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Auto-Finance/src/doc/llm_extractor.py

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Python
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"""LLM 信息提取
使用 LLM 从 PDF 文本/图片、支付截图中提取结构化数据。
## 功能模块
- **统一文档提取**使用一套提示词LLM 自行判断文档类型(发票/支付记录/出差事前申请单等),支持 JSON 格式输出。
- **差旅信息提取**:综合多张发票、支付记录和匹配结果,提取出差事由、地点、时间等差旅相关信息。
- **缓存管理**:支持从 `.invoice_cache/` 目录加载已提取的结构化数据和匹配结果,避免重复处理。
- **SSE 流式事件**`extract_travel_info` 和 `extract_normal_info` 在调用 LLM 时,向 `source_dir/llm_stream.log` 写入流式事件start/reasoning/chunk/end/error前端通过 SSE 实时展示 AI 思考过程与正式回答。
## 对外接口
- `extract_document(file_path) -> dict` — 统一入口:从任意图片/PDF 提取信息
- `extract_travel_info(source_dir) -> dict` — 综合发票和匹配结果提取差旅信息
- `extract_normal_info(source_dir) -> dict` — 提取普通发票报销信息
- `load_cache(source_dir) -> dict` — 加载缓存的结构化数据
- `load_match_result(source_dir) -> dict` — 加载发票与支付记录的匹配结果
- `llm_query_text(system_prompt, text, source_dir) -> str` — 纯文本 LLM 查询(供 Agent 调度使用)
- `parse_json_response(text) -> dict` — 从 LLM 响应中提取 JSON供 Agent 调度使用)
- `build_extraction_user_message(cache_map, match_result) -> str` — 构建提取请求的用户消息(供 Agent 调度使用)
## SSE 流式事件协议
`llm_stream.log` 每行一个 JSON 对象:
- `{"type": "llm_stream", "phase": "start", "label": "..."}` — LLM 调用开始
- `{"type": "llm_stream", "phase": "reasoning", "text": "..."}` — 模型原生推理/思考片段(来自 `thinking_delta`
- `{"type": "llm_stream", "phase": "chunk", "text": "..."}` — 流式文本片段(正式回答)
- `{"type": "llm_stream", "phase": "end", "label": "..."}` — LLM 调用结束
- `{"type": "llm_stream", "phase": "error", "error": "..."}` — LLM 调用失败
"""
from __future__ import annotations
import base64
import json
from pathlib import Path
from typing import Any, cast
from .. import get_logger
from .invoice import CACHE_DIR_NAME
from .prompt import (
build_invoice_system_prompt,
build_normal_info_system_prompt,
build_supplement_system_prompt,
build_travel_info_system_prompt,
)
log = get_logger("llm_extractor")
# Re-export CACHE_DIR_NAME for convenience
__all__ = [
"CACHE_DIR_NAME",
"extract_document",
"extract_travel_info",
"extract_normal_info",
"load_cache",
"load_match_result",
"llm_query_text",
"parse_json_response",
"build_extraction_user_message",
]
# SSE LLM 流式事件日志文件名
LLM_STREAM_LOG = "llm_stream.log"
def _emit_llm_stream(source_dir: Path, phase: str, **kwargs: Any) -> None:
"""向 llm_stream.log 追加一行 JSON 事件(线程安全,失败时静默忽略)
Args:
source_dir: 会话目录路径。
phase: 事件阶段 ("start" / "chunk" / "end" / "error")。
**kwargs: 额外字段 (text, label, error 等)。
"""
event = {"type": "llm_stream", "phase": phase, **kwargs}
try:
event_path = source_dir / LLM_STREAM_LOG
with open(event_path, "a", encoding="utf-8") as f:
f.write(json.dumps(event, ensure_ascii=False) + "\n")
except Exception:
pass
def _create_llm() -> Any:
"""根据配置文件创建 LLM 实例。"""
try:
from llama_index.llms.openai_like import OpenAILike
except ImportError:
log.error("缺少 llama-index-llms-openai-like请执行: uv pip install llama-index-llms-openai-like")
raise
from ..config import get_llm_config
llm_config = get_llm_config()
return OpenAILike(
model=llm_config["model"],
api_base=llm_config["api_base"],
api_key=llm_config.get("api_key", "lm-studio"),
temperature=0.1,
max_tokens=65535,
request_timeout=600.0,
is_chat_model=True,
)
def parse_json_response(text: str) -> dict[str, Any]:
"""从 LLM 响应中提取 JSON处理可能的 Markdown 包裹。
Args:
text: LLM 响应文本。
Returns:
解析后的字典。
"""
text = text.strip()
# 处理 ```json ... ``` 包裹
if "```" in text:
start = text.find("```") + 3
end = text.find("```", start)
if end > start:
text = text[start:end].strip()
# 去掉可能的前缀 (如 "json")
if text.lower().startswith("json"):
text = text[4:].strip()
return cast(dict[str, Any], json.loads(text))
