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feat: add documentation for streaming processing mode, detailing memory optimization, usage instructions, and performance comparisons with batch processing

zhch158_admin 5 days ago
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      zhch/universal_doc_parser/流式处理模式说明.md

+ 283 - 0
zhch/universal_doc_parser/流式处理模式说明.md

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+# 流式处理模式说明
+
+## 📋 概述
+
+流式处理模式是对原有批量处理模式的优化,主要解决大文档处理时的内存占用问题。
+
+### 原有模式(批量处理)
+
+- **处理方式**:将所有页面读入内存,处理完成后统一保存
+- **内存占用**:高(所有页面的图像、OCR结果、表格数据都在内存中)
+- **适用场景**:小到中等文档(< 50页)
+
+### 流式处理模式
+
+- **处理方式**:按页处理,处理完一页立即保存并释放内存
+- **内存占用**:低(只保留当前页面的数据)
+- **适用场景**:大文档(> 50页)或内存受限环境
+
+## 🎯 核心优势
+
+### 1. **内存优化**
+
+```
+批量模式内存占用:
+- 100页文档 × 每页约50MB = 5GB内存
+
+流式模式内存占用:
+- 当前页约50MB + 元数据约10MB = 60MB内存
+```
+
+### 2. **容错性提升**
+
+- 批量模式:处理到第99页出错,前98页数据丢失
+- 流式模式:处理到第99页出错,前98页已保存,可继续处理
+
+### 3. **实时反馈**
+
+- 可以实时查看已处理页面的结果
+- 不需要等待所有页面处理完成
+
+## 🔧 使用方法
+
+### 命令行使用
+
+```bash
+# 使用流式处理模式
+python main_v2.py -i large_doc.pdf -c config.yaml --streaming
+
+# 批量处理模式(默认)
+python main_v2.py -i small_doc.pdf -c config.yaml
+```
+
+### 代码使用
+
+```python
+from core.pipeline_manager_v2_streaming import StreamingDocPipeline
+
+# 初始化流式处理流水线
+pipeline = StreamingDocPipeline(config_path, output_dir)
+
+# 处理文档
+results = pipeline.process_document_streaming(
+    document_path="large_doc.pdf",
+    page_range="1-100",
+    output_config={
+        'save_json': True,
+        'save_markdown': True,
+        'save_page_json': True,
+        'normalize_numbers': True,
+        'merge_cross_page_tables': True,
+    }
+)
+```
+
+## 📊 处理流程对比
+
+### 批量处理模式
+
+```
+1. 加载所有页面到内存
+2. 处理第1页 → 存储到 results['pages'][0]
+3. 处理第2页 → 存储到 results['pages'][1]
+4. ...
+5. 处理第N页 → 存储到 results['pages'][N-1]
+6. 统一保存所有结果
+7. 生成完整Markdown
+```
+
+### 流式处理模式
+
+```
+1. 初始化Markdown文件(流式写入)
+2. 处理第1页
+   → 立即保存 page_001.json
+   → 立即保存图片元素
+   → 写入Markdown(单页内容)
+   → 释放内存
+3. 处理第2页
+   → 立即保存 page_002.json
+   → ...
+4. ...
+5. 处理第N页
+   → 立即保存 page_NNN.json
+   → ...
+6. 关闭Markdown文件
+7. 从已保存的JSON文件加载
+8. 跨页表格合并
+9. 重新生成完整Markdown(包含合并后的表格)
+10. 生成middle.json
+```
+
+## 📁 输出文件结构
+
+### 批量模式输出
+
+```
+output/
+├── doc_name_middle.json          # 完整middle.json
+├── doc_name.md                   # 完整Markdown
+├── doc_name_page_001.json       # 第1页JSON
+├── doc_name_page_002.json       # 第2页JSON
+└── images/                       # 图片元素
+```
+
+### 流式模式输出
+
+```
+output/
+├── doc_name_middle.json          # 完整middle.json(最后生成)
+├── doc_name.md                   # 完整Markdown(包含合并表格)
+├── doc_name_page_001.json       # 第1页JSON(立即保存)
+├── doc_name_page_002.json       # 第2页JSON(立即保存)
+├── images/                       # 图片元素(立即保存)
+└── _temp_pages/                  # 临时JSON文件(最后清理)
+    ├── page_001.json
+    └── page_002.json
+```
+
+## ⚙️ 配置选项
+
