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backend/app/aliyun_parser/嵌入和召回.md
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263
backend/app/aliyun_parser/嵌入和召回.md
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@@ -0,0 +1,263 @@
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# 文档解析与向量检索说明
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## 相关文件
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- `aliyun_doc_parser.py`：调用阿里云文档智能解析 PDF，生成原始 `layouts.json`
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- `layouts_to_vector_chunks.py`：把 `layouts.json` 转成适合向量数据库入库的三层结构
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- `layouts.json`：阿里云返回的原始布局结果
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- `vector_chunks.json`：转换后的结构化输出
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## 一、`layouts.json` 的结构
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`layouts.json` 顶层是一个数组，每个元素代表一个布局块（layout）。常见字段如下：
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- `type`：主类型，例如 `title`、`text`、`table`、`figure`
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- `subType`：更细的语义类型，例如 `doc_title`、`para_title`、`para`、`picture`、`pic_title`、`pic_caption`
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- `text`：当前布局块的纯文本
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- `markdownContent`：带 markdown 标记的文本
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- `pageNum`：页码
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- `index`：页内顺序
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- `level`：标题层级
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- `uniqueId`：布局块唯一标识
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- `blocks`：更细粒度的文本与样式信息
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- `cells`：表格单元格，仅 `table` 类型存在
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这个结构不是简单 OCR 文本流，而是已经带有版面理解和语义分类的结构化数据。
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## 二、推荐的三层转换结构
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### 1. 结构层 `structure_nodes`
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结构层用于恢复文档标题树，不直接作为最终向量检索单元。
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示例：
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- `1 范围`
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- `2 规范性引用文件`
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- `3 术语和定义`
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- `3.1 儿童三轮车`
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- `3.2 轮距`
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结构层主要用于给下游 chunk 绑定 `section_path`。
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### 2. 语义层 `semantic_blocks`
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语义层是按文档意义聚合后的内容块，主要分为三类：
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- `section_text`：同一章节下连续正文聚合而成
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- `table`：表格内容单独成块
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- `figure`：图、图名、图注等单独成块
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这一层比单 layout 更适合做语义理解，也适合后续做上下文扩展。
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### 3. 检索层 `vector_chunks`
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检索层是最终写进向量数据库的 chunk。
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处理方式：
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- 对 `semantic_blocks` 中较短的块直接入库
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- 对较长的块按 `max_chars` 再切分
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- 相邻切片保留 `overlap_chars` 重叠
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- 每个 chunk 都带完整 metadata，便于后续过滤、重排和邻域扩展
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## 三、当前转换脚本做了什么
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`layouts_to_vector_chunks.py` 当前已经实现：
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1. 过滤目录页噪声（如 `目次`）
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2. 根据标题层级维护章节路径
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3. 将正文聚合成 `section_text`
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4. 将表格单独转成 `table`
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5. 将图相关内容单独转成 `figure`
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6. 对长文本继续切分为最终 `vector_chunks`
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7. 为每个检索 chunk 生成 `embedding_text`
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## 四、为什么不要直接按 layout 入库
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如果把 `layouts.json` 的每条 layout 直接做向量：
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- 颗粒度太碎
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- 标题和正文容易分离
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- 表格会丢失结构上下文
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- 图示信息无法完整表达
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- 检索命中结果噪声较大
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对于标准文档，最合适的单位通常不是“句子”，而是“条款语义块”。
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## 五、建议的入库字段
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建议向量数据库每条记录至少保存：
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- `embedding_text`：用于生成向量
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- `text`：原始 chunk 文本
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- `chunk_id`
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- `semantic_id`
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- `chunk_type`：`section_text` / `table` / `figure`
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- `section_path`
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- `section_title`
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- `section_level`
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- `page_start`
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- `page_end`
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- `doc_id`
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- `doc_title`
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- `source_ids`
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其中：
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- 向量化字段：`embedding_text`
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- 展示字段：`text`
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- 检索增强字段：其余 metadata
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## 六、推荐的检索方式
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不要只做最简单的 top-k 向量搜索，建议采用：
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**向量召回 + metadata 重排 + 邻域扩展**
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### 1. 向量召回
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使用 `vector_chunks[*].embedding_text` 做 embedding，并在向量数据库中检索 top 10 ~ 15 条。
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查询时可以对用户问题做轻微改写，例如：
