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Nouvelle méthode pour extraire efficacement des infos de documents

Une nouvelle approche simplifie l'extraction d'infos à partir de documents complexes.

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Beaucoup d'entreprises utilisent des Documents avec plein d'images et de mises en page différentes, comme des reçus, des dossiers médicaux et des formulaires d'assurance. Extraire des infos utiles de ces documents compliqués peut aider les entreprises à prendre de meilleures décisions. Mais récupérer ces infos, c'est pas toujours simple. Certains systèmes peuvent sortir des infos claires, comme les prix des reçus, mais ils galèrent à relier les infos entre elles.

Par exemple, les systèmes échouent souvent à associer chaque article d'un reçu à son prix correspondant. Les méthodes traditionnelles dépendent soit de modèles fixes qui peuvent pas gérer les différentes mises en page, soit nécessitent beaucoup de données d'entraînement qui sont pas toujours disponibles. Cet article propose une nouvelle méthode qui utilise la création de programmes pour extraire automatiquement des infos importantes de documents dans plusieurs Langues sans avoir besoin de grandes quantités de données d'entraînement.

Le besoin d'Extraction

Les entreprises doivent régulièrement rassembler et gérer des infos de différentes sources pour que tout roule. Ces infos peuvent venir de divers types de documents, qui ont des mises en page et des formats différents. Comme ces documents peuvent contenir des détails cruciaux, comme des prix ou des infos médicales, pouvoir extraire ces infos est essentiel.

Les étapes clés pour obtenir ces informations à partir de documents sont de reconnaître les morceaux d'infos présents et ensuite de comprendre comment ces morceaux sont liés. Par exemple, identifier un prix et déterminer à quel article il appartient sont des étapes nécessaires pour bien organiser les infos.

Cependant, bien que beaucoup d'approches modernes puissent identifier des pièces d'infos individuelles, elles ratent souvent les liens entre elles, rendant tout le processus moins fiable.

La méthode proposée

Cette étude présente une méthode pour générer automatiquement des programmes capables de créer des connexions entre les morceaux d'infos dans les documents. Cette méthode est conçue pour fonctionner avec des documents visuellement riches, faisant face aux défis posés par les mises en page et caractéristiques visuelles variées. La méthode comporte deux innovations principales visant à améliorer l'extraction d'infos à partir de différents documents.

D'abord, on introduit un langage spécialement conçu pour cette tâche. Ce langage peut capturer efficacement comment les différentes infos sont disposées et positionnées dans un document. Ensuite, on a développé un algorithme de création de programmes qui identifie les Relations communes entre les morceaux d'infos, affine la recherche de programmes et combine différents types de programmes pour assurer une couverture.

Détails de la méthode

Pour tester l'efficacité de notre méthode proposée, on a expérimenté avec deux benchmarks populaires pour la compréhension des documents. Ces benchmarks consistent en de nombreux formulaires dans différentes langues. Notre approche a largement surpassé les systèmes existants basés sur des modèles pré-entraînés.

Notamment, notre méthode a amélioré la précision, surtout pour les documents en anglais, montrant une augmentation remarquable des performances par rapport aux méthodes de pointe. De plus, notre approche a aussi réduit la mémoire nécessaire pour stocker et exécuter des programmes par rapport à d'autres méthodes.

Défis dans l'extraction d'infos

Les documents contenant des images, des tableaux et diverses mises en page posent des problèmes uniques pour l'extraction d'infos. Beaucoup de documents, notamment scannés, peuvent être bruyants et de qualité variable, rendant l'extraction de données précise plus compliquée.

Alors que les approches traditionnelles basées sur des modèles peuvent fonctionner pour des formats spécifiques, elles peinent avec la diversité rencontrée dans les documents du monde réel. Ça limite leur efficacité pour extraire des infos précises face à de nouveaux types de documents.

L'importance des relations

Établir des connexions entre les morceaux d'infos est crucial pour comprendre les données. Bien que des morceaux d'infos individuels puissent être reconnus, la capacité à lier correctement ces morceaux ensemble améliore vraiment le processus d'extraction.

Par exemple, trouver un prix et le relier à l'article correct est nécessaire pour que les infos soient utiles. Sans cette connexion, les entreprises pourraient passer à côté d'insights précieux.

Approches technologiques

Plusieurs technologies sont actuellement disponibles pour extraire des infos des documents. Les méthodes traditionnelles basées sur des règles utilisent des règles spécifiques pour identifier des infos basées sur des caractéristiques comme le texte et la mise en page. Cependant, ces méthodes peuvent faillir face à de nouvelles mises en page ou à une qualité visuelle variable.

Les méthodes d'apprentissage profond ont aussi émergé, utilisant des modèles complexes qui analysent diverses caractéristiques dans les documents. Bien que ces méthodes aient amélioré la précision de l'extraction, elles nécessitent souvent beaucoup de données d'entraînement et souffrent d'un manque de généralisabilité.

Notre approche diffère en utilisant des techniques de Synthèse de programmes. Cette méthode permet de créer des programmes précis qui peuvent s'adapter à différents types de documents sans avoir besoin de grandes quantités de données d'onboarding.

