Kreuzberg：本地OCR+多格式解析！Kreuzberg如何用Python暴力提取30+文档格式？程序员看完直呼内行！

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我们经常需要从各种不同类型的文档中提取文本内容，无论是办公文档、图像还是PDF文件。而Kreuzberg这个Python库的出现，为我们提供了一个极为便捷且高效的解决方案。

一、Kreuzberg简介

Kreuzberg是一个专注于从文档中提取文本的Python库。它具有很多令人心动的特性，使得它在文本提取领域脱颖而出。

（一）特色亮点

1. 简单便捷（Simple and Hassle - Free）
   • 它拥有简洁的API，无需复杂的配置就能正常工作。这对于开发者来说是一个巨大的优势，不需要花费大量的时间在繁琐的设置上，就能够快速地将其集成到自己的项目中。
2. 本地处理（Local Processing）
   • 不需要进行外部API调用，也没有云依赖。这意味着在使用Kreuzberg时，不用担心网络连接问题，也不会因为云服务的限制而受到影响。同时，数据的安全性也得到了保障，因为所有的处理都在本地进行。
3. 资源高效（Resource Efficient）
   • 它是轻量级的处理方式，不需要GPU的支持。这使得它可以在各种不同配置的设备上运行，无论是普通的笔记本电脑还是服务器，都能够轻松应对文本提取任务。
4. 包体小巧（Small Package Size）
   • 它的依赖项经过精心挑选，占用空间极小。这对于那些对空间要求比较严格的项目来说是非常友好的，不会因为引入一个库而导致项目的体积大幅增加。
5. 格式支持广泛（Format Support）
   • 全面支持各种文档、图像和文本格式。无论是常见的PDF、Word文档，还是各种图像格式，甚至是一些特定的研究格式，Kreuzberg都能够进行文本提取。
6. 现代Python风格（Modern Python）
   • 采用了async/await、类型提示以及函数式优先的方法构建。这使得代码更加简洁、高效，也符合现代Python编程的最佳实践。
7. 开源友好（Permissive OSS）
   • Kreuzberg及其依赖项都采用了宽松的开源许可证，这鼓励了更多的开发者参与到项目的改进和扩展中来。

（二）应用场景

1. RAG（Retrieval Augmented Generation）应用
   • Kreuzberg专为RAG应用而构建，在这些应用中，本地处理且依赖最少是非常重要的。例如在一些本地的知识检索和文本生成系统中，Kreuzberg可以快速准确地从各种文档中提取文本内容，为后续的知识检索和文本生成提供基础数据。
2. 现代异步应用（Modern Async Applications）
   • 在现代的异步应用中，Kreuzberg的异步接口能够很好地与其他异步组件协同工作。比如在一个网络爬虫项目中，需要从下载的各种文档中提取文本内容，Kreuzberg的异步接口可以提高整个系统的效率，避免阻塞等待。
3. 无服务器函数（Serverless Functions）
   • 在无服务器函数环境中，由于资源有限且对性能要求较高，Kreuzberg的轻量级和高效的特点就能够发挥作用。它可以在无服务器函数中快速地处理文档文本提取任务，而不会占用过多的资源。
4. 容器化应用（Dockerized Applications）
   • 对于容器化的应用，Kreuzberg的本地处理和小体积的特点非常适合。在一个容器化的文档处理系统中，可以方便地将Kreuzberg集成进去，对容器内的各种文档进行文本提取操作。

二、Kreuzberg的安装

1. 安装Python包
   • 首先，使用pip install kreuzberg命令就可以轻松安装Kreuzberg这个Python包。
2. 安装系统依赖项
   • Kreuzberg需要两个系统级别的依赖项：
     • Pandoc：用于文档格式转换，最低要求的版本是Pandoc 2。
       • 在Linux（Ubuntu）系统下，可以使用sudo apt - get install pandoc tesseract - ocr命令来安装。
       • 在MacOS系统下，可以使用brew install tesseract pandoc命令来安装。
       • 在Windows系统下，可以使用choco install - y tesseract pandoc命令来安装。
     • Tesseract OCR：用于图像和PDF的OCR（光学字符识别），最低要求的版本是Tesseract 4。
       • 需要注意的是，在大多数发行版中，tesseract - ocr包可能会被拆分成多个包，除了英语之外，如果需要其他语言模型，可能需要单独安装。同时，建议查阅这些库的官方文档，以获取针对自己平台的最新安装说明。

三、Kreuzberg的架构

1. PDF处理（PDF Processing）
   • 对于PDF文件，Kreuzberg采用了不同的策略。对于可搜索的PDF，它使用pdfium2进行文本提取；对于扫描内容，则使用Tesseract OCR。这样的组合方式能够有效地处理各种类型的PDF文件，无论是原生的可搜索PDF还是扫描得到的图像型PDF。
2. 文档转换（Document Conversion）
   • Pandoc：用于处理多种文档和标记格式。
   • python - pptx：专门用于处理PowerPoint文件。
   • html - to - markdown：用于处理HTML内容。
   • calamine：用于处理Excel电子表格（支持多工作表）。
3. 文本处理（Text Processing）
   • 它具备智能编码检测功能，能够很好地处理Markdown和纯文本。

