LLM中表格处理与多模态表格理解

文档处理中不可避免的遇到表格,关于表格的处理问题,整理如下,供各位参考。

问题描述

RAG中,对上传文档完成版式处理后进行切片,切片前如果识别文档元素是表格,那么则需要对表格进行处理。一般而言,表格处理分成三个部分:

  • TD任务,Table Detection,表格识别
  • TSR任务,Table Structure Recognition,表格结构识别
  • TCD任务,Table Content Recognition,表格内容识别

在这里插入图片描述
表格检测任务是识别文档中的表格元素;表格结构识别则是理解表格的布局和结构;而表格内容识别则是提取表格中的具体数据。这些任务共同构成了表格处理的完整流程。目前主要的思路是通过识别到表格,将表格转化为结构化文本信息,比如HTML或者Markdown,再利用LLM对结构化文本的泛化能力进行分析和处理。
然而,在现实世界的一些场景中,获取高质量的文本表格表示可能比较困难,而表格图像则更容易获取。因此,如何直接使用直观的视觉信息来理解表格是一个关键且迫切的挑战。
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多模态表格理解的思路

多模态表格理解指的是结合文本、图像等多种模态信息来理解表格内容。在文本表格表示难以获取的情况下,如何利用直观的视觉信息来理解表格是一个很好的研究方向。为了解决多模态表格理解问题,构建了一个名为MMTab的大规模数据集,涵盖了广泛的表格图像、指令和任任务,为多模态表格理解提供了丰富的实验场景。MMTab数据集的设计思路和数据构造方式,为研究者提供了新的视角和工具,以应对多模态表格理解中的各种挑战。
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为了满足使用大语言模型(LLM处理文档截图并进行多模态检索的需求,以下是一些相关的研究方向和论文建议,这些内容结合了当前多模态学习和大语言模型的前沿进展。 ### 多模态文档处理检索研究方向 1. **文档图像理解OCR增强** - 多模态模型在文档图像处理中,常常结合光学字符识别(OCR)技术来提取文本信息,并利用视觉特征进行上下文理解。例如,DocFormer 是一种专门用于文档图像理解多模态模型,它结合了文本和图像特征来提升文档分类和信息提取的性能。 - 相关论文:*DocFormer: End-to-End Transformer for Document Understanding* [^1] 2. **多模态检索跨模态匹配** -多模态检索任务中,模型需要同时理解文本和图像,并进行跨模态匹配。例如,CLIP 模型通过对比学习将文本和图像映射到同一语义空间,从而实现高效的跨模态检索。 - 相关论文:*Learning Transferable Visual Models From Natural Language Supervision* (CLIP) [^1] 3. **基于大语言模型的文档理解检索** - 近年来,大语言模型(LLM)在文档理解任务中表现出色,尤其是在结合视觉信息的场景中。例如,BLIP-2 和 Flamingo 等模型通过引入视觉编码器和语言模型的联合训练,实现了对文档图像的多模态理解和检索。 - 相关论文:*BLIP-2: Bootstrapping Language-Image Pre-training for Vision-Language Understanding and Generation* 4. **文档图像中的表格图表理解** - 文档图像中常包含表格和图表,如何利用多模态模型理解这些结构化信息是一个重要研究方向。例如,TableMaster 和 LayoutLM 系列模型专门针对表格和布局信息进行优化。 - 相关论文:*TableMaster: A Unified Table Structure Recognition Framework* [^1] ### 代码示例:多模态文档检索的简单实现 以下是一个基于 CLIP 模型的简单代码示例,用于文档图像文本的跨模态检索: ```python import torch from PIL import Image import clip # 加载预训练的CLIP模型和预处理工具 device = "cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu" model, preprocess = clip.load("ViT-B/32", device=device) # 处理文档图像 image = preprocess(Image.open("document_image.png")).unsqueeze(0).to(device) # 编码图像 with torch.no_grad(): image_features = model.encode_image(image) # 定义查询文本 texts = ["表格数据", "图表分析", "财务报告"] # 编码文本 text_inputs = clip.tokenize(texts).to(device) with torch.no_grad(): text_features = model.encode_text(text_inputs) # 计算相似度 similarity = image_features @ text_features.T print("相似度:", similarity) ``` ###
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