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Yaojia Wang
2026-02-01 23:41:46 +01:00
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@@ -0,0 +1,344 @@
# Business Invoice Features Implementation Plan
## Overview
为 Invoice Master 添加 Business 用户功能Line Items 提取、多税率 VAT 信息提取、交叉验证。
## Current State
- **基础字段提取**: YOLO + PaddleOCR10 个 class (invoice_number, date, amount, etc.)
- **交叉验证**: payment_line 验证 OCR/Amount/Bankgiro
- **PaddlePaddle**: 2.5.0 (需升级到 3.0 for PP-StructureV3)
- **测试覆盖**: 688 tests, 37% coverage
## Target Architecture
```
PDF/Image
├─► YOLO (现有) ──► 基础字段检测
│ - invoice_number, date, amount, etc.
├─► PP-StructureV3 ──► 表格自动检测 + 结构解析
│ - Line items extraction
│ - SLANet 行列识别
├─► 正则引擎 ──► VAT 信息提取
│ - 多税率分解 (25%, 12%, 6%)
│ - Moms 金额匹配
└─► 交叉验证引擎 ──► 多源验证
- 数学验证: incl = excl + vat
- Line items 汇总 vs VAT 汇总区
- 置信度评分
```
## Implementation Phases
### Phase 1: Environment & PP-StructureV3 POC
**Goal**: 在独立分支验证 PP-StructureV3 能否正确检测瑞典发票表格
**Tasks**:
1. 创建 `feature/business-invoice` 分支
2. 升级依赖:
- `paddlepaddle>=3.0.0`
- `paddleocr>=3.0.0`
3. 创建 PP-StructureV3 wrapper:
- `src/table/structure_detector.py`
4. 用 5-10 张真实发票测试表格检测效果
5. 验证与现有 YOLO pipeline 的兼容性
**Critical Files**:
- [requirements.txt](../../requirements.txt)
- [pyproject.toml](../../pyproject.toml)
- New: `src/table/structure_detector.py`
**Verification**:
```bash
# WSL 环境测试
wsl bash -c "source ~/miniconda3/etc/profile.d/conda.sh && \
conda activate invoice-py311 && \
python -c 'from paddleocr import PPStructureV3; print(\"OK\")'"
```
---
### Phase 2: Line Items Extraction
**Goal**: 从检测到的表格区域提取结构化行项目数据
**Data Structures**:
```python
@dataclass
class LineItem:
"""单行项目"""
row_index: int
description: str
quantity: float | None
unit_price: str | None
amount: str
vat_rate: float | None # [待验证] 行级税率是否存在
confidence: float
@dataclass
class LineItemsResult:
"""行项目提取结果"""
items: list[LineItem]
table_bbox: tuple[float, float, float, float] # 表格区域
header_row: list[str] | None # 表头
raw_html: str # PP-Structure 原始输出
```
**Tasks**:
1. 实现 `src/table/line_items_extractor.py`:
- PP-StructureV3 表格检测
- HTML 解析为结构化数据
- 列名智能匹配 (Description, Qty, Price, Amount, Moms%)
2. 实现列名映射:
```python
COLUMN_MAPPINGS = {
'description': ['beskrivning', 'artikel', 'produkt', 'tjänst', 'text'],
'quantity': ['antal', 'qty', 'st', 'pcs'],
'unit_price': ['á-pris', 'pris', 'styckpris', 'enhetspris'],
'amount': ['belopp', 'summa', 'total', 'netto'],
'vat_rate': ['moms', 'moms%', 'vat', 'skatt'],
}
```
3. 单元测试覆盖
**Critical Files**:
- New: `src/table/line_items_extractor.py`
- New: `src/table/column_mapper.py`
- New: `tests/table/test_line_items_extractor.py`
**[待验证]**: Line items 每行是否标注税率
- 需要检查实际发票样本
- 两种策略都实现,运行时根据表头判断
---
### Phase 3: VAT Information Extraction
**Goal**: 从 OCR 全文提取多税率 VAT 信息
**Data Structures**:
```python
@dataclass
class VATBreakdown:
"""单个税率分解"""
rate: float # 25.0, 12.0, 6.0, 0.0
base_amount: str # 税基 (不含税)
vat_amount: str # 税额
source: str # 'regex' | 'line_items'
@dataclass
class VATSummary:
"""完整 VAT 汇总"""
breakdowns: list[VATBreakdown]
total_excl_vat: str | None
total_vat: str | None
total_incl_vat: str | None # 应与现有 amount 字段一致
confidence: float
```
**Tasks**:
1. 实现 `src/vat/vat_extractor.py`:
- 多税率正则模式匹配
- 瑞典语关键词识别
2. 正则模式库:
```python
VAT_PATTERNS = [
# Moms 25%: 2 500,00 (Underlag 10 000,00)
r"Moms\s*(\d+)\s*%\s*:?\s*([\d\s,\.]+)(?:.*?[Uu]nderlag\s*([\d\s,\.]+))?",
# Varav moms 25% 2 500,00
r"Varav\s+moms\s+(\d+)\s*%\s*([\d\s,\.]+)",
# 25% moms: 2 500,00
r"(\d+)\s*%\s*moms\s*:?\s*([\d\s,\.]+)",
# Summa exkl. moms: 10 000,00
r"[Ss]umma\s+exkl\.?\s+moms\s*:?\s*([\d\s,\.]+)",
# Summa moms: 2 500,00
r"[Ss]umma\s+moms\s*:?\s*([\d\s,\.]+)",
]
```
3. 金额解析器 (处理瑞典格式):
- `1 234,56` → `1234.56`
- `1.234,56` → `1234.56`
4. 单元测试
**Critical Files**:
- New: `src/vat/vat_extractor.py`
- New: `src/vat/amount_parser.py`
- New: `tests/vat/test_vat_extractor.py`
---
### Phase 4: Cross-Validation Engine
**Goal**: 多源交叉验证,确保 99%+ 精度
**Data Structures**:
```python
@dataclass
class VATValidationResult:
"""VAT 交叉验证结果"""
is_valid: bool
confidence_score: float # 0.0 - 1.0
# 数学验证
math_checks: list[dict] # 每个税率: base × rate = vat?
total_check: bool # incl = excl + total_vat?