四、支持的格式

1. 文档格式（Document Formats）
   • PDF（.pdf，包括可搜索和扫描类型）：这是最常见的文档格式之一，无论是可直接提取文本的PDF还是需要OCR识别的扫描版PDF，Kreuzberg都能处理。
   • Microsoft Word（.docx）：在办公场景中广泛使用的Word文档，Kreuzberg可以从中提取出文本内容。
   • PowerPoint演示文稿（.pptx）：对于PPT文件，Kreuzberg能够提取其中的文本信息，这对于需要对PPT内容进行分析或者转换的场景非常有用。
   • OpenDocument Text（.odt）：一种开源的文档格式，Kreuzberg同样支持对其进行文本提取。
   • Rich Text Format（.rtf）：这种格式在一些早期的文档编辑中比较常见，Kreuzberg也可以对其进行处理。
   • EPUB（.epub）：电子图书的常见格式，Kreuzberg能够从EPUB文件中提取出文本内容，方便对电子书内容进行分析或者转换。
   • DocBook XML（.dbk，.xml）：在文档编写和发布领域中使用的一种XML格式，Kreuzberg支持对其进行文本提取。
   • FictionBook（.fb2）：主要用于电子小说的格式，Kreuzberg可以从这种格式的文件中提取文本。
   • LaTeX（.tex，.latex）：在学术和科研领域广泛使用的排版系统，Kreuzberg能够从LaTeX文件中提取出文本内容。
   • Typst（.typ）：一种新兴的标记语言，Kreuzberg也对其进行了支持。
2. 标记和文本格式（Markup and Text Formats）
   • HTML（.html，.htm）：网页的基本格式，Kreuzberg可以从HTML文件中提取出其中的文本内容，这对于网页内容的分析和处理非常有用。
   • 纯文本（.txt）和Markdown（.md，.markdown）：这是最基本的文本格式，Kreuzberg能够很好地处理它们，无论是简单的纯文本文件还是带有标记的Markdown文件。
   • reStructuredText（.rst）：一种轻量级的标记语言，Kreuzberg支持对其进行文本提取。
   • Org - mode（.org）：在Emacs等编辑器中广泛使用的一种模式，Kreuzberg可以从这种模式的文件中提取文本。
   • DokuWiki（.txt）：一种用于维基的文本格式，Kreuzberg能够从其中提取文本。
   • Pod（.pod）：一种文档格式，Kreuzberg支持对其进行文本提取。
   • Troff/Man（.1，.2等）：在Unix系统中用于编写手册页的格式，Kreuzberg可以从这种格式的文件中提取文本。
3. 数据和研究格式（Data and Research Formats）
   • 电子表格（.xlsx，.xls，.xlsm，.xlsb，.xlam，.xla，.ods）：无论是微软的Excel格式还是开源的ODS格式，Kreuzberg都能够从其中提取出文本内容，这对于数据分析和处理非常有用。
   • CSV（.csv）和TSV（.tsv）文件：这是常见的数据存储格式，Kreuzberg可以从这些文件中提取出文本内容。
   • OPML文件（.opml）：一种用于大纲的格式，Kreuzberg支持对其进行文本提取。
   • Jupyter Notebooks（.ipynb）：在数据科学和机器学习领域广泛使用的笔记本格式，Kreuzberg能够从Jupyter笔记本中提取出文本内容。
   • BibTeX（.bib）和BibLaTeX（.bib）：在学术文献管理中使用的格式，Kreuzberg可以从这些格式的文件中提取出文本内容。
   • CSL - JSON（.json）：一种用于文献引用样式的JSON格式，Kreuzberg支持对其进行文本提取。
   • EndNote和JATS XML（.xml）：在文献管理和学术出版领域使用的XML格式，Kreuzberg支持对其进行文本提取。
   • RIS（.ris）：一种用于文献引用的格式，Kreuzberg可以从这种格式的文件中提取出文本内容。
4. 图像格式（Image Formats）
   • JPEG（.jpg，.jpeg，.pjpeg）：最常见的图像格式之一，Kreuzberg可以对JPEG图像进行OCR识别并提取出文本内容。
   • PNG（.png）：另一种常见的图像格式，Kreuzberg同样可以对其进行处理。
   • TIFF（.tiff，.tif）：在一些专业领域如印刷和摄影中使用的图像格式，Kreuzberg能够对TIFF图像进行OCR识别。
   • BMP（.bmp）：一种简单的图像格式，Kreuzberg可以对BMP图像进行OCR识别。
   • GIF（.gif）：动画图像格式，Kreuzberg能够对GIF图像进行OCR识别并提取文本内容。
   • JPEG 2000家族（.jp2，.jpm，.jpx，.mj2）：JPEG的升级版格式，Kreuzberg也可以对其进行处理。
   • WebP（.webp）：一种新兴的图像格式，Kreuzberg支持对其进行OCR识别。
   • 便携式anymap格式（.pbm，.pgm，.ppm，.pnm）：这些不太常见的图像格式，Kreuzberg同样可以进行OCR识别并提取文本内容。

