12 款开源OCR发 PDF 识别框架

2024 年 12 款开源文档解析框架的选型对比评测：PDF解析、OCR识别功能解读、应用场景分析及优缺点比较

这是该系列的第二篇文章，聚焦于智能文档处理（特别是 PDF 解析）。无论是在模型预训练的数据收集阶段，还是基于 RAG 的知识库构建阶段，大量高质量数据通常以 PDF 或扫描图像的形式出现。由于这些文件的排版多样、格式不一以及扫描质量参差不齐，利用这些数据极具挑战。主要难点在于：一是有效提取内容信息和版面信息（如正文、标题、图注、图片、表格、公式等）；二是处理版面元素之间的关系。鉴于此领域的巨大需求，市场上既有开源框架，也不乏商业解决方案，涵盖了从传统 OCR 识别到新型多模态大模型，甚至两者的结合，本篇文章就对他们进行盘点并做功能解读，优缺点比较，应用场景推荐。

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文档智能一直是学术研究的重要课题和工业界的痛点需求，它涉及对网页、数字文档及扫描文档中的文本和排版信息的理解、分类、提取及信息归纳。文档布局和格式的多样性、低质量的扫描图像以及模板结构的复杂性，给文档智能带来了许多挑战，自动、精确、快速的信息处理对于提升生产力至关重要，自大模型技术爆发以来，文档和图像等载体的结构化分析与内容提取成为了企业进行 LLM 落地的关键因素之一，在金融领域，文档智能可用于财报分析和智能决策支持；在医疗领域，它可以实现病例的数字化，提高诊断精度，并通过分析医学文献和病例的关联性，提出潜在的治疗方案；在财务领域，它可以实现发票和采购单的自动化信息提取，大幅降低人工处理的时间成本。关于文档智能详细的演进历史，可以阅读微软亚洲研究院这篇综述《文档智能：数据集、模型和应用》

常规工作流

无论是厂商提供的智能文档识别与处理服务，还是日常遇到的 PDF 内容提取和影像扫描件识别，其背后的技术核心都是文档智能，这里快速梳理下文档智能处理流程中的关键环节及关键技术，以便更好地理解随后对 12 款开源 PDF 工具和 5 家智能文档处理服务的对比分析，这些方案大致可分为两类：一是较为成熟、适用范围广的常规工作流方案；二是尚处于探索阶段、应用场景有限的基于多模态模型的端到端解决方案。

首先看常规的处理流程，通常涉及以下几个步骤：

文档预处理：预处理措施可能包括去噪、校正倾斜、二值化和增强对比度等，这一步是为了提升（图像）文档的质量，以确保后续分析和识别的准确性。

物理版面分析：使用基于回归的单阶段检测模型（如 Faster R-CNN、YOLO 等）检测文档中的物理布局元素（如栏、章节等），通过分析图像中的空白区域、边界和文本密度等特征，识别出标题、段落、图片和表格等不同区域。

文本区域分析：进一步分析检测到的文本区域，识别单词、行和段落，这可能涉及文本行提取和字符分割等子任务。

内容识别：应用 OCR 和表格解析等技术，提取表格、公式、文字等内容。

逻辑版面：通过语义分析理解文档的结构和层次关系，将文本块组织成段落、列表等语义单元。

数据输出：将分析结果以 HTML、JSON 等格式输出，便于后续处理和应用。

内容识别
内容识别是版面分析流程的后续步骤，版面分析关注的是文档的整体布局和结构，而关注的是文档中具体内容的识别，主要包括三种场景，即表格解析、公式识别和文字提取。

表格解析

表格结构识别是在完成表格区域检测后进行的任务，旨在解析表格的布局和层次结构，将视觉信息转化为可用于重建表格的结构描述。这些描述信息涵盖单元格的确切位置、单元格间的关系及单元格的行、列定位。目前，表格结构信息主要采用两种描述方式：1）单元格列表（包括每个单元格的位置、行列表信息及内容）；2）HTML 或 LaTeX 代码（除了单元格的位置，有时还包括内容）。实际应用中，表格类型多样，结构各异。根据表头的位置，表格大致可分为四类：

