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联犀知识库如何读懂 Word、Excel、PDF 与图片：多模态检索与关联实践

约 5496 字大约 18 分钟

2026-07-11

引子：一张表格引发的搜索失败

假设你在知识库里上传了一份《混凝土抗压强度检测标准》的 PDF，里面有一张表格，列出了不同标号混凝土的标准抗压强度。用户问："C30 混凝土 28 天抗压强度标准值是多少？"

纯文本 RAG 的做法是把 PDF 抽成文字，再切成一段段小文本（俗称 chunk）做向量检索。问题来了：表格被抽成文字后，行和列的对齐关系丢了。"C30" 和 "30.0 MPa" 可能出现在两个不相邻的 chunk 里，向量检索只召回其中一个，模型要么答错，要么答不出来。

这不是 embedding 模型不够强的问题。即使你换用更大的模型、更好的向量库，输入本身已经丢失了"表格结构"和"模态语义"。图片、公式、扫描件同理。多模态知识库要做的，不是让检索模型更聪明，而是让输入保留足够多的原始信息。

一句话总结：传统 RAG 把 PDF 当成"长字符串"读，多模态 RAG 则把它当成"带图、带表、带公式、带结构"的真实文档来读。

术语速查

阅读前先快速了解几个核心概念：

术语含义
RAG检索增强生成，先从知识库找到相关内容，再交给 AI 生成回答。
多模态文本、图片、表格、公式等不同信息形态的统称。
chunk知识库检索的最小单元，一段有独立语义的小文本。
embedding / 向量语义的压缩编码，意思相近的内容在向量空间里距离更近。
content_list联犀统一的文档中间格式，把各种文件都转成带类型、位置、顺序的元素数组。
artifact知识库里的非文本媒体对象，如图片、表格截图、公式渲染图。
Docling一个开源文档解析器，能把复杂版式 PDF/Word/Excel 解析成结构化数据。
VLM视觉语言模型，能同时看懂图片和理解文字，如 GPT-4V、Qwen-VL。
跨模态关系不同模态内容之间的关联，例如"这段文字描述了那张图"。

为什么知识库必须支持多模态

企业知识库里的文档从来不是纯文本：规范标准里有表格，作业指导书里有流程图和照片，检测报告是 Excel/PDF，论文里有公式和实验图。纯文本处理会带来三种失效：丢信息、丢结构、丢关联。支持多模态不是炫技，而是让知识库能处理真实业务文档。

多模态 RAG 到底难在哪里

把 Word、Excel、PDF、图片接入知识库，至少要在四个层面解决问题：

解析层。不同格式解析结果差异极大：PDF 可能是扫描图，Excel 有多个 sheet 和合并单元格，Word 里图文混排。

表示层。文本可直接切成 chunk，但图片、表格、公式不行。把图片 OCR 成文字会丢失布局；把表格拍平会丢失行列关系；把公式当成普通字符会丢失数学语义。

关联层。文档里"如图 1 所示"和图 1 必须建立关联；表格数据可能支撑某段观点。没有这些关系，检索到的内容就是孤立碎片。

检索层。用户问"图 1 说明了什么"不能只搜文字；问"表 2 最大值"不能只返回表格所在页。检索必须感知模态意图。

这四个层面环环相扣。任何一环掉链子，多模态 RAG 都会退化成"图片附近有几行字"的朴素版本。

关键决策：先统一协议，再谈多模态

面对这些挑战，联犀做的第一个关键决策不是引入更强大的模型，而是定义一套统一的中间协议：content_list。

它的作用是把"解析"和"索引"解耦。无论前面用的是 Docling、MinerU，还是 Go 本地轻量解析器，最终都输出成同一种结构。下游的切片、向量化、关系构建只面向 content_list，不用关心原始格式。

通俗理解：content_list 把 PDF、Word、Excel 等不同格式统一转成"带类型、带位置、带顺序"的标准描述。

content_list 长什么样

content_list 是一个数组，每个元素代表文档中的一个语义单元。下面是一份更贴近真实文档的示例，包含标题、正文、表格（含 footnote）、图片（含 footnote）、公式和结论段：

