מעבדים ייעודיים עם Document AI (Python)

1. מבוא

ב-codelab הזה תלמדו איך להשתמש במעבדים מיוחדים של Document AI כדי לסווג ולנתח מסמכים מיוחדים באמצעות Python. לצורך הסיווג והפיצול, נשתמש בקובץ PDF לדוגמה שמכיל חשבוניות, קבלות ודפי חשבון של שירותים. לאחר מכן, לצורך הניתוח והפקת הישויות, נשתמש בחשבונית כדוגמה.

ההליך וקוד הדוגמה האלה יפעלו עם כל מסמך ייעודי שנתמך על ידי Document AI.

דרישות מוקדמות

ה-Codelab הזה מבוסס על תוכן שמוצג ב-Codelabs אחרים של Document AI.

מומלץ להשלים את ה-Codelabs הבאים לפני שממשיכים:

מה תלמדו

  • איך לסווג ולזהות נקודות פיצול במסמכים מיוחדים.
  • איך מחלצים ישויות עם סכימה באמצעות מעבדים ייעודיים.

מה תצטרכו

  • פרויקט ב-Google Cloud
  • דפדפן, כמו Chrome או Firefox
  • ידע ב-Python 3

2. תהליך ההגדרה

ב-Codelab הזה מניחים שהשלמתם את שלבי ההגדרה של Document AI שמפורטים ב-Codelab המבואי.

לפני שממשיכים, צריך לבצע את הפעולות הבאות:

תצטרכו גם להתקין את Pandas, ספרייה פופולרית לניתוח נתונים ב-Python.

pip3 install --upgrade pandas

3. יצירת מעבדים ייעודיים

קודם צריך ליצור מופעים של המעבדים שבהם תשתמשו במדריך הזה.

  1. במסוף, עוברים אל Document AI Platform Overview.
  2. לוחצים על Create Processor (יצירת מעבד), גוללים למטה אל Specialized (ייעודי) ובוחרים באפשרות Procurement Doc Splitter (פיצול מסמכי רכש).
  3. נותנים לו את השם codelab-procurement-splitter (או שם אחר שתזכרו) ובוחרים את האזור הכי קרוב ברשימה.
  4. לוחצים על יצירה כדי ליצור את המעבד.
  5. מעתיקים את מזהה המעבד. תצטרכו להשתמש בערך הזה בקוד בהמשך.
  6. חוזרים על שלבים 2 עד 6 עם Invoice Parser (אפשר לתת לו את השם codelab-invoice-parser)

בדיקת המעבד במסוף

כדי לבדוק את הכלי לניתוח חשבוניות במסוף, אפשר להעלות מסמך.

לוחצים על 'העלאת מסמך' ובוחרים חשבונית לניתוח. אם אין לכם חשבונית זמינה, אתם יכולים להוריד את החשבונית לדוגמה הזו ולהשתמש בה.

google_invoice.png

הפלט אמור להיראות כך:

InvoiceParser.png

4. הורדת מסמכים לדוגמה

יש לנו כמה מסמכים לדוגמה לשימוש בשיעור ה-Lab הזה.

אפשר להוריד את קובצי ה-PDF באמצעות הקישורים הבאים. לאחר מכן מעלים אותם למופע Cloud Shell.

לחלופין, אפשר להוריד אותם מקטגוריה של Cloud Storage הציבורית שלנו באמצעות gsutil.

gsutil cp gs://cloud-samples-data/documentai/codelabs/specialized-processors/procurement_multi_document.pdf .

gsutil cp gs://cloud-samples-data/documentai/codelabs/specialized-processors/google_invoice.pdf .

5. סיווג ופיצול המסמכים

בשלב הזה תשתמשו ב-API לעיבוד אונליין כדי לסווג ולזהות נקודות פיצול לוגיות במסמך מרובה דפים.

אפשר להשתמש ב-API לעיבוד קבוצות אם רוצים לשלוח כמה קבצים או אם גודל הקובץ חורג מהמספר המקסימלי של דפים לעיבוד אונליין. ב-Document AI OCR Codelab מוסבר איך עושים את זה.

הקוד לשליחת בקשת API זהה למעבד כללי, מלבד מזהה המעבד.