垂直表格：首行为表头，其余行为垂直排列的数据，是最基础的表格形式。

水平表格：首列为行表头，其余列为水平排列的数据，常见于维基百科中的人物信息记录。

层级表格：表头具有层级结构，表格中包含合并单元格，常见于统计报告和学术论文，此类表格可能同时具有行表头和列表头的层级结构。

复杂表格：表头不仅限于表格的左侧或顶部，还可以出现在任意位置，甚至与常规数据混杂，如专业设备手册、政府登记表和公司面试申请表中常见的形式。

公式识别

公式识别用于将图像中的数学公式转换为 LaTeX、MathML 等格式，确保其在文档中正确显示和编辑，但在自动阅卷、数字图书馆建设和办公自动化等场景中，手写数学公式的识别仍面临挑战，主要因为这些公式具有复杂的二维结构、多样的书写风格和手写符号的歧义性，具体来说，手写数学公式的识别难度体现在以下几个方面：

复杂的二维结构，如分式、上下标和根号等；

多样化的书写风格，不同人书写同一符号可能存在差异；

手写符号的歧义性，某些符号在手写时容易混淆。

文字提取

这里需要重点说下 OCR 识别，OCR（Optical Character Recognition、光学字符识别）用于将图像中的文字内容识别并转换为可编辑的文本格式，文字识别是 OCR 技术的核心应用场景之一。广州软件应用技术研究院发布了一份关于 12 款开源 OCR 工具（包括PaddleOCR、RapidOCR、读光、ChineseOCR、EasyOCR、Tesseract、OcrLiteOnnx、Surya、docTR、JavaOCR以及文档分析组件RagFlow和Unstructured）的文字识别性能评估报告。评估覆盖了五个关键场景：印刷中文、印刷英文、手写中文、复杂自然场景和变形字体。该评估的数据集在数量和多样性方面（见下图）很有说服力，而且时间很新（2024 年 6 月），具有较高的参考价值。可以在公众号「莫尔索随笔」后台获取回复「文档解析」获取完整的评估报告，对你进行技术选型和设计符合自己场景的测试数据集很有帮助。

多模态模型端到端

基于多模态大模型（如面壁智能的 MiniCPM-V 2.6）的端到端解决方案较为直接，通过设计特定的提示词，能够直接从图片文档中提取和分析信息，输出结构化的数据。尽管开源社区已有许多相关项目，但是远远还不成熟，后面我会详细介绍。针对多模态模型，已有一个名为 OCR 任务测评基准（OCRBench

[2]
）的评估工具，该工具涵盖了文本识别、场景文本为中心的视觉问答（VQA）、文档导向的 VQA、关键信息提取（KIE）以及手写数学公式识别（HMER）等测试维度。多模态模型在传统的文本任务上表现出色，但在处理缺乏语义上下文的文本、手写文本、多语言文本及高分辨率输入图像方面存在不足。

开源框架

了解完核心能力，接下来就可以对开源的 12 款文档解析框架了进行比较了，首先我会快速介绍下每款工具，最后用一个表格直观展示每个框架具备的能力，不想看介绍的可以直接翻到总结部分查看。

常规流程

1. MinerU

[3]
MinerU 放在第一个，因为这个项目完成度特别高。作为由上海人工智能实验室大模型数据基座团队（OpenDataLab）开发的开源数据提取工具，MinerU 专精于从复杂的 PDF 文档、网页和电子书中高效提取内容。它能去除文档中的页眉、页脚、脚注和页码等非文本元素，确保提取内容的语义连贯性。该工具支持单栏、多栏及复杂排版的文本提取，并能保留原文档的结构，如标题、段落和列表等。此外，MinerU 还能提取图像、图片描述、表格、表格标题和脚注。对于文档中的数学公式，MinerU 可以自动识别并转换为 LaTeX 格式，同时将表格转换为 HTML 格式。对于扫描版 PDF 和乱码 PDF，MinerU 配备了 OCR 功能，支持 84 种语言的检测与识别，输出格式多样，包括 Markdown 和 JSON。

