LangChain教程 - RAG

在现代人工智能和自然语言处理（NLP）应用中，处理PDF文档是一项常见且重要的任务。由于PDF格式的复杂性，包含文本、图像、表格等多种内容结构，高效、准确地解析PDF需要强大的工具支持。LangChain提供了一套完善的PDF加载器（PDF Loader），支持从纯文本提取到复杂文档解析，并集成了OCR（光学字符识别）功能，能够处理扫描版PDF或包含嵌入图像的文档。

本文将详细介绍LangChain在PDF处理方面的核心组件、OCR方案，以及如何利用不同的加载器（如PyPDFLoader、PDFPlumberLoader、PDFMinerLoader、PyMuPDFLoader、PyPDFium2Loader、UnstructuredPDFLoader）高效解析PDF文档。

1. LangChain PDF处理架构

LangChain的PDF处理基于BaseLoader的继承体系，支持多种解析方式，包括：

基于Python库的解析：如PyPDF2、pdfplumber、pdfminer.six、PyMuPDF、PyPDFium2等。
基于OCR的文本识别：通过集成RapidOCR，解析PDF中的图像内容。
非结构化数据解析：使用UnstructuredPDFLoader，适用于复杂文档的处理。

其整体架构如下：

BaseLoader
│──> UnstructuredBaseLoader
│   ├──> UnstructuredFileLoader
│   ├──> UnstructuredPDFLoader  [支持文档拆分与复杂文本解析]
│──> BasePDFLoader
│   ├──> PyPDFLoader  [基于PyPDF2]   → 支持RapidOCR
│   ├──> PDFPlumberLoader  [基于pdfplumber] → 支持RapidOCR
│   ├──> PDFMinerLoader  [基于pdfminer.six] → 支持RapidOCR
│   ├──> PyMuPDFLoader  [基于PyMuPDF] → 支持RapidOCR
│   ├──> PyPDFium2Loader  [基于PyPDFium2] → 支持RapidOCR
│   ├──> Amazon Textract PDFLoader
│   ├──> MacGPT PDFLoader
│   ├──> ZOXPdfLoader

3. 各PDF解析器的详细介绍

3.1 UnstructuredPDFLoader

UnstructuredPDFLoader基于Unstructured库，提供智能的内容解析功能，能够自动将文档拆分为不同的部分，如段落、标题、表格等，并支持将结果输出为JSON格式。此外，它还集成了OCR功能。

特点：

适用于格式复杂的PDF文档。
能够按块解析长文档，提供结构化数据。
支持JSON格式输出，方便进一步处理。
结合OCR技术，能够处理包含图片的PDF。

适用场景：

需要按内容块拆分的文档。
需要提取不同层级信息（如标题、正文、表格）。
需要结构化输出（如JSON格式）。

from langchain.document_loaders import UnstructuredPDFLoaderloader = UnstructuredPDFLoader("complex_document.pdf")
documents = loader.load()for doc in documents:print(doc.page_content)

3.2 PyPDFLoader

PyPDFLoader基于PyPDF2，用于提取纯文本内容，支持OCR。

特点：

适用于提取PDF中的普通文本。
不支持解析复杂表格或格式化内容。
在OCR模式下，可处理扫描版PDF。

适用场景：

仅需获取PDF文本内容的情况。
处理简单的文本型PDF。

💡 注：

一些PDF文档由于编码问题会出现乱码

from langchain.document_loaders import PyPDFLoaderloader = PyPDFLoader("text_document.pdf")
documents = loader.load()for doc in documents:print(doc.page_content)

3.3 PDFPlumberLoader

PDFPlumberLoader基于pdfplumber库，支持复杂格式的解析，如表格、嵌入的图像等。

特点：

适用于提取表格、排版复杂的PDF。

适用场景：

处理财务报表、数据报告等包含表格的PDF。
需要准确提取PDF排版信息的场景。

💡 注：

LangChain 未开放 pdfplumber 库的复杂表格等处理操作，目前只能获取文本，复杂操作还需使用 UnstructuredPDFLoader

from langchain.document_loaders import PDFPlumberLoaderloader = PDFPlumberLoader("table_document.pdf")
documents = loader.load()for doc in documents:print(doc.page_content)

