MDPBench:面向真实场景的多语言文档解析基准 MDPBench: A Benchmark for Multilingual Document Parsing in Real-World Scenarios
首个覆盖17种语言、3400张数字+拍照文档的多语言解析基准,揭示开源模型在拍照与非拉丁脚本上大幅崩塌
前置知识
文档解析(Document Parsing)
将文档图像转换为结构化、可序列化的机器可读表示(如Markdown、HTML、JSON)的任务,涵盖版面检测、文本/公式/表格识别、阅读顺序重建等子任务。它不同于传统OCR只输出纯文本,而是要保留段落的层级与逻辑结构。
本文核心就是评测文档解析系统在多语言+拍照真实场景下的表现,需要先理解版面检测-识别-阅读顺序这一完整流水线。
视觉语言模型(VLM)
一种同时处理图像与文本的多模态大模型,典型代表有Gemini、Qwen-VL、GPT-5等。在文档解析任务中,VLM通常以端到端方式直接读图输出结构化文本,避免了多模块pipeline的误差累积。
MDPBench评测的核心对象之一就是通用VLM(如Gemini-3-Pro、Qwen3-VL),并与专用VLM(如dots.mocr、MonkeyOCR)做对比。
归一化编辑距离(NED)
基于Levenshtein距离的字符串相似度度量,公式为 $\text{Score} = 1 - \frac{\text{Levenshtein}(P,G)}{\max(|P|,|G|)}$,取值0~1,越大代表预测文本P与真值G越接近。在MDPBench中用于文本识别和阅读顺序评测。
本文对17种语言均采用NED评估文本,跨语言可比性强,是理解Table 2/3数字的关键。
TEDS(Tree-Edit-Distance-based Similarity)
基于树编辑距离的表格相似度指标,将表格视为树结构、计算两棵树的最小编辑操作并归一化,常用于表格识别任务。
MDPBench用TEDS评测表格解析,并在拍照场景下观察到明显下降(Gemini-3-Pro从75.9%降到69.2%),是理解实验结果的重要工具。
CDM(CDM公式识别度量)
一种用于数学公式识别任务的评测指标,核心是比较预测公式的数学表达式结构而非纯字符串,从而避免等价表达形式造成的误判。
本文对公式识别使用CDM,防止因LaTeX表达形式不同(如分数写法)而错评。
Pipeline式 vs 端到端文档解析
Pipeline方法将文档解析拆为多个独立子任务(版面检测→文本识别→公式识别→表格识别→阅读顺序),分别训练专门模型再串接;端到端方法则用单个VLM直接从图像输出结构化结果。Pipeline易出现误差累积,端到端则受限于长上下文与幻觉。
MDPBench同时评测了pipeline工具(PP-StructureV3、MinerU-2.5-pipeline)与端到端VLM,是观察两类范式在多语言+拍照条件下表现差异的关键。
研究动机
现有文档解析基准(OmniDocBench、olmOCR-Bench、FoxPage等)几乎都建立在"干净、数字生成、版式规范、少数主流语言"的假设上,评测的语种通常不超过2-3种(如仅中英文)。然而真实世界中存在大量"从未数字化的拍照文档":历史档案、纸质收据、书籍、手写笔记、多语种报纸、漫画等,它们往往伴随光照不均、几何畸变、复杂背景、模糊与摩尔纹等退化。同时,全球用户使用的语言远不止英语和中文——Arabic、Hindi、Thai、Russian等非拉丁脚本语言在跨文化知识获取中占比极大,而现有模型在这些语言上往往性能崩塌。例如MinerU2.5-VLM在AR/HI/RU三种语言上整体得分低于10%,而PageIoU版面检测却能保持85%以上,说明真正崩坏的是识别与阅读顺序环节,而非版面定位。这种评测与真实部署场景之间的巨大鸿沟,使得研究者无法系统评估模型的鲁棒性,更无法有针对性地改进。