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原问题：
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`儿童三轮车的定义是什么？`
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可改写为：
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`请检索 GB 14747—2006 儿童三轮车安全要求 中关于“儿童三轮车定义”的条款、术语、表格或图示说明。`
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这样更适合标准文档检索。
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### 2. metadata 重排
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向量召回后，根据 metadata 做轻量规则重排。
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常见规则：
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- `chunk_type == section_text`：对定义类、要求类问题优先级更高
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- `section_path` 命中查询关键词：例如查询“定义”时，`术语和定义` 章节优先
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- `chunk_type == table`：对“尺寸 / 参数 / 数值 / 对照 / 要求”类问题加权
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- `chunk_type == figure`：对“图 / 结构 / 状态 / 示意”类问题加权
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### 3. 邻域扩展
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检索命中的是最终切片，但回答往往需要更完整上下文。
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建议命中某个 `vector_chunk` 后：
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1. 优先回捞同一个 `semantic_id` 下的所有 chunk
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2. 如果还不够，再补充同 `section_path`、相邻页码或相邻 `chunk_index` 的内容
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这样可以恢复完整条款，而不是只给模型一小段碎片。
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## 七、不同问题的检索重点
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### 1. 定义类问题
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例如：
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- `儿童三轮车的定义是什么？`
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- `轮距是什么意思？`
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优先检索：
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- `section_text`
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- `section_path` 中包含 `术语和定义` 的内容
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### 2. 要求类问题
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例如：
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- `外露突出物有什么要求？`
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- `辅助推杆有哪些安全要求？`
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优先检索：
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- `section_text`
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- `table`
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### 3. 数值 / 尺寸 / 对照类问题
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例如：
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- `鞍座到脚蹬距离要求是什么？`
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- `哪些项目需要满足规定尺寸？`
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优先检索：
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- `table`
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- `section_text`
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### 4. 图示说明类问题
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例如：
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- `正常乘骑状态是什么意思？`
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- `图1表示什么？`
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优先检索：
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- `figure`
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- 同章节相邻 `section_text`
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## 八、推荐的最终检索流程
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建议采用以下固定流程：
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1. 用 `vector_chunks.embedding_text` 做 embedding 检索
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2. 取 top 10 ~ 15 条候选
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3. 按 `chunk_type + section_path` 做规则重排
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4. 以 `semantic_id` 为中心回捞完整语义块
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5. 选 3 ~ 5 组上下文提供给大模型回答
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## 九、给大模型的上下文组织方式
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最终不要直接把原始 JSON 扔给模型，建议整理成如下格式：
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```text
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[命中片段 1]
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章节：3 术语和定义 > 3.1 儿童三轮车
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页码：1-2
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类型：section_text
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内容：
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......
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[命中片段 2]
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章节：4 要求 > 4.3 外露突出物
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页码：5
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类型：section_text
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内容：
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......
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[命中片段 3]
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章节：5 试验方法
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页码：8
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类型：table
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内容：
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......
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```
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这种格式更利于模型稳定回答并引用出处。
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## 十、转换命令
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生成三层结构：
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```bash
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python3 /home/huaci/dev/ai/SuperMew/tests/layouts_to_vector_chunks.py \
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--layouts /home/huaci/dev/ai/SuperMew/tests/layouts.json \
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--out /home/huaci/dev/ai/SuperMew/tests/vector_chunks.json
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```
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自定义切片大小：
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```bash
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python3 /home/huaci/dev/ai/SuperMew/tests/layouts_to_vector_chunks.py \
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--layouts /home/huaci/dev/ai/SuperMew/tests/layouts.json \
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||||
--out /home/huaci/dev/ai/SuperMew/tests/vector_chunks.json \
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--max-chars 500 \
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--overlap-chars 80
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```
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