文档信息提取（DIE）由于其在现实世界中的各种高级应用而引起了越来越多的关注。尽管最近的文献已经取得了竞争成果，但在处理具有嘈杂的OCR结果或突变布局的复杂文档时，这些方法通常会失败。本文提出了用于现实世界情景的生成多模式网络（GMN），以解决这些问题，这是一种强大的多模式生成方法，没有预定义的标签类别。借助精心设计的空间编码器和模态感知的蒙版模块，GMN可以处理复杂的文档，这些文档很难序列化为顺序。此外，GMN可以容忍OCR结果中的错误，并且不需要字符级注释，这是至关重要的，因为对众多文档的细粒注释很费力，甚至需要具有专门域知识的注释者。广泛的实验表明，GMN在几个公共模具数据集上实现了新的最新性能，并超过了其他方法，尤其是在现实的场景中。

在视觉上丰富的文件（VRD）上的结构化文本理解是文档智能的重要组成部分。由于VRD中的内容和布局的复杂性，结构化文本理解是一项有挑战性的任务。大多数现有的研究将此问题与两个子任务结尾：实体标记和实体链接，这需要整体地了解令牌和段级别的文档的上下文。但是，很少的工作已经关注有效地从不同层次提取结构化数据的解决方案。本文提出了一个名为structext的统一框架，它对于处理两个子任务是灵活的，有效的。具体地，基于变压器，我们引入了一个段令牌对齐的编码器，以处理不同粒度水平的实体标记和实体链接任务。此外，我们设计了一种具有三个自我监督任务的新型预训练策略，以学习更丰富的代表性。 Structext使用现有屏蔽的视觉语言建模任务和新句子长度预测和配对框方向任务，以跨文本，图像和布局结合多模态信息。我们评估我们在分段级别和令牌级别的结构化文本理解的方法，并表明它优于最先进的同行，在Funsd，Srie和Ephoie数据集中具有显着优越的性能。

由于文档的复杂布局，提取文档的信息是一项挑战。大多数以前的研究以一种自我监督的方式开发了多模式预训练的模型。在本文中，我们专注于包含文本和布局信息的单词块的嵌入学习，并提出UTEL，这是具有统一文本和布局预训练的语言模型。具体而言，我们提出了两个预训练任务：布局学习的周围单词预测（SWP），以及对识别不同单词块的单词嵌入（CWE）的对比度学习。此外，我们用1D剪裁的相对位置嵌入了常用的一维位置。这样，掩盖布局语言建模（MLLM）的联合训练和两个新提出的任务可以以统一的方式在语义和空间特征之间进行相互作用。此外，提议的UTEL可以通过删除1D位置嵌入，同时保持竞争性能来处理任意长度的序列。广泛的实验结果表明，UTEL学会了比以前在各种下游任务上的方法更好的联合表示形式，尽管不需要图像模式。代码可在\ url {https://github.com/taosong2019/utel}中获得。

由于其有效的模型架构以及大规模未标记的扫描/数字出生的文件的优势，在各种视觉上丰富的文档理解任务中已经证明了文本和布局的预先培训。我们提出了具有新的预培训任务的Layoutlmv2架构，以在单个多模态框架中模拟文本，布局和图像之间的交互。具体地，对于双流多模态变压器编码器，LayOutLMV2不仅使用现有屏蔽的视觉语言建模任务，还使用新的文本图像对齐和文本图像匹配任务，这使得它更好地捕获跨模块交互在预训练阶段。同时，它还将空间感知的自我注意机制集成到变压器架构中，以便模型可以完全理解不同文本块之间的相对位置关系。实验结果表明，LayoutLMV2优于大幅度的LayOutlm，并在大量下游的下游富有的文件理解任务中实现了新的最先进的结果，包括Funsd（0.7895 $ \至0.8420美元），电源线（0.9493 $ \至0.9601美元），Srie（0.9524 $ \至0.9781美元），Kleister-NDA（0.8340 $ \ 0.8520美元），RVL-CDIP（0.9443 $ \至0.9564美元），DOCVQA（0.7295 $ \至0.8672美元） 。我们使我们的模型和代码公开可用于\ url {https://aka.ms/layoutlmv2}。

事实证明，多模式文档预训练的模型在各种视觉上富裕的文档理解（VRDU）任务中非常有效。尽管现有的文档预先培训模型在VRDU的标准基准上取得了出色的性能，但它们建模和利用文档上的视觉和语言之间的互动的方式阻碍了他们无法获得更好的概括能力和更高的准确性。在这项工作中，我们主要从监督信号的角度研究了VRDU视觉联合表示学习的问题。具体而言，提出了一种称为BI-VLDOC的预训练范式，其中设计了双向视觉监督策略和视觉性混合注意机制，以完全探索并利用这两种方式之间的相互作用，以学习更强的交叉交叉方式 - 具有更丰富语义的模式文档表示。 Bi-Vldoc受益于学习丰富的跨模式文档表示形式，显着提高了三个广泛使用文档的最新性能，理解基准，包括形式的理解（从85.14％到93.44％），收据信息提取（从96.01％到97.84％）和文档分类（从96.08％到97.12％）。在文档视觉质量检查中，BI-VLDOC与以前的单个模型方法相比，实现了最先进的性能。