本文的目标是本文旨在构建MDPBench(Multilingual Document Parsing Benchmark),成为第一个专门用于评测"多语言+数字+拍照"真实场景下文档解析能力的标准化基准。具体目标包括:(1)覆盖17种代表性语言(包括中英法德俄阿日韩越泰等拉丁与非拉丁脚本),共3400张高质量人工标注图像;(2)系统性地引入5类真实拍照条件(屏幕重拍、物理形变、图像退化、相机朝向变化、背景变化),让评测更贴近真实使用;(3)通过公开-私有双切分(2720公开+680私有)防止数据泄漏和针对性过拟合;(4)通过页面级聚合评测策略,避免不同语言元素分布不均带来的偏差。
与已有工作不同的是,本文的独特切入角度是"多语言 × 真实拍照 × 细粒度错误分析"三者的交叉。先前工作要么只关注多语言但仍是数字文档(OmniDocBench等),要么只关注拍照但语种单一(DocPTBench仅中英文,Real5-OmniDocBench也仅2种语言)。MDPBench第一次在17种语言×5种拍照条件下系统评测18个模型,不仅给出总体数字,还逐项拆解出五大典型失效模式:(1)拍照文档平均性能下降17.8%;(2)非拉丁脚本平均下降14.0%;(3)Hindi的元音变音符号丢失、Russian的西里尔/拉丁视觉混淆、Thai的错误分词等语言特异错误;(4)幻觉、重复输出、语种漂移(language drift,如把越南语误识别为中文);(5)Arabic等从右到左脚本的阅读顺序错误。这种"错误归因+量化"的视角让benchmark从单纯打分升级为改进指南。
核心方法
MDPBench的核心思路是构造一个"类型多样、视觉真实、标注可靠"的多语言文档评测集。整体方法分三步:先从全球公开平台系统性收集涵盖17种语言、12类文档的数字原始材料(850张数字文档),再通过"打印/投屏→多场景拍照"的物理流程生成2550张真实世界拍照版本(每张原文档对应3张:2张室内+1张室外),最后用"专家模型共识投票→人工修正→独立审核"的三阶段流水线完成高质量标注。评测时采用页面级聚合策略,结合NED、CDM、TEDS三种指标,对通用VLM、专用VLM、Pipeline工具共18个模型进行端到端和单任务两层评测。
核心创新点在于(1)多阶段共识投票的自动标注机制:利用dots.ocr、PaddleOCR-VL、Qwen3VL三个专家模型对每个元素独立识别,通过两两相似度(文本用1-NED、表格用TEDS)投票选出最相似结果,当最高相似度<0.7时降级调用Gemini-3-Pro兜底。这一机制利用了"正确预测唯一稳定、错误预测随机发散"的统计性质,无需海量人工标注即可获得高质量初稿,再由人工精修+独立审核把关。(2)页面级聚合评测:区别于OmniDocBench的元素级先平均策略,页面级先在单页内对各元素得分取均值,再跨页平均,避免了某些语言因含少量公式/表格而被极端拉分。(3)公开-私有双切分:2720公开+680私有,私有集需提交模型到评测网站,杜绝针对性过拟合。
方法步骤详情
完整方法流程如下。Step 1 数据收集:从开放获取的学术论文、商业报告、教学材料、手写笔记、历史档案、报纸、教科书、漫画等渠道,按17种语言系统性收集850张数字文档,经人工审核过滤低质量或结构简单的样本。Step 2 拍照文档生成:将数字文档打印在纸上或显示在屏幕上,在室内(含桌面、地板、背景文字、复杂光照、屏幕摩尔纹、反射、眩光、轻微模糊)和室外(低光、阴影、光照不均、复杂自然背景)两类场景下拍摄;对打印件额外施加内弯、外弯、不规则褶皱等物理形变;并从左、右、倒置、倾斜四种相机角度采集;每张原文档生成3张拍照图。Step 3 专家模型标注:先用dots.ocr与PaddleOCR-VL分别做版面检测,手工比对后取错漏更少者作为初始版面;按版面坐标裁剪出文本块、表格块、公式块;然后用PaddleOCR-VL、dots.ocr、Qwen3VL三个识别模型独立识别每个元素;对文本/公式计算两两1-NED相似度、对表格计算TEDS相似度,取与其他两个模型平均相似度最高的结果作为初稿;若最高平均相似度<0.7则改用Gemini-3-Pro识别。