[
  {
    "type": "text",
    "text": "混凝土抗压强度检测标准",
    "text_level": 1,
    "page_idx": 1,
    "_order_index": 0,
    "_section_path": []
  },
  {
    "type": "text",
    "text": "本章规定混凝土立方体抗压强度的试验方法、设备要求和结果判定。",
    "text_level": 0,
    "page_idx": 1,
    "_order_index": 1,
    "_section_path": ["混凝土抗压强度检测标准"]
  },
  {
    "type": "table",
    "table_body": "| 强度等级 | 标准值(MPa) | 养护龄期(d) |\n|----------|-------------|-------------|\n| C30      | 30.0        | 28          |\n| C40      | 40.0        | 28          |",
    "table_caption": "表 1 混凝土抗压强度标准值",
    "table_footnote": "数据来源于 GB/T 50081。",
    "page_idx": 2,
    "_order_index": 2,
    "_section_path": ["混凝土抗压强度检测标准", "强度等级"]
  },
  {
    "type": "image",
    "img_path": "oss://knowledge/assets/doc-001/image-001.png",
    "image_caption": "图 1 标准养护试件示意图",
    "image_footnote": "尺寸单位：mm",
    "page_idx": 2,
    "_order_index": 3,
    "_section_path": ["混凝土抗压强度检测标准", "试件制备"]
  },
  {
    "type": "equation",
    "latex": "f_{cu}=\\frac{F}{A}",
    "text": "混凝土立方体抗压强度等于破坏荷载 F 除以受压面积 A",
    "page_idx": 3,
    "_order_index": 4,
    "_section_path": ["混凝土抗压强度检测标准", "计算公式"]
  },
  {
    "type": "text",
    "text": "试验结果应精确到 0.1 MPa，以三个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗压强度。",
    "text_level": 0,
    "page_idx": 3,
    "_order_index": 5,
    "_section_path": ["混凝土抗压强度检测标准", "结果判定"]
  }
]

每个元素都包含四类信息：类型与内容（type、text、table_body、img_path、latex）、位置信息（page_idx、_bbox）、阅读顺序（_order_index）和章节路径（_section_path）。

这个协议是解析器和索引器之间的契约，既不是 Docling 的私有格式，也不是某个模型的输入格式。只要解析器能输出 content_list，就可以接入联犀的知识库链路。RAG-Anything 也采用了类似的抽象，这是多模态 RAG 框架的共识：先把不同模态拍平成统一的原子单元，再谈后续处理。

解析层：可选、可降级、不绑架主链路

联犀把 Docling 作为可选的高级解析服务，但默认不启用。系统通过一个 Parser Gateway 做路由决策：

  1. 全局开关：AdvancedParser.Enabled 控制整个服务是否允许调用 Docling。
  2. 知识库开关：创建/编辑知识库时可以选择是否启用高级解析。
  3. 文件级路由：按扩展名、文件大小、并发槽位、超时时间决定是否进入 Docling。

如果任一条件不满足，或者 Docling 调用超时、队列已满、返回错误，系统都会自动降级到 Go 本地轻量解析。导入不会失败，只是失去版式分析能力。

为什么默认不启用 Docling？

因为成本。Docling CPU 镜像包含版面分析、OCR、表格识别等模型，体积在 8 GB 以上；首次启动需要下载模型权重；多副本运行时每个容器独立加载模型，内存不共享。对于只有简单文本的文档，Go 本地解析毫秒级即可完成，没必要付出这个代价。

从实测数据来看，Docling 解析复杂版式文档秒级，Go 本地解析毫秒级。Parser Gateway 让系统只在值得时启用 Docling。

类比：Docling 像"工业 CT"，能看清复杂结构但成本高；Go 本地解析像"普通尺子"，测直线很快。Parser Gateway 就是按需选择尺子或 CT。