# ------------------------------------------------------------------
# 统一文档提取(多模态,直接传图片给 LLM
# ------------------------------------------------------------------
def _image_to_base64(image_path: Path) -> str:
"""将图片文件读取为 base64 字符串。"""
with open(image_path, "rb") as f:
return base64.b64encode(f.read()).decode("utf-8")
def llm_query_text(
system_prompt: str,
text: str,
reasoning_effort: str = "none",
source_dir: Path | None = None,
) -> str:
"""发送纯文本请求到 LLM供 Agent 调度使用)。
Args:
system_prompt: 系统提示词。
text: 用户文本。
reasoning_effort: 推理努力级别。
source_dir: 会话目录(可选,传入时启用 SSE 流式事件写入)。
Returns:
LLM 响应文本。
"""
from llama_index.core.base.llms.types import TextBlock
from llama_index.core.llms import ChatMessage
from ..config import get_llm_config
messages = [
ChatMessage(role="system", content=system_prompt),
ChatMessage(role="user", blocks=[TextBlock(text=text)]),
]
llm_config = get_llm_config()
llm = _create_llm()
log.info(
"开始请求 LLM (model=%s, base=%s)",
llm_config["model"],
llm_config["api_base"],
)
try:
if source_dir:
_emit_llm_stream(source_dir, "start", label="正在分析文件...")
parts = []
for resp in llm.stream_chat(
messages,
temperature=0.1,
extra_body={"reasoning_effort": reasoning_effort},
):
delta = resp.delta
if delta:
parts.append(delta)
if source_dir:
_emit_llm_stream(source_dir, "chunk", text=delta)
thinking = getattr(resp, "additional_kwargs", {}) or {}
thinking_delta = thinking.get("thinking_delta", "")
if thinking_delta and source_dir:
_emit_llm_stream(source_dir, "reasoning", text=thinking_delta)
text = "".join(parts)
log.info("LLM 请求完成,响应总长度: %d 字符", len(text))
if source_dir:
_emit_llm_stream(source_dir, "end", label="分析完成")
return text
except Exception as e:
log.error("LLM 请求失败: %s", e)
if source_dir:
_emit_llm_stream(source_dir, "error", error=str(e))
raise
def extract_document(file_path: Path) -> dict[str, Any]:
"""统一文档提取入口:从任意图片/PDF 中提取结构化信息。
LLM 会根据统一提示词自行判断文档类型(发票/支付记录/出差事前申请单等)。
Args:
file_path: 文件路径(支持 PDF 和图片格式)。
Returns:
包含提取字段的字典。
"""
from .pdf import render_pdf_to_images
system_prompt = build_invoice_system_prompt()
user_text = f"请分析以下财务文档并提取信息:\n\n文件名: {file_path.name}"
# PDF 先渲染为图片
suffix = file_path.suffix.lower()
if suffix == ".pdf":
image_b64s = render_pdf_to_images(file_path)
else:
image_b64s = [_image_to_base64(file_path)]
if not image_b64s:
log.warning(f"文件渲染为空: {file_path.name}")
return {}
try:
response = _llm_query_multimodal(system_prompt, user_text, image_b64s)
result = parse_json_response(response)
log.info("LLM 文档提取成功: %s", file_path.name)
return result
except Exception as e:
log.error("LLM 文档提取失败: %s (%s)", file_path.name, e)
raise
def _llm_query_multimodal(
system_prompt: str,
text: str | None = None,
image_b64s: list[str] | None = None,
blocks: list[Any] | None = None,
reasoning_effort: str = "none",
source_dir: Path | None = None,
) -> str:
"""发送多模态请求到 LLM内部使用
Args:
system_prompt: 系统提示词。
text: 用户文本(与 image_b64s 配合使用,文本在前、图片在后)。
image_b64s: base64 编码的图片列表。
blocks: 预构建的内容块列表TextBlock/ImageBlock传入时忽略 text 和 image_b64s。
source_dir: 会话目录(可选,传入时启用 SSE 流式事件写入)。
Returns:
LLM 响应文本。
"""
from llama_index.core.base.llms.types import ImageBlock, TextBlock
from llama_index.core.llms import ChatMessage
from ..config import get_llm_config
if blocks is not None:
final_blocks = blocks
else:
text = text or ""
image_b64s = image_b64s or []
final_blocks = [TextBlock(text=text)]
for img_b64 in image_b64s:
final_blocks.append(
ImageBlock(
url=f"data:image/jpeg;base64,{img_b64}",
detail="high",
)
)
messages = [
ChatMessage(role="system", content=system_prompt),
ChatMessage(role="user", blocks=final_blocks),
]
llm_config = get_llm_config()
llm = _create_llm()
log.info(
"开始请求 LLM 多模态 (model=%s, base=%s, blocks=%d)",
llm_config["model"],
llm_config["api_base"],
len(final_blocks),
)
try:
if source_dir:
_emit_llm_stream(source_dir, "start", label="正在分析文件...")
