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标题: 本地部署大模型实现扫描版 PDF 文件 OCR 识别,笔记本可跑 [打印本页]

作者: 链载Ai    时间: 6 小时前
标题: 本地部署大模型实现扫描版 PDF 文件 OCR 识别,笔记本可跑
在使用大模型处理书籍PDF时,有时你会遇到扫描版PDF,也就是说每一页其实是图像形式。这时,大模型需要先从图片中提取文本,而这就需要借助OCR(光学字符识别)技术。ingFang SC", Cambria, Cochin, Georgia, Times, "Times New Roman", serif;word-spacing: 0.8px;letter-spacing: 0.8px;border-radius: 16px;line-height: 1.75;font-size: 16px;color: rgb(53, 53, 53);text-align: justify;">
Gemini 2.5这样的强大模型,具备非常强的从图片中提取文本的能力。实际上,我们完全可以利用它来执行OCR任务。

利用这样的大模型进行OCR,不仅能处理复杂的图像场景,还能理解文本的结构,保留格式,并正确处理表格、标题等内容,为后续的文本分析、自动化处理和智能搜索提供强大的支持。这种结合OCRNLP的智能文档处理方式,正在成为解决实际问题的强大工具。

然而,像Gemini这样的强大模型只能通过远程访问,且存在API受限和高成本的问题。那么,是否有可能在本地部署类似的大模型来完成这一任务呢?

虽然本地部署或直接安装已经有很多方案,后期文章中我们也将逐一比较。但我们更想自己手撸一个,想着将来大模型不断升级之中我们也能紧随其后直接升级是不。

多模态

首先,我们去Hugging Face找找具有这种本事的大模型。

看到Image-Text-to-Text没有,它表示模型能够处理图像和文本输入,符合我们的任务要求。点击进去,首先看到的是一批新发布的模型,

我们往后翻,找到下面这个https://huggingface.co/Qwen/Qwen2.5-VL-3B-Instruct

选这个模型的主要原因是想在笔记本上也能跑起来,所以参数量不能太多。先用我的Macbook Air试试本地大模型的OCR能力,然后再部署到显卡好一点的电脑上去干活。

代码放在github仓库:https://github.com/mathinml/pdf2md


项目任务

本项目的任务明确如下:实现一个本地部署的多模态大语言模型,如Qwen2.5-VL,用于从PDF文件中提取文字内容并完成OCR任务,最好保留表格形式,并将其转换为Markdown文档。模型是可选的,只需调整参数即可切换到其他模型。尽管这个功能看似简单,但它为后续更复杂任务奠定了基础。

我们使用两款电脑来测试:Macbook Air M3处理器,16G内存;UbuntuV100 32G显存。

¸用到的库

该项目主要涉及三部分,即Transformers,vLLM以及具体的大模型如QWen2.5-VL。这个模型是基于Transformer架构开发的多模态模型。具体通过Hugging FaceTransformers库来加载和使用它,并选择使用vLLM来优化Qwen2.5-VL模型的推理性能。考虑到后期可能会实际部署到高性能电脑上,因此选择vLLM,而不是Ollama

Transformers,vLLM以及QWen2.5-VL之间的关系如下图所示。

这个关系图展示了三者之间的依赖和协作,具体如下,

程序流程

程序流程以及几个主要 Python 文件之间的关系如下图所示。

这个程序的主要功能是将PDF文件转换为Markdown格式,整个流程可以总结如下:

1、命令行参数解析:通过cli.py中的parse_args函数解析用户输入的命令行参数;主要参数包括:PDF 文件路径、模型路径、输出文件路径等。

2、初始化处理器:在main.py中初始化PDFMarkdownProcessor处理器;该处理器是整个转换过程的核心控制器。

3、PDF处理阶段:加载指定的PDF文件;使用PDFToImageConverterPDF文件转换为图像序列,图像分辨率默认为1024宽。

4、模型初始化:加载指定的视觉语言模型(如Qwen2.5-VL-3B-Instruct);该模型需要提前下载到本地指定目录。

5、图像处理与转换:对每个PDF页面生成的图像进行处理;使用ImageToMarkdownConverter将图像内容转换为Markdown文本;这一步利用视觉语言模型识别图像中的文本、表格、图片等内容。

6、结果整合与输出:合并所有页面转换得到的Markdown内容;将最终的Markdown文本保存到指定的输出文件中。

整个流程体现了模块化设计思想,各个组件职责明确,便于维护和扩展。用户只需通过简单的命令行参数即可完成从PDFMarkdown的转换过程。

模型下载

可以通过命令huggingface-cli download来下载Qwen2.5-VL,但如果huggingface不方便使用,可以选择用modelscope

比如我们要使用的这个模型文件放在这里:https://modelscope.cn/models/Qwen/Qwen2.5-VL-3B-Instruct/files

先安装modelscope

pip install modelscope

然后用以下命令,

modelscope download --model Qwen/Qwen2.5-VL-3B-Instruct --local_dir ../local_models/Qwen2.5-VL-3B-Instruct

将完整模型库文件下载到指定的本地目录../local_models/Qwen2.5-VL-3B-Instruct中。

转化效果

对于1024分辨率的图像,在Macbook Air上转化一页需要六、七分钟,虽然有点久,但至少也能跑起来了,而在V100上只需要10秒+。

如果页面较清晰,可以降低分辨率,那样自然会提高转化效率。另外,程序中有个参数quantization=None表明没有启用量化,保持了模型的完整精度。如果想进一步提高效率,可以使用量化版本,即Qwen/Qwen2.5-VL-3B-Instruct-AWQ

转化效果

PDF文件中提取的图像,

转化为Markdown后,效果如下图所示。是不是文字、表格和数学公式都还保持的不错。

代码:https://github.com/mathinml/pdf2md
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