五、Kreuzberg的用法

1. 单项目处理（Single Item Processing）
   • extract_file()：这是一个异步函数，用于从文件（可以接受字符串路径或者pathlib.Path类型）中提取文本。例如：

import asyncio
from pathlib import Path
from kreuzberg import extract_file, ExtractionResult, PSMMode

async def extract_document():
    # 从PDF文件中以默认设置提取
    pdf_result: ExtractionResult = await extract_file("document.pdf")
    print(f"Content: {pdf_result.content}")

asyncio.run(extract_document())

• extract_bytes()：异步函数，用于从字节（接受字节字符串）中提取文本。例如：

from kreuzberg import extract_bytes, ExtractionResult

async def process_upload(file_content: bytes, mime_type: str) -> ExtractionResult:
    return await extract_bytes(
        file_content,
        mime_type=mime_type,
    )

# 示例用法，不同文件类型
async def handle_uploads(docx_bytes: bytes, pdf_bytes: bytes, image_bytes: bytes):
    # 处理PDF上传
    pdf_result = await process_upload(pdf_bytes, mime_type="application/pdf")
    print(f"PDF content: {pdf_result.content}")
    print(f"PDF metadata: {pdf_result.metadata}")

    # 处理图像上传（将使用OCR）
    img_result = await process_upload(image_bytes, mime_type="image/jpeg")
    print(f"Image text: {img_result.content}")

    # 处理Word文档上传
    docx_result = await process_upload(
        docx_bytes,
        mime_type="application/vnd.openxmlformats - officedocument.wordprocessingml.document"
    )
    print(f"Word content: {docx_result.content}")

asyncio.run(handle_uploads(b"", b"", b""))

• extract_file_sync()：是extract_file()的同步版本。
• extract_bytes_sync()：是extract_bytes()的同步版本。

1. 批处理（Batch Processing）
   • batch_extract_file()：异步函数，用于同时从多个文件中提取文本。例如：

from pathlib import Path
from kreuzberg import batch_extract_file, batch_extract_bytes, batch_extract_file_sync

async def process_documents(file_paths: list[Path]) -> None:
    # 从多个文件中提取
    results = await batch_extract_file(file_paths)
    for path, result in zip(file_paths, results):
        print(f"File {path}: {result.content[:100]}...")

asyncio.run(process_documents([Path("file1"), Path("file2")]))

• batch_extract_bytes()：异步函数，用于同时从多个字节内容中提取文本。例如：

from pathlib import Path
from kreuzberg import batch_extract_file, batch_extract_bytes, batch_extract_file_sync

async def process_uploads(contents: list[tuple[bytes, str]]) -> None:
    # 每个项目是（内容，MIME类型）的元组
    results = await batch_extract_bytes(contents)
    for (_, mime_type), result in zip(contents, results):
        print(f"Upload {mime_type}: {result.content[:100]}...")

asyncio.run(process_uploads([(b"", "type1"), (b"", "type2")]))

• batch_extract_file_sync()：是batch_extract_file()的同步版本。
• batch_extract_bytes_sync()：是batch_extract_bytes()的同步版本。

六、配置参数

1. OCR配置（OCR Configuration）
   • force_ocr（默认值为False）：即使对于可搜索的PDF，也强制进行OCR处理。例如：

from kreuzberg import extract_file

async def process_pdf():
    # 强制对可搜索的PDF进行OCR
    result = await extract_file("document.pdf", force_ocr = True)
    print(result.content)

asyncio.run(process_pdf())

• language（默认值为eng）：指定Tesseract OCR的语言模型。这会影响不同语言文档的文本识别准确性。例如，eng代表英语，deu代表德语，eng+deu代表英语和德语。需要注意的是，语言的顺序会影响处理时间，第一个语言是主要语言，第二个语言是次要语言等。
• psm（Page Segmentation Mode，默认值为PSM.AUTO）：控制Tesseract如何分析页面布局。在大多数情况下，不需要将其更改为其他值，但如果有特殊需求，可以根据Tesseract的文档进行调整。

1. 处理配置（Processing Configuration）
   • max_processes（默认值为CPU数量）：Tesseract的最大并发进程数。例如：

from kreuzberg import extract_file

async def process_pdf():
    # 控制OCR并发数
    result = await extract_file(
        "large_document.pdf",
        max_processes = 4
    )
    print(result.content)

asyncio.run(process_pdf())

总结

Kreuzberg是一个功能强大的Python库，专为从各种文档中提取文本而设计，支持PDF、图像、办公文档等多种格式。它以简单便捷、本地处理、资源高效等特性脱颖而出，无需复杂配置即可快速集成到项目中。Kreuzberg适用于RAG应用、现代异步应用、无服务器函数和容器化应用等多种场景，为开发者提供了极大的便利。

项目地址

https://github.com/Goldziher/kreuzberg