然而，MinerU 不支持垂直文字的处理。目录和列表依赖规则识别，少数不常见的列表类型可能无法被正确识别。仅支持一级标题，不支持多级标题。漫画书、艺术图册、小学教材和习题集目前无法准确解析。在处理复杂表格时可能出现行列错误。小语种 PDF 的 OCR 识别可能无法准确识别特殊字符，例如拉丁文重音符号或阿拉伯文中的易混淆字符。某些数学公式可能无法在 Markdown 中正确显示。

尽管存在上述限制，但我依旧很推荐这个项目，其 PDF 解析功能已被拆分为独立项目 PDF-Extract-Kit

[4]
，通过它可以深入了解文档处理流程的具体实现，包括表格解析方法和版面分析模型的设计。此外，OpenDataLab 团队还分享了一份关于 MinerU 的 PPT，链接在此
[5]
，其中包含了许多有价值的见解，特别是关于网页内容采集和 PDF 解析的系统性思考。

2. PaddleOCR

[6]
PaddleOCR 放在第二个，生态繁荣，影响力巨大，延伸的项目特别多，OCR 话题基本绕不过它，上面的 PDF-Extract-Kit 就在用。PaddleOCR 是一个基于 PaddlePaddle（飞桨） 深度学习框架开发的开源多语言 OCR 工具包，为开发者提供丰富实用的 OCR 解决方案，帮助训练更优质的模型并应用于实际场景。PaddleOCR 提供了一系列功能模型，涵盖文本图像智能分析、通用 OCR、版面解析、表格识别及印章文字识别等。此外，还支持以下高级功能：

文档场景信息抽取

[7]
%28PP-ChatOCRv3-doc%29：用于从文档中提取关键信息。
高精度版面区域检测模型

[8]
（基于 RT-DETR）：适用于需要高精度检测的应用。
高效率版面区域检测模型

[9]
（基于 PicoDet）：适用于对处理速度有较高要求的场景。
高精度表格结构识别模型

[10]
SLANet_Plus：能够准确识别表格的结构。
文本图像矫正模型

[11]
UVDoc：用于校正扭曲的文本图像。
公式识别模型

[12]
LatexOCR：能够识别并转换数学公式。
文档图像方向分类模型

[13]
（基于 PP-LCNet）：用于确定文档图像的方向。

3. Marker

[14]
Marker 用于将 PDF 文件快速且准确地转换成 Markdown、JSON 和 HTML 格式，也有对应的商业化服务 Datalab

[15]
，包含特性如下：
页面布局检测：利用 Surya 模型检测页面布局，确定文本的阅读顺序。

内容清洗与格式化：采用 heuristics、texify 和 tabled 模型对文本进行清洗和格式化，确保表格、代码块等元素的结构清晰。

文本提取：除了使用常规 PDF 解析方式，还使用 OCR 技术（如 heuristics 和 Surya 模型）识别图像中的文本。

公式图片处理：提取 PDF 中的图片，并将公式转换为 LaTeX 格式。

Marker 的核心是开源的Surya

[16]
，它是一个支持 90 多种语言的文档 OCR 工具包，提供文本检测、布局分析、阅读顺序和表格识别等功能，具体的能力详情前面的开源 OCR 工具评测报告有详细介绍，可自行阅读。

4. Unstructured

[17]
Unstructured 是一个开源库和 API 套件，旨在构建自定义数据预处理管道。它主要用于机器学习任务中的数据提取、转换和加载（ETL）过程，支持 PDF、图像等多种文档格式，帮助开发者从非结构化数据中提取结构化信息，以用于标注、训练或生产环境中的机器学习模型。该项目的创始人在此基础上构建企业级数据预处理工具，提供商业服务，已融资 2500 万美元。

多模态模型

5. gptpdf

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想法很不错，这是我看到的第一个使用多模态模型做 PDF 处理的，虽然已经不维护了，但我还是放在这里，几百行代码，使用 GPT-4o 解析 PDF 文件。首先利用 PyMuPDF 库分析 PDF 文件，识别并标记出所有非文本区域，例如图表和图片，接着使用 GPT-4o 来处理这些标记过的非文本区域，向模型提供适当的提示词，指导其将这些区域内容转换为 Markdown 格式。