parts = []
for resp in llm.stream_chat(
messages,
temperature=0.1,
extra_body={"reasoning_effort": reasoning_effort},
):
delta = resp.delta
if delta:
parts.append(delta)
if source_dir:
_emit_llm_stream(source_dir, "chunk", text=delta)
thinking = getattr(resp, "additional_kwargs", {}) or {}
thinking_delta = thinking.get("thinking_delta", "")
if thinking_delta and source_dir:
_emit_llm_stream(source_dir, "reasoning", text=thinking_delta)
text = "".join(parts)
log.info("LLM 多模态请求完成,响应总长度: %d 字符", len(text))
log.info("LLM 多模态响应: %s", text)
if source_dir:
_emit_llm_stream(source_dir, "end", label="分析完成")
return text
except Exception as e:
log.error("LLM 多模态请求失败: %s", e)
if source_dir:
_emit_llm_stream(source_dir, "error", error=str(e))
raise
def load_cache(source_dir: Path) -> dict[str, Any]:
"""从 JSON 缓存目录加载结构化数据,构建 source filename -> 缓存数据的映射。
Args:
source_dir: 源文件目录(包含 .invoice_cache 子目录)。
Returns:
{source_filename: extracted_data} 字典。
额外包含 "travel_info" 键(如果 travel_info.json 存在)。
"""
cache_map: dict[str, Any] = {}
cache_dir = source_dir / CACHE_DIR_NAME
if not cache_dir.exists():
return cache_map
for json_path in sorted(cache_dir.glob("*.json")):
try:
with open(json_path, encoding="utf-8") as f:
cache_data = json.load(f)
if json_path.name in ("travel_info.json", "normal_info.json"):
cache_map[json_path.name.replace(".json", "")] = cache_data
continue
extracted = cache_data.get("extracted_data", {})
src_file = extracted.get("_source_file", "")
if src_file:
cache_map[src_file] = extracted
except Exception as e:
log.warning(f"读取缓存失败 {json_path.name}: {e}")
return cache_map
def load_match_result(source_dir: Path) -> dict[str, list[dict[str, Any]]]:
"""从 JSON 缓存目录加载发票与支付记录的匹配结果。
Args:
source_dir: 源文件目录(包含 .invoice_cache 子目录)。
Returns:
{支付记录源文件 (含金额): [发票信息列表]} 字典。
每个发票信息包含 file, type, amount 字段。
"""
cache_dir = source_dir / CACHE_DIR_NAME
match_path = cache_dir / "match_result.json"
if not match_path.exists():
return {}
try:
with open(match_path, encoding="utf-8") as f:
result: dict[str, list[dict[str, Any]]] = json.load(f)
return result
except Exception as e:
log.warning(f"读取匹配结果缓存失败: {e}")
return {}
def build_extraction_user_message(
cache_map: dict[str, Any],
match_result: dict[str, list[dict[str, Any]]],
previous_analysis: dict[str, Any] | None = None,
) -> str:
"""构建提取请求的用户消息(供 Agent 调度使用)。
Args:
cache_map: 缓存数据映射。
match_result: 匹配结果。
previous_analysis: 上一轮 LLM 分析结果(可选,补充文件时传入作为历史上下文)。
Returns:
拼接好的用户消息字符串。
"""
parts = [
"以下是本次报销的所有源文件及其提取出的结构化数据。"
"每个源文件的数据来自 OCR 识别和发票信息提取,已按文件名分组展示。"
]
if previous_analysis:
parts.append(
"【上一轮分析结果】"
"以下是上一轮 LLM 对已有文件的分析结果。"
"注意:用户可能已补充新文件,请综合所有数据(含新文件)重新分析。"
"如果新文件填补了之前的信息缺失,请相应更新分析结果。\n"
+ json.dumps(previous_analysis, ensure_ascii=False, indent=2)
)
if match_result:
parts.append(
"【发票与支付记录匹配结果】"
"以下数据已将发票信息与对应的支付记录进行关联匹配,"
"用于判断每笔支付对应的发票和商户信息。\n" + json.dumps(match_result, ensure_ascii=False, indent=2)
)
for filename, extracted in cache_map.items():
parts.append(
f"【源文件: {filename}"
"以下为从该文件提取的结构化发票/支付/申请单数据。\n" + json.dumps(extracted, ensure_ascii=False, indent=2)
)
parts.append("\n=== 请返回 JSON 格式结果 ===")
return "\n".join(parts)
def extract_travel_info(
source_dir: Path | None = None,
) -> dict[str, Any]:
"""根据差旅发票bot 格式),让 LLM 提取出差相关信息。
纯提取,不包含校验逻辑。校验由 Agent 层调度。
Args:
source_dir: 源文件目录(必填,包含 .invoice_cache 子目录)。
Returns:
包含出差事由、地点、交通工具、时间、住宿信息等字段的字典。