Procurement Splitter/Classifier

יוצרים קובץ בשם classification.py ומשתמשים בקוד שבהמשך.

מחליפים את PROCUREMENT_SPLITTER_ID במזהה של מעבד פיצול הרכש שיצרתם קודם. מחליפים את YOUR_PROJECT_ID ו-YOUR_PROJECT_LOCATION במזהה הפרויקט ב-Cloud ובמיקום המעבד בהתאמה.

classification.py

import pandas as pd
from google.cloud import documentai_v1 as documentai


def online_process(
    project_id: str,
    location: str,
    processor_id: str,
    file_path: str,
    mime_type: str,
) -> documentai.Document:
    """
    Processes a document using the Document AI Online Processing API.
    """

    opts = {"api_endpoint": f"{location}-documentai.googleapis.com"}

    # Instantiates a client
    documentai_client = documentai.DocumentProcessorServiceClient(client_options=opts)

    # The full resource name of the processor, e.g.:
    # projects/project-id/locations/location/processor/processor-id
    # You must create new processors in the Cloud Console first
    resource_name = documentai_client.processor_path(project_id, location, processor_id)

    # Read the file into memory
    with open(file_path, "rb") as file:
        file_content = file.read()

    # Load Binary Data into Document AI RawDocument Object
    raw_document = documentai.RawDocument(content=file_content, mime_type=mime_type)

    # Configure the process request
    request = documentai.ProcessRequest(name=resource_name, raw_document=raw_document)

    # Use the Document AI client to process the sample form
    result = documentai_client.process_document(request=request)

    return result.document


PROJECT_ID = "YOUR_PROJECT_ID"
LOCATION = "YOUR_PROJECT_LOCATION"  # Format is 'us' or 'eu'
PROCESSOR_ID = "PROCUREMENT_SPLITTER_ID"  # Create processor in Cloud Console

# The local file in your current working directory
FILE_PATH = "procurement_multi_document.pdf"
# Refer to https://cloud.google.com/document-ai/docs/processors-list
# for supported file types
MIME_TYPE = "application/pdf"

document = online_process(
    project_id=PROJECT_ID,
    location=LOCATION,
    processor_id=PROCESSOR_ID,
    file_path=FILE_PATH,
    mime_type=MIME_TYPE,
)

print("Document processing complete.")

types = []
confidence = []
pages = []

# Each Document.entity is a classification
for entity in document.entities:
    classification = entity.type_
    types.append(classification)
    confidence.append(f"{entity.confidence:.0%}")

    # entity.page_ref contains the pages that match the classification
    pages_list = []
    for page_ref in entity.page_anchor.page_refs:
        pages_list.append(page_ref.page)
    pages.append(pages_list)

# Create a Pandas Dataframe to print the values in tabular format.
df = pd.DataFrame({"Classification": types, "Confidence": confidence, "Pages": pages})

print(df)

הפלט אמור להיראות כך:

$ python3 classification.py
Document processing complete.
         Classification Confidence Pages
0     invoice_statement       100%   [0]
1     receipt_statement        98%   [1]
2                 other        81%   [2]
3     utility_statement       100%   [3]
4  restaurant_statement       100%   [4]

שימו לב: הכלי Procurement Splitter/Classifier (מפצל/מסווג רכש) זיהה נכון את סוגי המסמכים בדפים 0-1 ו-3-4.

דף 2 מכיל טופס רפואי כללי לקבלת מידע, ולכן המסווג זיהה אותו בצורה נכונה כ-other.

6. חילוץ הישויות

עכשיו אפשר לחלץ מהקבצים את הישויות שנוצרו לפי סכימה, כולל ציוני מהימנות, מאפיינים וערכים מנורמלים.

הקוד לביצוע בקשת ה-API זהה לקוד בשלב הקודם, ואפשר לבצע את הבקשה באינטרנט או באמצעות בקשות אצווה.

אנחנו ניגש למידע הבא מהישויות:

  • סוג הישות
    • (לדוגמה, invoice_date,‏ receiver_name,‏ total_amount)
  • ערכים גולמיים
    • ערכי הנתונים כפי שהם מוצגים בקובץ המסמך המקורי.
  • ערכים מנורמלים
    • ערכי נתונים בפורמט רגיל וסטנדרטי, אם רלוונטי.
    • יכול לכלול גם העשרה מ-Enterprise Knowledge Graph
  • ערכי מהימנות
    • עד כמה המודל בטוח שהערכים מדויקים.