DEFAULT_PROMPT = “”“使用 markdown 语法，将图片中识别到的文字转换为 markdown 格式输出。你必须做到： 1. 输出和使用识别到的图片的相同的语言，例如，识别到英语的字段，输出的内容必须是英语。2. 不要解释和输出无关的文字，直接输出图片中的内容。例如，严禁输出 “以下是我根据图片内容生成的 markdown 文本：”这样的例子，而是应该直接输出 markdown。3. 内容不要包含在markdown中、段落公式使用 的形式、行内公式使用 $ $ 的形式、忽略掉长直线、忽略掉页码。 再次强调，不要解释和输出无关的文字，直接输出图片中的内容。 “”” DEFAULT_RECT_PROMPT = “”“图片中用红色框和名称%28%s%29标注出了一些区域。 如果区域是表格或者图片，使用 %21[]%28%29 的形式插入到输出内容中，否则直接输出文字内容。 “”” DEFAULT_ROLE_PROMPT = “”“你是一个 PDF 文档解析器，使用 markdown 和 latex 语法输出图片的内容。 “””

6. Zerox

[19]
Zerox 首先将 PDF、 Docx 等格式转换为一系列图像，这一步使用graphicsmagick和ghostscript等工具来处理 PDF 文件。对于 Docx 格式使用libreoffice等工具将其先转换为 PDF，然后再进行图像转换。将转换得到的图像传递给多模态模型，下面的步骤就和在 gptpdf 的思路上一致了，将模型返回的每个页面的 Markdown 文本聚合起来，形成完整的 Markdown 文档。顺便一提，项目创始人也基于此推出了OmniAI

[20]
产品，用于将多种类型的文档转换为结构化数据，融资 320 万美元。
结合方案

7. Chunkr

[21]
Chunkr 可以将 PDF、PPT、Docx 和 Excel 等格式的文件转换成结构化数据，它通过使用 11 种语义标签（结合多模态模型）进行文档的布局分析，支持 OCR 技术提取文本内容，并能够生成包含边框信息的结构化输出，如 HTML 和 Markdown 格式，开源这个项目的公司叫 Lumina

[22]
，也是做 AI 搜索引擎的，拿了 YC 投资。

8. pdf-extract-api

[23]
pdf-extract-api 用于将图片和 PDF 文档转换为 Markdown 或 JSON 格式，支持多种 OCR 策略，包括 surya、llama_vision（多模态模型） 和 tesseract，此外，它还集成了 LLM（如 LLama 3.1）来改善 OCR 文本的质量。

9. Sparrow

[24]
Sparrow 项目用于从各种文档和图像中高效提取和处理数据，包括表格、银行对账单、发票、收据等非结构化数据源，具有模块化架构，包括多个组件，其中 Sparrow Parse 支持使用多模态模型进行数据提取，Sparrow OCR 使用 OCR 技术进行字符识别，Sparrow 只擅长处理常见的形式化文档。

其他
题目提到 12 个开源的项目，怎么只罗列了 9 种呢，别急，其余 3 种已在系列第一篇关于 RAG 框架的介绍

RAGFlow 开源的DeepDoc

[26]

以及 Quivr 开源的MegaParse

[27]
，这些组件不仅提供了文档解析功能，还处理了内容分块的步骤，是构建高效 RAG 框架不可或缺的一部分，这里不再赘述。
总结
划重点的部分来了！

PDF、DOCX、Excel 和 PPT 四种文档格式均有对应的解析器，其中 PDF 的解析最为复杂，因此常被用作评估文档解析能力的基准。尽管有许多优秀的开源项目，但在处理复杂表格和公式识别时，它们大多表现不佳。例如，当公式嵌入到上下文页面中时，具备布局分析能力的框架往往会出现大量识别错误。此外，这些项目还存在各自的局限性：gptpdf、PaddleOCR 缺乏必要的后处理步骤；Marker 支持的语言种类有限，Figure 处理不够完善；MinerU 消耗较多的计算资源等。大多数项目转换后的格式支持 Markdown 和 HTML，以便于 LLM 理解和处理。不过不支持 HTML 输出的项目可以确定是无法解析较为复杂的表格，因为标准 Markdown 语法仅适用于简单的表格结构，而复杂的表格则需借助 HTML 表格或其他文档格式（如 LaTeX、AsciiDoc、ReStructuredText）来实现。