最近，由于其广泛的商业价值，从视觉丰富的文档（例如门票和简历）中自动提取信息已成为一个热门而重要的研究主题。大多数现有方法将此任务分为两个小节：用于从原始文档图像中获取纯文本的文本阅读部分以及用于提取密钥内容的信息提取部分。这些方法主要集中于改进第二个方法，同时忽略了这两个部分高度相关。本文提出了一个统一的端到端信息提取框架，从视觉上富含文档中提出，文本阅读和信息提取可以通过精心设计的多模式上下文块相互加强。具体而言，文本阅读部分提供了多模式功能，例如视觉，文本和布局功能。开发了多模式上下文块，以融合生成的多模式特征，甚至是从预训练的语言模型中获得的先验知识，以提供更好的语义表示。信息提取部分负责使用融合上下文功能生成密钥内容。该框架可以以端到端的可训练方式进行培训，从而实现全球优化。更重要的是，我们将视觉丰富的文档定义为跨两个维度的四个类别，即布局和文本类型。对于每个文档类别，我们提供或推荐相应的基准，实验设置和强大的基准，以弥补该研究领域缺乏统一评估标准的问题。报告了对四种基准测试的广泛实验（从固定布局到可变布局，从完整的文本到半未结构化的文本），证明了所提出的方法的有效性。数据，源代码和模型可用。

Document images are a ubiquitous source of data where the text is organized in a complex hierarchical structure ranging from fine granularity (e.g., words), medium granularity (e.g., regions such as paragraphs or figures), to coarse granularity (e.g., the whole page). The spatial hierarchical relationships between content at different levels of granularity are crucial for document image understanding tasks. Existing methods learn features from either word-level or region-level but fail to consider both simultaneously. Word-level models are restricted by the fact that they originate from pure-text language models, which only encode the word-level context. In contrast, region-level models attempt to encode regions corresponding to paragraphs or text blocks into a single embedding, but they perform worse with additional word-level features. To deal with these issues, we propose MGDoc, a new multi-modal multi-granular pre-training framework that encodes page-level, region-level, and word-level information at the same time. MGDoc uses a unified text-visual encoder to obtain multi-modal features across different granularities, which makes it possible to project the multi-granular features into the same hyperspace. To model the region-word correlation, we design a cross-granular attention mechanism and specific pre-training tasks for our model to reinforce the model of learning the hierarchy between regions and words. Experiments demonstrate that our proposed model can learn better features that perform well across granularities and lead to improvements in downstream tasks.

自我监督的预训练技术在文档AI中取得了显着进步。大多数多模式的预训练模型都使用蒙版的语言建模目标来学习文本模式的双向表示，但是它们在图像模式的预训练目标方面有所不同。这种差异增加了多模式表示学习的困难。在本文中，我们建议\ textbf {layoutlmv3}为文档AI预训练多模式变压器，并具有统一的文本和图像掩蔽。此外，LayoutLMV3通过单词斑点对齐目标进行了预训练，可以通过预测是否掩盖文本的相应图像贴片来学习交叉模式对齐。简单的统一体系结构和培训目标使Layoutlmv3成为以文本为中心和以图像为中心的文档AI任务的通用预培训模型。实验结果表明，LayoutLMV3不仅在以文本为中心的任务中实现最先进的绩效，包括形式的理解，收据理解和文档视觉问题回答，而且在以图像为中心的任务（例如文档图像分类和文档布局）中分析。代码和模型可在\ url {https://aka.ms/layoutlmv3}上公开获得。

文献中最近的方法已经利用了文档中的多模态信息（文本，布局，图像）来服务于特定的下游文档任务。但是，它们受到 - （i）无法学习文档的文本，布局和图像尺寸的跨模型表示，并且（ii）无法处理多页文件。已经在自然语言处理（NLP）域中显示了预训练技术，以了解来自大型未标记数据集的通用文本表示，适用于各种下游NLP任务。在本文中，我们提出了一种基于多任务学习的框架，该框架利用自我监督和监督的预训练任务的组合来学习适用于各种下游文档任务的通用文档表示。具体而言，我们将文档主题建模和文档Shuffle预测作为新的预训练任务，以便学习丰富的图像表示以及文档的文本和布局表示。我们利用啰覆网络架构作为骨干，以以端到端的方式从多页文件中编码多模态信息。我们展示我们在各种不同现实文档任务的培训框架的适用性，例如文档分类，文档信息提取和文件检索。我们在不同的标准文件数据集中评估我们的框架，并进行详尽的实验，以比较符合我们框架的各种消融和最先进的基线的绩效。