3.4 PDFMinerLoader

适用于OCR解析，支持高精度文本提取。

特点：

专为OCR优化，可处理扫描PDF。
能够精准解析文本排版结构。

适用场景：

处理扫描版PDF。
需要OCR高精度文本提取。

from langchain.document_loaders import PDFMinerLoaderloader = PDFMinerLoader("scanned_document.pdf")
documents = loader.load()for doc in documents:print(doc.page_content)

3.5 PyMuPDFLoader

PyMuPDFLoader提供高效的文本提取，适用于大规模PDF解析。

特点：

解析速度快，适合大文档处理。
能提取嵌入的文本和图像。

适用场景：

处理大量PDF文件。
需要同时提取文本和图片信息的场景。

from langchain.document_loaders import PyMuPDFLoaderloader = PyMuPDFLoader("sample.pdf")
documents = loader.load()for doc in documents:print(doc.page_content)

3.6 PyPDFium2Loader

PyPDFium2Loader解析速度快，适合超大PDF文档。

特点：

适用于大规模PDF解析。

适用场景：

需要快速解析大文档。

from langchain.document_loaders import PyPDFium2Loaderloader = PyPDFium2Loader("large_document.pdf")
documents = loader.load()for doc in documents:print(doc.page_content)

3.7 Amazon Textract PDFLoader

Amazon Textract PDFLoader是基于AWS Textract的云端OCR解析器。它使用Amazon的机器学习模型来解析PDF中的文本、表格和表单，并支持结构化数据输出。

特点：

支持文本、表格、表单提取。
依赖AWS云服务，适用于大规模文档处理。
适用于扫描件、复杂格式PDF。

适用场景：

需要高度准确的OCR文本提取。
处理包含表格和表单的PDF。
适用于云端大规模处理任务。

from langchain.document_loaders import AmazonTextractPDFLoaderloader = AmazonTextractPDFLoader("aws_document.pdf")
documents = loader.load()for doc in documents:print(doc.page_content)

3.8 MacGPT PDFLoader

MacGPT PDFLoader是专为MacGPT优化的PDF解析器，能够在Mac环境下高效解析PDF文档。

特点：

针对MacGPT环境优化。
适用于本地文档处理。
解析速度较快。

适用场景：

适用于MacGPT生态系统。
需要本地快速解析的用户。

from langchain.document_loaders import MacGPTPDFLoaderloader = MacGPTPDFLoader("mac_document.pdf")
documents = loader.load()for doc in documents:print(doc.page_content)

3.9 ZOXPdfLoader

ZOXPdfLoader是一款通用型PDF加载器，适用于多种格式的PDF解析。

特点：

兼容多种PDF解析需求。
适用于多种应用场景。

适用场景：

需要通用PDF解析的情况。
适用于对文档格式不确定的应用。

from langchain.document_loaders import ZOXPdfLoaderloader = ZOXPdfLoader("generic_document.pdf")
documents = loader.load()for doc in documents:print(doc.page_content)

4. 解析器对比

解析器	适用场景	OCR 支持	解析速度	特点
`PyPDFLoader`	纯文本PDF	✅	快	适用于简单文本提取
`PDFPlumberLoader`	表格、复杂排版	✅	中	适用于表格解析
`PDFMinerLoader`	OCR解析	✅	慢	高精度OCR文本提取
`PyMuPDFLoader`	高效解析	✅	快	适合大规模解析
`PyPDFium2Loader`	大规模PDF	✅	非常快	适用于超大文档
`UnstructuredPDFLoader`	复杂结构文档	✅	中等	支持智能解析和JSON输出
`Amazon Textract PDFLoader`	高精度OCR	✅ (AWS)	依赖云端	适用于表单、表格解析
`MacGPT PDFLoader`	Mac环境本地解析	❌	快	MacGPT生态优化
`ZOXPdfLoader`	通用PDF解析	✅	中等	兼容多种格式