סוגים מסוימים של ישויות, כמו line_item, יכולים לכלול גם מאפיינים שהם ישויות מוטמעות כמו line_item/unit_price ו-line_item/description.

בדוגמה הזו, המבנה המקונן מפושט כדי שיהיה קל יותר לצפות בו.

כלי לניתוח חשבוניות

יוצרים קובץ בשם extraction.py ומשתמשים בקוד שבהמשך.

מחליפים את INVOICE_PARSER_ID במזהה של מעבד ניתוח החשבוניות שיצרתם קודם, ומשתמשים בקובץ google_invoice.pdf

extraction.py

import pandas as pd
from google.cloud import documentai_v1 as documentai


def online_process(
    project_id: str,
    location: str,
    processor_id: str,
    file_path: str,
    mime_type: str,
) -> documentai.Document:
    """
    Processes a document using the Document AI Online Processing API.
    """

    opts = {"api_endpoint": f"{location}-documentai.googleapis.com"}

    # Instantiates a client
    documentai_client = documentai.DocumentProcessorServiceClient(client_options=opts)

    # The full resource name of the processor, e.g.:
    # projects/project-id/locations/location/processor/processor-id
    # You must create new processors in the Cloud Console first
    resource_name = documentai_client.processor_path(project_id, location, processor_id)

    # Read the file into memory
    with open(file_path, "rb") as file:
        file_content = file.read()

    # Load Binary Data into Document AI RawDocument Object
    raw_document = documentai.RawDocument(content=file_content, mime_type=mime_type)

    # Configure the process request
    request = documentai.ProcessRequest(name=resource_name, raw_document=raw_document)

    # Use the Document AI client to process the sample form
    result = documentai_client.process_document(request=request)

    return result.document


PROJECT_ID = "YOUR_PROJECT_ID"
LOCATION = "YOUR_PROJECT_LOCATION"  # Format is 'us' or 'eu'
PROCESSOR_ID = "INVOICE_PARSER_ID"  # Create processor in Cloud Console

# The local file in your current working directory
FILE_PATH = "google_invoice.pdf"
# Refer to https://cloud.google.com/document-ai/docs/processors-list
# for supported file types
MIME_TYPE = "application/pdf"

document = online_process(
    project_id=PROJECT_ID,
    location=LOCATION,
    processor_id=PROCESSOR_ID,
    file_path=FILE_PATH,
    mime_type=MIME_TYPE,
)

types = []
raw_values = []
normalized_values = []
confidence = []

# Grab each key/value pair and their corresponding confidence scores.
for entity in document.entities:
    types.append(entity.type_)
    raw_values.append(entity.mention_text)
    normalized_values.append(entity.normalized_value.text)
    confidence.append(f"{entity.confidence:.0%}")

    # Get Properties (Sub-Entities) with confidence scores
    for prop in entity.properties:
        types.append(prop.type_)
        raw_values.append(prop.mention_text)
        normalized_values.append(prop.normalized_value.text)
        confidence.append(f"{prop.confidence:.0%}")

# Create a Pandas Dataframe to print the values in tabular format.
df = pd.DataFrame(
    {
        "Type": types,
        "Raw Value": raw_values,
        "Normalized Value": normalized_values,
        "Confidence": confidence,
    }
)

print(df)

הפלט אמור להיראות כך:

$ python3 extraction.py
                     Type                                         Raw Value Normalized Value Confidence
0                     vat                                         $1,767.97                        100%
1          vat/tax_amount                                         $1,767.97      1767.97 USD         0%
2            invoice_date                                      Sep 24, 2019       2019-09-24        99%
3                due_date                                      Sep 30, 2019       2019-09-30        99%
4            total_amount                                         19,647.68         19647.68        97%
5        total_tax_amount                                         $1,767.97      1767.97 USD        92%
6              net_amount                                         22,379.39         22379.39        91%
7           receiver_name                                       Jane Smith,                         83%
8              invoice_id                                         23413561D                         67%
9        receiver_address  1600 Amphitheatre Pkway\nMountain View, CA 94043                         66%
10         freight_amount                                           $199.99       199.99 USD        56%
11               currency                                                 $              USD        53%
12          supplier_name                                        John Smith                         19%
13         purchase_order                                         23413561D                          1%
14        receiver_tax_id                                         23413561D                          0%
15          supplier_iban                                         23413561D                          0%
16              line_item                   9.99 12 12 ft HDMI cable 119.88                        100%
17   line_item/unit_price                                              9.99             9.99        90%
18     line_item/quantity                                                12               12        77%
19  line_item/description                                  12 ft HDMI cable                         39%
20       line_item/amount                                            119.88           119.88        92%
21              line_item           12 399.99 27" Computer Monitor 4,799.88                        100%
22     line_item/quantity                                                12               12        80%
23   line_item/unit_price                                            399.99           399.99        91%
24  line_item/description                              27" Computer Monitor                         15%
25       line_item/amount                                          4,799.88          4799.88        94%
26              line_item                Ergonomic Keyboard 12 59.99 719.88                        100%
27  line_item/description                                Ergonomic Keyboard                         32%
28     line_item/quantity                                                12               12        76%
29   line_item/unit_price                                             59.99            59.99        92%
30       line_item/amount                                            719.88           719.88        94%
31              line_item                     Optical mouse 12 19.99 239.88                        100%
32  line_item/description                                     Optical mouse                         26%
33     line_item/quantity                                                12               12        78%
34   line_item/unit_price                                             19.99            19.99        91%
35       line_item/amount                                            239.88           239.88        94%
36              line_item                      Laptop 12 1,299.99 15,599.88                        100%
37  line_item/description                                            Laptop                         83%
38     line_item/quantity                                                12               12        76%
39   line_item/unit_price                                          1,299.99          1299.99        90%
40       line_item/amount                                         15,599.88         15599.88        94%
41              line_item              Misc processing fees 899.99 899.99 1                        100%
42  line_item/description                              Misc processing fees                         22%
43   line_item/unit_price                                            899.99           899.99        91%
44       line_item/amount                                            899.99           899.99        94%
45     line_item/quantity                                                 1                1        63%

7. אופציונלי: ניסיון של מעבדים מיוחדים אחרים

השתמשתם בהצלחה ב-Document AI לניהול רכש כדי לסווג מסמכים ולנתח חשבונית. ‫Document AI תומך גם בפתרונות המיוחדים האחרים שמפורטים כאן:

אפשר לפעול לפי אותה פרוצדורה ולהשתמש באותו קוד כדי לטפל בכל מעבד ייעודי.

אם רוצים לנסות את הפתרונות המיוחדים האחרים, אפשר להריץ מחדש את המעבדה עם סוגים אחרים של מעבדים ומסמכים לדוגמה.

מסמכים לדוגמה

הנה כמה מסמכים לדוגמה שבהם אפשר להשתמש כדי לנסות את המעבדים המיוחדים האחרים.

המוצר

סוג מעבד

מסמך

זהויות

US Driver License Parser

הלוואות

Lending Splitter & Classifier

הלוואות

W9 Parser

חוזים

Contract Parser

דוגמאות נוספות למסמכים ולפלט של מעבד זמינות בתיעוד.

8. מזל טוב

הצלחת להשתמש ב-Document AI כדי לסווג ולחלץ נתונים ממסמכים ייעודיים. מומלץ לנסות סוגים אחרים של מסמכים ייעודיים.

ניקוי נתונים

כדי להימנע מחיובים בחשבון Google Cloud בגלל השימוש במשאבים שנעשה במסגרת המדריך הזה:

  • במסוף Cloud, נכנסים לדף Manage resources.
  • ברשימת הפרויקטים, בוחרים את הפרויקט ולוחצים על Delete (מחיקה).
  • כדי למחוק את הפרויקט, כותבים את מזהה הפרויקט בתיבת הדו-שיח ולוחצים על Shut down.

מידע נוסף

כדי להמשיך ללמוד על Document AI, אפשר לעבור לשיעורי ה-Codelab הבאים.

מקורות מידע

רישיון

עבודה זו מורשית תחת רישיון Creative Commons שמותנה בייחוס 2.0 כללי.