Synthèse de programmes pour la compréhension des documents

L'idée principale de notre approche tourne autour de la synthèse de programmes pour extraire les relations dans les documents. Cette technique nous permet de créer des programmes spécifiques basés sur les caractéristiques et mises en page des différents documents.

En traitant chaque document comme une collection de morceaux, on peut efficacement identifier comment ces morceaux sont liés. Le processus de synthèse de programmes implique d'extraire des motifs et des relations communs à partir de documents précédents, en utilisant ces motifs pour créer des programmes d'extraction efficaces.

Langage spécifique au domaine

On a développé un langage spécifique qui peut représenter les différents éléments et relations au sein des documents. Ce langage est conçu pour être assez expressif pour capturer diverses mises en page tout en restant gérable pour la synthèse de programmes.

Le langage nous permet de définir des programmes capables d'identifier des morceaux d'infos connectables, facilitant l'extraction de relations. Cela garantit que les programmes d'extraction sont polyvalents, capables de fonctionner à travers différents types de documents et mises en page.

Évaluation de la méthode

Pour évaluer notre technique, on a réalisé des tests approfondis avec plusieurs jeux de données. Notre méthode a montré une précision nettement meilleure par rapport aux modèles existants. En particulier, elle a affiché une précision et un rappel améliorés sur plusieurs langues.

Une de nos principales découvertes était qu'en combinant les sorties de diverses méthodes, on pouvait encore améliorer la performance d'extraction. Cette combinaison a donné de meilleurs scores globaux, reflétant la force de notre approche dans des contextes multilingues.

Efficacité et considérations de mémoire

En plus de la précision, notre méthode est aussi plus efficace en termes de mémoire et de temps d'exécution. Par exemple, nos programmes nécessitent beaucoup moins de stockage et de mémoire opérationnelle que des modèles pré-entraînés comparables.

Cette efficacité est particulièrement bénéfique pour les entreprises qui doivent traiter un grand volume de documents régulièrement. Une empreinte mémoire réduite facilite des temps de traitement plus rapides, permettant un accès plus rapide aux infos nécessaires.

Conclusion

L'approche basée sur la synthèse mise en avant dans cette étude offre une solution efficace pour extraire des infos de documents visuellement riches. Notre méthode améliore non seulement la connexion entre les morceaux d'infos, mais le fait aussi de manière adaptable à travers différents types de documents.

Alors que les entreprises continuent de s'appuyer sur divers types de documents, des techniques d'extraction efficaces seront cruciales. Notre approche promet d'améliorer l'efficacité et la précision de ce processus, permettant une meilleure prise de décision et des insights depuis les données contenues dans ces documents.

Directions futures

En regardant vers l'avenir, on prévoit d'améliorer encore nos algorithmes de synthèse. Un domaine potentiel de développement est l'intégration d'embeddings sémantiques, ce qui pourrait aider à créer des programmes encore plus concis et précis pour l'extraction d'infos.

En continuant à perfectionner notre approche, notre objectif est d'améliorer la capacité à gérer des documents de plus en plus complexes et d'améliorer l'efficacité générale de l'extraction d'infos. Au fur et à mesure de nos progrès, notre but reste de rendre le traitement des documents plus facile et plus efficace pour les entreprises à travers le monde.

Source originale

Titre: VRDSynth: Synthesizing Programs for Multilingual Visually Rich Document Information Extraction

Résumé: Businesses need to query visually rich documents (VRDs) like receipts, medical records, and insurance forms to make decisions. Existing techniques for extracting entities from VRDs struggle with new layouts or require extensive pre-training data. We introduce VRDSynth, a program synthesis method to automatically extract entity relations from multilingual VRDs without pre-training data. To capture the complexity of VRD domain, we design a domain-specific language (DSL) to capture spatial and textual relations to describe the synthesized programs. Along with this, we also derive a new synthesis algorithm utilizing frequent spatial relations, search space pruning, and a combination of positive, negative, and exclusive programs to improve coverage. We evaluate VRDSynth on the FUNSD and XFUND benchmarks for semantic entity linking, consisting of 1,592 forms in 8 languages. VRDSynth outperforms state-of-the-art pre-trained models (LayoutXLM, InfoXLMBase, and XLMRobertaBase) in 5, 6, and 7 out of 8 languages, respectively, improving the F1 score by 42% over LayoutXLM in English. To test the extensibility of the model, we further improve VRDSynth with automated table recognition, creating VRDSynth(Table), and compare it with extended versions of the pre-trained models, InfoXLM(Large) and XLMRoberta(Large). VRDSynth(Table) outperforms these baselines in 4 out of 8 languages and in average F1 score. VRDSynth also significantly reduces memory footprint (1M and 380MB vs. 1.48GB and 3GB for LayoutXLM) while maintaining similar time efficiency.

Auteurs: Thanh-Dat Nguyen, Tung Do-Viet, Hung Nguyen-Duy, Tuan-Hai Luu, Hung Le, Bach Le, Patanamon, Thongtanunam

Dernière mise à jour: 2024-07-09 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2407.06826

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2407.06826

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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