📦 核心依赖

# PDF
pymupdf4llm>=0.0.10

# Word
mammoth>=1.6.0

# PPT
python-pptx>=0.6.23

# Excel/CSV
pandas>=2.0.0
openpyxl>=3.1.2
tabulate>=0.9.0

# HTML
beautifulsoup4>=4.12.0
markdownify>=0.11.6

# 文献引用
bibtexparser>=1.4.0
rispy>=0.7.0

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🔗 相关文档

• PDF 表格提取引擎使用指南 - 5 秒上手 + 实战场景 ⭐ 推荐
• PDF 表格提取引擎设计方案 - 统一抽象 + 多引擎可插拔架构
• 详细设计方案 - V1 pymupdf4llm 架构
• 使用指南 - 全文文本提取 API 调用指南
• 通用能力层总览
• PKB 知识库

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📅 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
• 🏗️ 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
• 🆕 移除 Nougat 依赖
• 🆕 新增统一处理器架构
• 🆕 新增 PPT、HTML、文献引用格式支持
• 📝 创建详细设计方案文档

2025-11-06 初始版本

• 基础 PDF/Word/Excel 处理
• Python 微服务架构

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维护人： 技术架构师