Step 4 人工修正:先对标注员进行统一培训与小样本试点;修正时先校版面坐标和元素类型,再校阅读顺序,最后逐元素精修识别结果。Step 5 独立审核:每份修正后文档由独立审核员验证,通过则"Pass"进入最终交付,未通过则带详细反馈返回原标注员修订,循环直至达标。Step 6 评测:对每张图像沿用OmniDocBench的数据预处理、元素抽取、纯文本抽取、元素匹配流程,忽略页眉页脚和脚注;匹配后文本用 $\text{Score} = 1 - \frac{\text{Levenshtein}(P,G)}{\max(|P|,|G|)}$、公式用CDM、表格用 $\text{TEDS} = 1 - \frac{\text{TED}(T_p,T_g)}{\max(|T_p|,|T_g|)}$;最终按页面级聚合得到整图分数。
技术新颖性
技术新颖性体现在三方面。第一,物理驱动的真实拍照数据生成流程,把数字文档系统性地变成5类拍照条件下的图像,且明确量化了每种条件(如每个文档固定2张室内+1张室外),这种"受控的真实退化"比单纯从网上爬取拍照文档更可控、更有诊断价值。第二,多模型共识投票+阈值降级策略的半自动标注范式,比纯人工标注高效数倍,又比纯模型标注可靠得多;其巧妙之处在于利用了"识别错误的低一致性"这一经验规律。第三,页面级聚合指标直接回应了多语言场景下元素分布不均衡的痛点——例如英语论文公式多而阿拉伯语几乎无公式,元素级评测会被少量公式拉分,而页面级更公平。这些设计让MDPBench在评测设计上明显区别于OmniDocBench等前作。
实验结果
实验覆盖18个模型(8个通用VLM、12个专用VLM/工具),得到以下核心发现。(1)闭源VLM全面领先:Gemini-3-pro-preview以总分86.4%夺冠,在17种语言中拿下14种SOTA;最强开源dots.mocr仅80.5%,闭源领先7.9个百分点,拍照场景下领先7.9%。(2)拍照文档灾难性下降:所有模型在拍照文档上平均下降17.8%,即便最强的Gemini-3-Pro也从数字文档的90.4%降至85.1%,下降5.3%,并出现漏识别、阅读顺序错、幻觉等问题(Fig.4)。(3)非拉丁脚本显著落后:相比拉丁脚本平均下降14.0%;MinerU-2.5-VLM、MonkeyOCR-pro-3B在AR/HI上整体得分低于10%(尽管版面检测PageIoU仍>85%),说明识别环节是主要瓶颈。(4)语言特异错误频发:Hindi的元音变音符号丢失(如"Arvind"误为"Aravid"),Russian的西里尔字母被误认为视觉相似的拉丁字母,Thai的无空格分词错误("biggest"被切为"bigge st"),都是低资源语言典型痛点(Fig.5)。(5)幻觉与语种漂移:PaddleOCR-VL-1.5在Arabic上出现漏识别和重复输出,dots.mocr在越南语上发生language drift(误识别为中文),反映出训练数据语种偏置(Fig.6)。(6)阅读顺序在RTL脚本上不稳定:PaddleOCR-VL-1.5和dots.ocr在两列Arabic上常按从左到右而非从右到左处理(Fig.7)。(7)组件级评测显示PaddleOCR-VL-1.5在文本任务上拿下10/17语言SOTA(受益于其文本块级训练数据),但阿拉伯语/印地语/泰语上TextEdit显著上升;表格识别最弱,Gemini-3-Pro从数字75.9%降至拍照69.2%。(8)版面检测跨语言较稳定:dots.mocr在17种语言中PageIoU平均85%以上,13种语言SOTA;PaddleOCR-VL-1.5因支持任意形状包围盒,在拍照文档上比PaddleOCR-VL提升11.6%。(9)Pipeline工具全面落后:MinerU-2.5-pipeline仅33.5%,PP-StructureV3仅45.4%,印证了多模块误差累积的固有问题。