文件解析是一个不断优化的过程，针对不同格式和复杂性的文件，需要持续探索和调整解决方案，在处理 PDF 文件时，数字签名、扫描件、影印件及复杂表格的解析均属特殊情形，需采取专门的方法，这个领域仍有许多机会，欢迎有兴趣合作的朋友后台联系我交流咨询。

智能文档处理服务
鉴于开源项目在处理复杂表格和公式方面过于拉垮，我进一步测试了 5 家收费的智能文档处理服务，发现其性能确实更出色些，果然是贵有贵的道理。比如下面这个复杂合并单元格（关于更多带复杂表格和公式的文档测试数据，可以在公众号「莫尔索随笔」后台获取回复「文档解析」获取，相信对你进行厂商选择和设计符合自己场景的测试数据集很有帮助）

TextIn

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TextIn 是合合信息推出的通用文档解析服务，它能够识别文档或图片中的文字信息，并将文档内容解析为 HTML 格式，保持常见的阅读顺序。该服务在表格识别方面具有高精度，能够处理有线表、无线表、密集表格，以及单元格合并和跨页表格合并。解析速度极快，100 页长文档最快仅需 1.5 秒，同时支持在线和离线批量处理。TextIn ParseX 支持多种文档格式，包括 PDF、Word、HTML 等，并且能够一次性获取文字、表格、标题层级、公式、手写字符、图片信息。TextIn 解析正确，但表格内内容区分度不明显。

PDFlux

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PDFlux 是专为 PDF 文档设计的数据提取工具，实现对 PDF 或图片中的表格和文字内容的智能识别和提取。在内容识别方面，PDFlux 能够智能识别 PDF 或图片中的表格和文字内容，支持无线表格识别、复杂排版精确提取、自动扶正歪斜表格、去除印章干扰、智能合并跨页表格以及一键去除空格换行等功能。在格式转换方面，PDFlux 支持将 PDF 转换为 Word、Excel、HTML 等多种格式，方便用户编辑和移动端阅读，同时保留文档的章节目录结构。PDFlux 的识别结果丢失了表格标题。

Mathpix

[30]
通过 OCR 技术识别公式，可以快速准确地将数学公式截图和手写公式转换为 LaTeX 格式，无论是行间公式还是行内公式都可以准确识别，支持多国语言；可以识别图片或 pdf 文件中的表格，并输出 TSV（制表符分隔值）格式，可以直接将 pdf 转换为 LaTeX、Word、HTML 等格式，沉浸式翻译、Anthropic、谷歌 Bard 等都调用了它的服务。Mathpix 识别正确，但没有合并单元格。

Doc2x

[31]
上传 PDF 或图片，精准公式识别和表格识别，一键高效转换为 Word、LaTeX、HTML、Markdown 等多种格式，Doc2x 识别正确 ，内容使用空格区分。

百度智能云办公文档识别服务
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大厂产品就首先试了下百度的，内容对，但丢失表格结构，直接放弃，其他家的就没再继续试了。

写在最后
以后再看到新的和文档解析相关开源项目时，可以通过以下技巧快速判断其是否具有实质性创新：首先检查项目是否沿用了传统的 OCR 流程；其次，观察表格识别和版面分析模型是自主研发的还是基于 PaddleOCR 等开源工具，如果这些方面有所创新，那么该项目值得深入研究。若计划在实际产品中应用相关技术，本着对用户负责的态度，优先考虑商业化的智能文档处理服务（商业化的智能文档处理服务，主要关注三个维度，快、准、稳，（表格、公式）识别精准、解析速度快、稳定性好），对于包含大量表格和公式的文档，我推荐如下选择：英文上下文中的公式识别首选 Mathpix；中文上下文中的公式识别则应选择 Doc2X；而面对复杂的表格，则 PDFlux 或 TextIn 更为可靠。如果你要自建一套文档解析解决方案，基于 MinerU 去搭建，针对无法处理的特定场景利用 PaddleOCR 工具包训练相应的模型。