Go 本地解析能做什么，不能做什么

Go 本地解析适合处理结构清晰的电子文档：按段落提取 Word 文本、按 sheet/行读取 Excel、按文本流提取 PDF、直接拆分 Markdown/TXT。

但它做不了：复杂版式分析（多栏 PDF、图文混排）、表格结构识别（合并单元格、跨行跨列）、图片语义描述、公式识别、扫描件 OCR。

这些能力正是 Docling / MinerU 等 Python 解析器的强项。Python 生态在版式分析、OCR、表格识别、公式识别上有大量成熟模型和工具链，而 Go 生态在这些领域几乎空白。因此联犀的策略不是用 Go 重写解析器，而是把解析器作为可插拔服务：Go 负责工程化调度，Python 负责版式理解。

索引层：把图、表、公式变成可检索的 chunk

content_list 进入索引链路后，不同类型的元素会生成不同的 chunk。

文本：段落和标题按原有方式切片，_section_path 作为附加元数据写入，保证同一章节的 chunk 可以被一起召回。

表格：保留 Markdown 格式的表格体，同时生成 caption 和 VLM 描述 chunk。复杂表格识别后可能出现重复列或空单元格，因此增加了后处理：去除空行空列、合并相邻重复列、补充分隔行。表格原图也会作为 artifact（非文本媒体对象）保留，用于详情页展示和兜底检索。

图片：根据配置选择两种模式。placeholder 模式下只保留 caption 和位置信息，不额外消耗存储；embedded 模式下，图片 base64 被上传到对象存储，img_path 被替换为对象存储路径。图片还会调用 VLM 生成详细描述，描述文本作为 chunk 入向量库。

公式：保留 LaTeX 源码，并生成自然语言解释 chunk。这样用户搜索"公式中 (f_{cu}) 的含义"时，能被解释性文本召回。

多模态描述生成：上下文比模型更重要

多模态内容如果没有上下文，描述很容易泛泛而谈。RAG-Anything 的 ContextExtractor 会为每个模态单元提取邻居信息：前后页文本、相邻文本单元、标题和 caption，再拼入 prompt。联犀吸收了这一思想：为图片/表格/公式生成描述时，会注入其章节路径、邻近文本和 caption，让同一张图片在不同章节得到不同侧重的描述。描述生成不是默认开启的，成本敏感场景下可先只把 caption / table_body / latex 作为 chunk 入向量库。

跨模态关系

光有 chunk 还不够，必须保留它们之间的关系。联犀在 chunk 关系表中扩展了六类关系：

关系类型含义示例
describeschunk 描述某个 artifact文本段落描述图 1
illustratesimage 解释某段文本图 1 说明某段工艺流程
contains_datatable 包含某些实体数据表 1 包含 C30/C40 强度数据
representsequation 表示某个概念公式表示抗压强度计算方式
next_to阅读顺序相邻段落 A 和下一段落 B
belongs_tochunk 属于某个章节某段属于"试验方法"章节

这些关系让检索不再只依赖向量相似度。当系统召回一个图片 chunk 时，可以同时把描述它的文本 chunk、同章节的上下文 chunk 一起带出来。这与 RAG-Anything 的双图索引思想一致：文本部分走文本关系图，非文本部分走跨模态关系图，最后通过实体名称对齐融合。

一句话理解：跨模态关系就像给文档画了一张"关系地图"，让系统知道"这段文字在说这张图"、"这个表格包含那个概念的数据"。

高效索引：三层索引结构

为了同时支持语义检索和结构导航，联犀采用三层索引。可以把它们理解为一家图书馆的三套检索系统：一套按"意思相近"找书，一套按"关键词"找书，一套按"书架位置"找书。