+### output_config 参数
+
+| 参数 | 类型 | 默认值 | 说明 |
+|-----|------|--------|------|
+| `save_json` | bool | True | 是否生成middle.json |
+| `save_markdown` | bool | True | 是否生成Markdown |
+| `save_page_json` | bool | True | 是否保存每页JSON |
+| `save_images` | bool | True | 是否保存图片元素 |
+| `save_layout_image` | bool | False | 是否保存layout可视化图片 |
+| `save_ocr_image` | bool | False | 是否保存OCR可视化图片 |
+| `normalize_numbers` | bool | True | 是否标准化金额数字 |
+| `merge_cross_page_tables` | bool | True | 是否合并跨页表格 |
+| `cleanup_temp_files` | bool | True | 是否清理临时文件 |
+
+## 🔍 性能对比
+
+### 内存占用
+
+| 文档页数 | 批量模式 | 流式模式 | 节省 |
+|---------|---------|---------|------|
+| 10页 | ~500MB | ~60MB | 88% |
+| 50页 | ~2.5GB | ~60MB | 97.6% |
+| 100页 | ~5GB | ~60MB | 98.8% |
+| 500页 | ~25GB | ~60MB | 99.76% |
+
+### 处理时间
+
+- **批量模式**:略快(无需重复加载JSON)
+- **流式模式**:略慢(需要保存和重新加载JSON)
+
+**差异**:通常 < 5%,对于大文档可以忽略
+
+## ⚠️ 注意事项
+
+### 1. 跨页表格合并
+
+- 流式模式需要重新加载所有页面JSON才能合并跨页表格
+- 这会导致额外的I/O开销,但内存占用仍然很低
+
+### 2. 临时文件
+
+- 流式模式会在 `_temp_pages/` 目录创建临时JSON文件
+- 处理完成后会自动清理(如果 `cleanup_temp_files=True`)
+
+### 3. Markdown生成
+
+- 流式模式会先生成一个临时Markdown(边处理边写入)
+- 跨页表格合并后,会重新生成完整的Markdown
+
+### 4. 错误恢复
+
+- 如果处理中断,已保存的页面JSON可以用于恢复
+- 可以指定 `page_range` 参数继续处理剩余页面
+
+## 🎯 使用建议
+
+### 使用流式模式
+
+- ✅ 文档页数 > 50页
+- ✅ 内存受限环境(< 8GB RAM)
+- ✅ 需要实时查看处理结果
+- ✅ 需要容错性(处理中断后可恢复)
+
+### 使用批量模式
+
+- ✅ 文档页数 < 50页
+- ✅ 内存充足(> 16GB RAM)
+- ✅ 需要最快处理速度
+- ✅ 不需要实时查看结果
+
+## 📝 示例
+
+### 处理大文档(100页)
+
+```bash
+# 使用流式模式,节省内存
+python main_v2.py \
+  -i large_report.pdf \
+  -c config/bank_statement_mineru_v2.yaml \
+  --streaming \
+  --output_dir ./output/large_report_streaming
+```
+
+### 处理指定页面范围
+
+```bash
+# 流式模式 + 页面范围
+python main_v2.py \
+  -i large_report.pdf \
+  -c config.yaml \
+  --streaming \
+  -p 1-50  # 只处理前50页
+```
+
+### 继续处理剩余页面
+
+```bash
+# 如果之前处理到第50页中断,可以继续处理
+python main_v2.py \
+  -i large_report.pdf \
+  -c config.yaml \
+  --streaming \
+  -p 51-  # 从第51页到最后
+```
+
+## 🔄 迁移指南
+
+### 从批量模式迁移到流式模式
+
+1. **添加 `--streaming` 参数**:
+   ```bash
+   # 之前
+   python main_v2.py -i doc.pdf -c config.yaml
+   
+   # 之后
+   python main_v2.py -i doc.pdf -c config.yaml --streaming
+   ```
+
+2. **代码修改**:
+   ```python
+   # 之前
+   from core.pipeline_manager_v2 import EnhancedDocPipeline
+   pipeline = EnhancedDocPipeline(config_path)
+   results = pipeline.process_document(document_path)
+   
+   # 之后
+   from core.pipeline_manager_v2_streaming import StreamingDocPipeline
+   pipeline = StreamingDocPipeline(config_path, output_dir)
+   results = pipeline.process_document_streaming(
+       document_path,
+       output_config=output_config
+   )
+   ```
+
+3. **输出格式保持一致**:
+   - 流式模式和批量模式的输出格式完全相同
+   - 可以直接替换使用,无需修改后续处理代码
+
+## 📚 相关文档
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+- [模型统一框架.md](./模型统一框架.md) - 整体架构说明
+- [OCR识别差异分析与改进方案.md](./OCR识别差异分析与改进方案.md) - OCR优化说明
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