文档AI或Document Intelligence是一个相对较新的研究主题，指的是自动阅读，理解和分析业务文档的技术。它是自然语言处理和计算机视觉的重要研究方向。近年来，深度学习技术的普及已经大大提高了文档AI的发展，如文件布局分析，视觉信息提取，文档视觉问题应答，文档图像分类等。本文简要评论了一些代表性模型，任务和基准数据集。此外，我们还介绍了早期的启发式规则的文档分析，统计机器学习算法，深度学习方法，尤其是预训练方法。最后，我们展望未来的Document AI研究方向。

视觉问题应答（VQA）任务利用视觉图像和语言分析来回回答图像的文本问题。它是一个流行的研究课题，在过去十年中越来越多的现实应用。本文介绍了我们最近对AliceMind-MMU的研究（阿里巴巴的编码器 - 解码器来自Damo Academy - 多媒体理解的机器智能实验室），其比人类在VQA上获得相似甚至略微更好的结果。这是通过系统地改善VQA流水线来实现的，包括：（1）具有全面的视觉和文本特征表示的预培训; （2）与学习参加的有效跨模型互动; （3）一个新颖的知识挖掘框架，具有专门的专业专家模块，适用于复杂的VQA任务。处理不同类型的视觉问题，需要具有相应的专业知识在提高我们的VQA架构的表现方面发挥着重要作用，这取决于人力水平。进行了广泛的实验和分析，以证明新的研究工作的有效性。

Unsupervised pre-training on millions of digital-born or scanned documents has shown promising advances in visual document understanding~(VDU). While various vision-language pre-training objectives are studied in existing solutions, the document textline, as an intrinsic granularity in VDU, has seldom been explored so far. A document textline usually contains words that are spatially and semantically correlated, which can be easily obtained from OCR engines. In this paper, we propose Wukong-Reader, trained with new pre-training objectives to leverage the structural knowledge nested in document textlines. We introduce textline-region contrastive learning to achieve fine-grained alignment between the visual regions and texts of document textlines. Furthermore, masked region modeling and textline-grid matching are also designed to enhance the visual and layout representations of textlines. Experiments show that our Wukong-Reader has superior performance on various VDU tasks such as information extraction. The fine-grained alignment over textlines also empowers Wukong-Reader with promising localization ability.

无约束的手写文本识别是一项具有挑战性的计算机视觉任务。传统上，它是通过两步方法来处理的，结合了线细分，然后是文本线识别。我们第一次为手写文档识别任务提出了无端到端的无分段体系结构：文档注意网络。除文本识别外，该模型还接受了使用类似XML的方式使用开始和结束标签标记文本零件的训练。该模型由用于特征提取的FCN编码器和用于复发令牌预测过程的变压器解码器层组成。它将整个文本文档作为输入和顺序输出字符以及逻辑布局令牌。与现有基于分割的方法相反，该模型是在不使用任何分割标签的情况下进行训练的。我们在页面级别的Read 2016数据集以及CER分别为3.43％和3.70％的双页级别上获得了竞争成果。我们还为Rimes 2009数据集提供了页面级别的结果，达到CER的4.54％。我们在https://github.com/factodeeplearning/dan上提供所有源代码和预训练的模型权重。

Neural language representation models such as BERT pre-trained on large-scale corpora can well capture rich semantic patterns from plain text, and be fine-tuned to consistently improve the performance of various NLP tasks. However, the existing pre-trained language models rarely consider incorporating knowledge graphs (KGs), which can provide rich structured knowledge facts for better language understanding. We argue that informative entities in KGs can enhance language representation with external knowledge. In this paper, we utilize both large-scale textual corpora and KGs to train an enhanced language representation model (ERNIE), which can take full advantage of lexical, syntactic, and knowledge information simultaneously. The experimental results have demonstrated that ERNIE achieves significant improvements on various knowledge-driven tasks, and meanwhile is comparable with the state-of-the-art model BERT on other common NLP tasks. The source code and experiment details of this paper can be obtained from https:// github.com/thunlp/ERNIE.