稠密向量索引。每个 chunk 生成一个 embedding（语义向量），存入 pgvector。HNSW 索引保证大规模知识库下的检索效率。图片/表格/公式的描述 chunk、caption chunk、表格体 chunk 都进入同一向量空间，保证查询向量与索引向量语义可比。

embedding 是什么？ 可以理解为"语义的压缩编码"。两句话意思越近，它们的 embedding 在向量空间里就越近，检索时找"意思最接近"的内容。

关键词索引。对每个 chunk 提取关键词，存入 keywords TEXT[] 字段并建立 GIN 索引。关键词召回对专有名词、型号编号、标准代号特别有效，能弥补向量检索在精确匹配上的不足。

chunk 关系图谱。基于 next_to、belongs_to、describes 等关系构建图结构，检索时沿关系扩展邻居 chunk，补全被切片打断的上下文。RAG-Anything 的双图索引把"文本知识图"和"跨模态知识图"分开构建再合并；联犀当前以 chunk 级关系图为主，逐步向实体级关系图演进。

如何关联检索：跨模态关系与多路召回

多模态检索的关键，是让用户用自然语言问图、表、公式相关问题时，系统能召回正确的模态内容，并补齐上下文。

模态意图识别

查询里出现"图、图片、figure、表、表格、table、公式、equation"等词时，系统会判断用户可能在找某种模态的内容，并在首轮召回里提升对应 chunk_type 的权重。这一步成本很低，但能显著改善"搜表只返回正文"的问题。

三路召回

联犀的检索链路包含三路灯，可以理解为三个侦探同时查案，最后把线索汇总：

  • 稠密向量召回：基于 pgvector，用 embedding 找语义相似的 chunk。它负责"意思相近"。
  • 关键词召回：基于 keywords TEXT[] 数组和 GIN 索引，找关键词重叠的 chunk。它负责"精确命中"。
  • chunk 关系图谱扩展：沿 describes、next_to、belongs_to 等关系扩展邻居 chunk，补全上下文。它负责"找回被切开的段落"。

三路灯的结果用 Reciprocal Rank Fusion（RRF）融合，避免单一召回路径的短板。同一 chunk 只要在任意一路中排名靠前，就有机会进入最终结果。

RRF 是什么？ 一种"投票机制"：每个路径都给候选 chunk 一个排名，再换算成综合得分。只要某个 chunk 在任意路径里排名靠前，就有机会进入最终结果。

查询期 VLM 反引用

如果首轮召回命中的是图片 artifact，系统会把图片的原图数据送回 VLM，让它结合具体问题生成增强描述。这比单纯依赖编译期生成的图片描述更准确，因为不同问题关注图片的不同细节。

例如，同一张"标准养护试件"图片：问"图 1 是什么"，VLM 回答"这是标准养护试件示意图"；问"图 1 中的试件尺寸是多少"，VLM 会聚焦尺寸标注。这一步只在确实命中图片时触发，并配有时长和配额限制，避免成本和延迟失控。

一个检索过程的例子：用户问"图 1 说明了什么？"，系统先识别到要找图片，再用向量召回命中"图 1"的图片 chunk，接着沿 describes 找到描述它的文本、沿 belongs_to 找到同章节上下文，最后把这些内容一起交给模型生成回答。

增量更新：内容 hash 与局部重编

大文档更新时，如果只看文件名或修改时间，容易误判：用户可能只是移动了文件位置，系统却触发全量重编；或者用户只改了一页内容，系统却重新处理整份文档。

联犀为每个文档计算一个 ContentListHash，基于 content_list 和文本摘要生成。同名文件更新时比较新/旧 hash：

  • hash 相同：内容没有变化，只同步目录结构，跳过重编。
  • hash 不同：内容变化，清理旧的 artifact、chunk、关系、向量，重新编译。

更细粒度的增量更新可基于 element fingerprint：对每个 content_list 元素计算 page_idx + order_index + content hash 的组合指纹。文档删除时也会同步清理该文档下的所有 artifact 与 chunk 关系，避免索引残留无效数据。这样重复上传相同文件不会触发编译，只有真正修改内容的文件才会重编。

