Langchain-Chatchat之pdf转markdown格式

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背景

在使用Langchain-Chatchat做RAG的时候，发现导入的pdf文件中的表格关系无法保存，导致LLM的回答不符合预期。例如我想问的内容在表格中，但LLM的回答并不是对表格的总结。

那么想要解决这个问题，就需要找到一种合适的文本格式来保留表格间的关系，然后修改Langchain-Chatchat的文本加载源码，使pdf文本转换成目标的文本格式，也就是本篇的markdown格式。

开发环境

RAG框架: Langchain-Chatchat
大模型: Qwen1.5-14B-Chat
资源要求: GPU显存
- 14B双精度约等于14*2，加上embeding模型，大约30G的显存
- CPU>8核即可
Prompt: 使用Langchain-Chatchat为知识库配置的默认Prompt。

loader文本解析步骤

Langchain-Chatchat默认对pdf文件使用的loader是mypdfloader.py，解析文档的流程如下:

调用server/api.py中的/knowledge_base/upload_docs 上传文档
通过KnowledgeFile这个类来实现文档解析，文档分词等功能
调用mypdfloader.py加载pdf文件，使用pyMuPDF包的fitz解析pdf文档
获取pdf中的text内容
针对图片使用ocr模块进行解析，获取图片中的文本
text和图片文本连接到一起，作为文档的内容
调用unstructured.partition.text import partition_text 进行文本段落划分
使用默认的ChineseRecursiveTextSplitter进行分词，存储到向量库

出问题的地方就在于加载pdf文件的部分，把表格作为普通的文本加载，自然就保存不了表格的关系了。

markdown格式的文本

Blog - Artifex
RAG分块策略的五个级别

为什么选择markdown格式

markdown可以支持"基于文档的分块"
提取出markdown格式，支持保留表格的行，列关系
结构化的内容更有利于LLM大模型理解和上下文保存

在 LLM 和 RAG 环境中使用 Markdown 文本格式可确保更准确和相关的结果，因为它为 LLM 提供了更丰富的数据结构和更相关的数据块加载。

测试markdown格式提取表格

相比于text格式的分词来说，markdown格式的分词可以保留表格的数据和关系

，例如下面的表格。

原pdf表格

markdown格式的表格

可以看到表格关系都保留下来了。

测试markdown格式的知识库

运行项目

参考官方的开发环境搭建即可。因为使用的是大模型是Qwen1.5-14B-Chat，因此需要更改模型配置文件的路径，读取Qwen1.5-14B-Chat。

markdown 复制代码

# model_config.py
MODEL_ROOT_PATH = "你的本地模型地址path"
LLM_MODELS = ["Qwen1.5-14B-Chat"]
MODEL_PATH = {
  "llm_model":{
    "Qwen1.5-14B-Chat": "modelPath/Qwen1.5-14B-Chat",
  }
}

# server_config.py
FSCHAT_MODEL_WORKERS = {
  # 给Qwen-14b不同的启动端口,不然会默认使用default
    "Qwen1.5-14B-Chat": {
        "host": DEFAULT_BIND_HOST,
        "port": 21012,
        "device": LLM_DEVICE,
        "infer_turbo": False,
        # model_worker多卡加载需要配置的参数
        "gpus": "0,1,2,3", # 使用的GPU，以str的格式指定，如"0,1"，如失效请使用CUDA_VISIBLE_DEVICES="0,1"等形式指定
        "num_gpus": 4, # 使用GPU的数量
    },
}

修改文件加载器loader

使用pdf4llm读取文件： https://pymupdf.readthedocs.io/en/latest/rag.html
1. 安装 https://github.com/pymupdf/RAG/
修改document_loaders/mypdfloader.py

markdown 复制代码

import pdf4llm
def pdf2markdown_text(filepath):
    doc = pdf4llm.to_markdown(filepath, pages=None)
    return doc

# pdf转markdown
from unstructured.partition.md import partition_md
text = pdf2markdown_text(self.file_path)
# 这里使用partition_md的分段
return partition_md(text=text, **self.unstructured_kwargs)

使用默认的ChineseRecursiveTextSplitter分词器
web端页面新建知识库，导入pdf文件即可
测试表格问答效果
1. 脚手架的搭设高度以及对应的安全等级
2. pdf文档
3. 大模型回答
4. 可以看到保留了表格的关系，大模型做的总结是正确的。

其他问题

运行项目报错

raise OSError(errno.ENOSPC, "inotify watch limit reached")
OSError: [Errno 28] inotify watch limit reached

streamlit可能需要开启大量的inotify实例来监视文件系统的改动，因此可以手动增加max_user_watches的值来解决。

一般程序监视某个或某些目录的文件是否被创建、修改、删除等等就需要启动inotify实例，但是每一个inotify实例都需要消耗一定量的内存。

查看系统当前的max_user_watches

# 查看当前系统中的max_user_instances数量
cat /proc/sys/fs/inotify/max_user_instances
max_user_instances 控制着一个单一用户（或者用户ID，UID）可以创建的 inotify 实例的最大数量。

# 查看当前系统中的max_user_watches数量
cat /proc/sys/fs/inotify/max_user_watches
max_user_watches 控制着一个用户可以添加到所有 inotify 实例中的监视项（watches）的总数。

# 增大max_user_instances的值 （修改成10240还是启动不了,得修改成102400）
sudo sysctl -w fs.inotify.max_user_watches=102400

修改sysctl.conf配置

# 目前把这一行配置给加到/etc/sysctl.conf中去了，设置成102400
fs.inotify.max_user_watches=102400
# 执行一次sysctl.conf配置
sudo sysctl -p /etc/sysctl.conf
# 这样的好处是不需要重新启动系统即可应用更改，并且在每次系统启动时会自动将此值设置为 102400。

图片提取问题

经过测试，有的图片内容能提取出来，有的提取不出来 -- 建议还是加一个图片提取函数

图片中的逻辑关系会丢失，例如：
因为ppt排版中有文字和图片，会丢失一些逻辑关系，例如：文字1 图片1 ，在解析的时候会分别加载，失去了文字1 和图片1的逻辑关系

怎么提取图片内容

目前pdf4llm不支持图片的读取
可以看到在langchain中的使用，是文字提取+图片提取
1. 参考：https://github.com/langchain-ai/langchain/blob/master/libs/community/langchain_community/document_loaders/parsers/pdf.py#L218
2. _extract_images_from_page 函数
  1. 也是使用的OCR模块
3. 不同的地方在于，langchain的pdfloader是text+img的方式。不是我们想要的markdown的方式，可以再添加一个提取图片的函数来完善markdown文件。

使用Milvus向量库报错

markdown 复制代码

AssertionError: A list of valid ids are required when auto_id is False.
或
milvus error: KeyError: 'pk'

参考：https://github.com/langchain-ai/langchain/issues/17172

原因是Langchain-Chatchat中milvus的默认配置是auto_id=False，也就是说需要自己提供主键。但是在代码中没有发现有添加主键的部分，因此导入到milvus会报错。

修复方法也比较简单，直接在初始化Milvus的时候设置auto_id=True即可，如下：

markdown 复制代码

    def _load_milvus(self):
        self.milvus = Milvus(embedding_function=EmbeddingsFunAdapter(self.embed_model),
         collection_name=self.kb_name,
         connection_args=kbs_config.get("milvus"),
         auto_id=True,
         index_params=kbs_config.get("milvus_kwargs")["index_params"],
         search_params=kbs_config.get("milvus_kwargs")["search_params"]
         )

end