多模式变压器的最新努力通过合并视觉和文本信息改善了视觉上丰富的文档理解（VRDU）任务。但是，现有的方法主要集中于诸如单词和文档图像贴片之类的细粒元素，这使得他们很难从粗粒元素中学习，包括短语和显着视觉区域（如突出的图像区域）等自然词汇单元。在本文中，我们对包含高密度信息和一致语义的粗粒元素更为重要，这对于文档理解很有价值。首先，提出了文档图来模拟多层次多模式元素之间的复杂关系，其中通过基于群集的方法检测到显着的视觉区域。然后，提出了一种称为mmlayout的多模式变压器，以将粗粒的信息纳入基于图形的现有预训练的细颗粒的多峰变压器中。在mmlayout中，粗粒信息是从细粒度聚集的，然后在进一步处理后，将其融合到细粒度中以进行最终预测。此外，引入常识增强以利用天然词汇单元的语义信息。关于四个任务的实验结果，包括信息提取和文档问答，表明我们的方法可以根据细粒元素改善多模式变压器的性能，并使用更少的参数实现更好的性能。定性分析表明，我们的方法可以在粗粒元素中捕获一致的语义。

文档扫描和PDF的自然语言处理有可能极大地提高业务流程的效率。布局感知的单词嵌入式（例如LayOutlm）已显示有关来自此类文档的分类和信息提取的承诺。本文提出了一种新的预训练前任务，称为可以提高包含2-D位置嵌入的布局感知字嵌入的性能。我们比较预先训练的模型，只有语言掩蔽针对用语言掩蔽和位置掩蔽预先培训的模型，我们发现位置屏蔽在窗体理解任务上提高了5％以上的性能。

由于文件传达了丰富的人类知识，并且通常存在于企业中，因此建筑文档的对话系统已经越来越兴趣。其中，如何理解和从文档中检索信息是一个具有挑战性的研究问题。先前的工作忽略了文档的视觉属性，并将其视为纯文本，从而导致不完整的方式。在本文中，我们提出了一个布局感知文档级信息提取数据集，以促进从视觉上丰富文档（VRD）中提取结构和语义知识的研究，以在对话系统中产生准确的响应。 Lie包含来自4,061页的产品和官方文件的三个提取任务的62K注释，成为我们最大的知识，成为最大的基于VRD的信息提取数据集。我们还开发了扩展基于令牌的语言模型的基准方法，以考虑像人类这样的布局功能。经验结果表明，布局对于基于VRD的提取至关重要，系统演示还验证了提取的知识可以帮助找到用户关心的答案。

We propose Universal Document Processing (UDOP), a foundation Document AI model which unifies text, image, and layout modalities together with varied task formats, including document understanding and generation. UDOP leverages the spatial correlation between textual content and document image to model image, text, and layout modalities with one uniform representation. With a novel Vision-Text-Layout Transformer, UDOP unifies pretraining and multi-domain downstream tasks into a prompt-based sequence generation scheme. UDOP is pretrained on both large-scale unlabeled document corpora using innovative self-supervised objectives and diverse labeled data. UDOP also learns to generate document images from text and layout modalities via masked image reconstruction. To the best of our knowledge, this is the first time in the field of document AI that one model simultaneously achieves high-quality neural document editing and content customization. Our method sets the state-of-the-art on 9 Document AI tasks, e.g., document understanding and QA, across diverse data domains like finance reports, academic papers, and websites. UDOP ranks first on the leaderboard of the Document Understanding Benchmark (DUE).

Vision-and-language reasoning requires an understanding of visual concepts, language semantics, and, most importantly, the alignment and relationships between these two modalities. We thus propose the LXMERT (Learning Cross-Modality Encoder Representations from Transformers) framework to learn these vision-and-language connections. In LXMERT, we build a large-scale Transformer model that consists of three encoders: an object relationship encoder, a language encoder, and a cross-modality encoder. Next, to endow our model with the capability of connecting vision and language semantics, we pre-train the model with large amounts of image-and-sentence pairs, via five diverse representative pre-training tasks: masked language modeling, masked object prediction (feature regression and label classification), cross-modality matching, and image question answering. These tasks help in learning both intra-modality and cross-modality relationships. After fine-tuning from our pretrained parameters, our model achieves the state-of-the-art results on two visual question answering datasets (i.e., VQA and GQA). We also show the generalizability of our pretrained cross-modality model by adapting it to a challenging visual-reasoning task, NLVR 2 , and improve the previous best result by 22% absolute (54% to 76%). Lastly, we demonstrate detailed ablation studies to prove that both our novel model components and pretraining strategies significantly contribute to our strong results; and also present several attention visualizations for the different encoders. 1

文本识别是文档数字化的长期研究问题。现有的方法通常是基于CNN构建的，以用于图像理解，并为Char-Level文本生成而建立RNN。此外，通常需要另一种语言模型来提高整体准确性作为后处理步骤。在本文中，我们提出了一种使用预训练的图像变压器和文本变压器模型（即Trocr）提出的端到端文本识别方法，该模型利用了变压器体系结构，以实现图像理解和文字级级文本生成。TROR模型很简单，但有效，可以通过大规模合成数据进行预训练，并通过人体标记的数据集进行微调。实验表明，TROR模型的表现优于印刷，手写和场景文本识别任务上的当前最新模型。Trocr模型和代码可在\ url {https://aka.ms/trocr}上公开获得。