"""
if not source_dir:
log.warning("未提供 source_dir无法加载缓存数据")
return {}
system_prompt = build_travel_info_system_prompt()
cache_map = load_cache(source_dir)
match_result = load_match_result(source_dir)
user_message = build_extraction_user_message(cache_map, match_result)
log.info(f"user_message: {user_message}")
try:
response = llm_query_text(
system_prompt=system_prompt,
text=user_message,
reasoning_effort="low",
source_dir=source_dir,
)
result = parse_json_response(response)
log.info("LLM 差旅信息提取成功")
return result
except Exception as e:
log.error("LLM 差旅信息提取失败: %s", e)
raise
# ------------------------------------------------------------------
# 普通发票信息提取
# ------------------------------------------------------------------
def extract_normal_info(
source_dir: Path | None = None,
) -> dict[str, Any]:
"""根据普通发票(非差旅),让 LLM 提取报销相关信息。
纯提取,不包含校验逻辑。校验由 Agent 层调度。
Args:
source_dir: 源文件目录(必填,包含 .invoice_cache 子目录)。
Returns:
包含报销说明、发票总数、总金额、支付方式、附件清单等字段的字典。
"""
if not source_dir:
log.warning("未提供 source_dir无法加载缓存数据")
return {}
system_prompt = build_normal_info_system_prompt()
cache_map = load_cache(source_dir)
match_result = load_match_result(source_dir)
user_message = build_extraction_user_message(cache_map, match_result)
log.info(f"user_message: {user_message}")
try:
response = llm_query_text(
system_prompt=system_prompt,
text=user_message,
reasoning_effort="low",
source_dir=source_dir,
)
result = parse_json_response(response)
log.info("LLM 普通发票信息提取成功")
return result
except Exception as e:
log.error("LLM 普通发票信息提取失败: %s", e)
raise
# ------------------------------------------------------------------
# 用户补充信息处理
# ------------------------------------------------------------------
def process_user_supplement(
user_text: str,
extracted_info: dict[str, Any],
invoice_type: str,
source_dir: Path | None = None,
) -> dict[str, Any]:
"""让用户补充的文字信息通过 LLM 分析,返回需要更新的字段。
Args:
user_text: 用户输入的文字。
extracted_info: 当前已提取的报销信息。
invoice_type: "travel""normal"
source_dir: 会话目录(可选,传入时启用 SSE 流式事件写入)。
Returns:
包含 updated_fields, changes, confidence, unparsed_info 的字典。
"""
system_prompt = build_supplement_system_prompt()
parts = [
f"发票类型: {'差旅报销' if invoice_type == 'travel' else '普通报销'}",
"",
"以下是当前已提取的报销信息:",
json.dumps(extracted_info, ensure_ascii=False, indent=2),
"",
f"用户补充信息:{user_text}",
"",
"=== 请分析用户输入并返回需要更新的字段 ===",
]
user_message = "\n".join(parts)
try:
response = llm_query_text(
system_prompt=system_prompt,
text=user_message,
reasoning_effort="low",
source_dir=source_dir,
)
result = parse_json_response(response)
log.info("LLM 补充信息分析完成")
return result
except Exception as e:
log.error("LLM 补充信息分析失败: %s", e)
return {
"updated_fields": {},
"changes": [],
"confidence": 0.0,
"unparsed_info": f"分析失败: {e}",
}
def merge_supplement_into_info(
extracted_info: dict[str, Any],
updated_fields: dict[str, Any],
) -> dict[str, Any]:
"""将 LLM 返回的更新字段合并到已提取的信息中。
支持点号路径(如 basic_info.travel_purpose表示嵌套更新。
Args:
extracted_info: 当前已提取的报销信息。
updated_fields: LLM 返回的需要更新的字段。
Returns:
更新后的报销信息。
"""
import copy
result = copy.deepcopy(extracted_info)
for field_path, value in updated_fields.items():
parts = field_path.split(".")
current = result
for part in parts[:-1]:
if part not in current:
current[part] = {}
current = current[part]
current[parts[-1]] = value
log.info("更新字段 %s = %s", field_path, value)
return result