工程控制：开关、限流与成本

多模态解析带来能力的同时也带来了成本。联犀通过三层控制降低风险：全局开关控制是否允许调用 Docling；知识库开关让单个知识库自主选择；文件级路由按扩展名、大小、并发、超时动态决策。

Docling 服务通过 Docker 容器化部署，aisvr 侧通过信号量控制并发，队列满时自动降级到 Go 本地解析，既保护 Docling 服务，也保证导入流程不中断。VLM/LLM 描述生成只在需要时触发，并配有时长和配额限制。

与 RAG-Anything、Docling 的对比

RAG-Anything 是一个完整的多模态 RAG 框架，把解析、描述、索引、检索耦合在一起；Docling 是一个强大的文档解析器；联犀则是把 Docling 的解析能力和 RAG-Anything 的多模态索引思想，落地到现有的 Go + pgvector 工程体系中。

维度RAG-AnythingDocling联犀落地方案
定位端到端多模态 RAG 框架文档解析器Agent 可调用的业务知识库
解析器MinerU/Docling/PaddleOCR自身Docling（可选）+ Go 本地解析
索引双图 + 稠密向量表仅输出结构化 JSONpgvector + chunk 关系图
检索图导航 + 语义匹配不做检索向量 + 关键词 + 图谱 + Rerank
VLM 反引用支持不做可选
部署Python 独立服务Python 容器无状态 Docker 容器，可选启用
多租户需自行实现无原生租户隔离

核心结论是：不把 RAG-Anything 整体搬进来，只吸收其 content_list 抽象、ModalProcessor 上下文思想、双图索引思想和 VLM 反引用思想；解析层用 Docling，索引/检索层复用联犀现有链路。 这样既能获得多模态能力，又不引入完整的 Python RAG 框架，降低异构系统的运维复杂度。

效果、边界与未解问题

从落地结果看，这套方案让复杂版式 PDF、Word、Excel 能够稳定解析，图片、表格、公式正式进入检索链路，搜索可以召回对应模态的内容。Docling 作为可选插件，不对不启用它的知识库产生任何影响。

但仍有几件事需要继续调优：

  1. embedding 阈值：短文本/表格描述的向量得分偏低，默认阈值可能过滤掉它们。
  2. 复杂版式后处理：Docling 对复杂 Excel 可能出现重复列、空列，需要后处理或兜底。
  3. 旧版 Office 格式：.doc 和 .xls 当前不支持，需确定提示转换或后端转换兜底。
  4. 成本测算：Docling 容器资源、VLM/LLM token 消耗、大规模文档 P95 耗时仍需测算。
  5. 多模态效果验证：需构造含图/表/公式的测试集，对比启用 Docling 前后的真实召回与问答准确率。

关键决策总结

  1. 统一协议先于多模态算法。没有 content_list 这样的中间层，解析器和索引器会互相绑架，每新增一种格式都要改整条链路。
  2. 高级解析器是可选插件，不是默认路径。Docling 能力强但成本高，只有复杂版式文档才值得启用，简单文档继续走轻量解析。
  3. 不保存原始 JSON，只保留 content_list。Docling 的原始输出很重，落盘会造成对象存储压力；内存中转后只保留结构化结果和媒体资源。
  4. 跨模态关系是检索质量的放大器，不是替代品。向量召回仍然是主力，关系扩展用来补全上下文，两者结合才能回答多模态问题。
  5. 多模态描述生成按需触发，控制成本。VLM 不是默认调用，而是在编译期和查询期按条件触发，避免能力变成负担。
  6. 渐进式吸收，不照搬框架。RAG-Anything 的双图索引、ModalProcessor、VLM 反引用思想被吸收，但落地到联犀现有 Go + pgvector 架构，避免引入完整 Python 框架。

多模态知识库让 AI 能处理真实世界里本来就复杂的内容。联犀的思路是：用统一协议隔离格式差异，用可选解析器承担版式分析成本，用跨模态关系和多路召回把图、表、公式纳入检索链路。

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2026/8/4 07:04
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