# 来源对比
line_items_vs_summary: bool | None # line items 汇总 = VAT 汇总区?
amount_consistency: bool | None # total_incl_vat = 现有 amount 字段?
# 需人工复核
needs_review: bool
review_reasons: list[str]
```
**Validation Logic**:
```
1. 数学验证 (最可靠)
- 每个税率: base_amount × rate = vat_amount (±0.01 容差)
- 总计: sum(base) + sum(vat) = total_incl_vat
2. 来源交叉验证
- Line items 按税率汇总 vs VAT 汇总区分解
- total_incl_vat vs 现有 amount 字段 (YOLO 提取)
3. 置信度评分
- 所有验证通过: 0.95+
- 数学验证通过但来源不一致: 0.7-0.9
- 数学验证失败: 0.3-0.5, needs_review=True
```
**Tasks**:
1. 扩展现有 `CrossValidationResult`:
- 添加 `vat_validation: VATValidationResult`
2. 实现 `src/validation/vat_validator.py`
3. 集成到 `InferencePipeline._merge_fields()`
4. 单元测试 + 集成测试
**Critical Files**:
- Modify: [packages/backend/backend/pipeline/pipeline.py](../../packages/backend/backend/pipeline/pipeline.py)
- New: `src/validation/vat_validator.py`
- New: `tests/validation/test_vat_validator.py`
---
### Phase 5: Pipeline Integration
**Goal**: 将所有组件集成到现有推理管道
**Tasks**:
1. 扩展 `InferenceResult`:
```python
@dataclass
class InferenceResult:
# ... 现有字段 ...
line_items: list[LineItem] | None = None
vat_summary: VATSummary | None = None
vat_validation: VATValidationResult | None = None
```
2. 修改 `InferencePipeline.process_pdf()`:
```python
def process_pdf(self, pdf_path, document_id=None, extract_line_items=False):
# 1. 现有 YOLO + OCR 流程
# 2. if extract_line_items:
# PP-StructureV3 表格提取
# VAT 正则提取
# 交叉验证
```
3. 更新 API schema:
- `POST /api/v1/infer` 新增 `extract_line_items` 参数
- Response 新增 `line_items`, `vat_summary` 字段
4. 前端展示 (可选,后续迭代)
**Critical Files**:
- Modify: [packages/backend/backend/pipeline/pipeline.py](../../packages/backend/backend/pipeline/pipeline.py)
- Modify: [packages/backend/backend/web/app.py](../../packages/backend/backend/web/app.py)
- Modify: [frontend/src/api/types.ts](../../frontend/src/api/types.ts)
---
### Phase 6: Testing & Validation
**Goal**: 确保 80%+ 测试覆盖率,验证真实发票准确率
**Tasks**:
1. 单元测试:
- `test_line_items_extractor.py`
- `test_vat_extractor.py`
- `test_vat_validator.py`
2. 集成测试:
- 完整 pipeline 测试
- 多税率发票测试用例
3. 真实发票验证:
- 选取 50+ 张含 line items 的发票
- 人工标注 ground truth
- 计算准确率
**Verification Commands**:
```bash
# 运行测试
wsl bash -c "source ~/miniconda3/etc/profile.d/conda.sh && \
conda activate invoice-py311 && \
cd /mnt/c/Users/yaoji/git/ColaCoder/invoice-master-poc-v2 && \
pytest tests/table tests/vat tests/validation --cov=src -v"
# 真实发票测试
wsl bash -c "... && python -m src.cli.infer \
--model runs/train/invoice_fields/weights/best.pt \
--input test_invoices/ \
--extract-line-items \
--output results.json"
```
---
## Open Questions (待验证)
| 问题 | 状态 | 验证方式 |
|------|------|---------|
| Line items 每行是否标注税率? | 待验证 | 检查 10+ 张真实发票样本 |
| PP-StructureV3 对瑞典发票表格检测准确率? | 待验证 | Phase 1 POC |
| PaddlePaddle 3.0 与 PyTorch 共存兼容性? | 待验证 | Phase 1 环境测试 |
---
## Risk Mitigation
| 风险 | 影响 | 缓解措施 |
|------|------|---------|
| PP-StructureV3 表格检测效果差 | 高 | 回退到 YOLO 检测表格区域 + PP-Structure 解析 |
| PaddlePaddle 升级破坏现有功能 | 高 | 独立分支开发,充分测试后再合并 |
| 多税率正则覆盖不全 | 中 | 收集更多发票样本,迭代正则模式 |
---
## Success Criteria
- [ ] PP-StructureV3 表格检测准确率 > 95%
- [ ] Line items 提取准确率 > 90%
- [ ] VAT 信息提取准确率 > 95%
- [ ] 交叉验证覆盖所有数学关系
- [ ] 测试覆盖率 > 80%
- [ ] 现有基础字段功能不受影响
---
## Timeline Estimate
| Phase | 工作内容 |
|-------|---------|
| Phase 1 | 环境升级 + POC 验证 |
| Phase 2 | Line Items 提取 |
| Phase 3 | VAT 信息提取 |
| Phase 4 | 交叉验证引擎 |
| Phase 5 | Pipeline 集成 |
| Phase 6 | 测试 + 验证 |