查看结构化数据
| 任务 | 指标 | 本文 | 基线 | 提升 |
|---|---|---|---|---|
| 多语言文档解析(整体,17种语言平均) | Page-level overall score | Gemini-3-pro 86.4 / dots.mocr 80.5 / PaddleOCR-VL-1.5 78.3 | PaddleOCR-VL 69.6 / MonkeyOCRv1.5 65.0 / DeepSeek-OCR 51.8 / MinerU-2.5-pipeline 33.5 | 最强闭源比最强开源高5.9个百分点(86.4 vs 80.5),拍照场景下领先7.9%;Pipeline工具比专用VLM低约30+个百分点 |
| 拍照文档 vs 数字文档 | Page-level score drop | Gemini-3-pro 85.1 vs 90.4(-5.3);dots.mocr 77.2 vs 90.5(-13.3) | 所有模型平均下降17.8% | Gemini-3-pro最稳健(仅-5.3),PaddleOCR-VL-1.5因支持任意形状包围盒相对前作提升11.6% |
| 拉丁 vs 非拉丁脚本 | Page-level score gap | Gemini-3-pro 88.4 (Latin) vs 85.9 (Non-Latin), 差2.5 | MinerU-2.5-VLM 63.0 vs ~27;MonkeyOCR-pro-3B 65.1 vs ~37 | 非拉丁平均下降14.0%;闭源差距<3%,开源差距可达20-30个百分点 |
| 文本识别(17种语言TextEdit,↓) | Normalized Edit Distance | dots.mocr DE 0.003 / PaddleOCR-VL-1.5 NL 0.004(最优档) | PaddleOCR-VL-1.5 在AR 0.262 / HI 0.224 / TH 0.330 显著退化 | PaddleOCR-VL-1.5拿下10/17语言SOTA,体现文本块级训练优势;但低资源语言仍有2-3倍退化 |
| 公式识别 | CDM ↑(数字/拍照) | Gemini-3-pro 93.4 / 90.5 | Qwen3-VL 92.9 / 89.3;dots.mocr 89.8 / 78.7;PaddleOCR-VL-1.5 88.4 / 85.1 | Gemini-3-pro公式最稳,拍照仅下降2.9个百分点;dots.mocr拍照下降11.1个百分点 |
| 表格识别 | TEDS ↑(数字/拍照) | PaddleOCR-VL-1.5 76.0 / 65.0(最高) | Gemini-3-pro 75.9 / 69.2;dots.mocr 59.6 / 55.9 | PaddleOCR-VL-1.5数字表最佳;拍照下Gemini-3-pro反超;整体表格仍是最弱环节 |
| 版面检测 | PageIoU ↑ | dots.mocr 在13/17语言SOTA,最高95.4(AR) | PaddleOCR-VL-1.5 与 PaddleOCR-VL 相近(80-94区间);PP-StructureV3 55-70 | 版面检测跨语言较稳定;PaddleOCR-VL-1.5任意形状包围盒带来11.6%拍照提升 |
局限与改进
作者承认的局限:(1)MDPBench目前仅3400张图像、17种语言,相比OmniDocBench的1355张是规模升级但仍属中等规模,部分低资源语言每种仅约200个文本块,统计稳定性有限。(2)私有集680张在公开论文中未披露细节,作者也提示防止针对性过拟合是其主要目的,但同时也意味着研究者无法完全审计私有评测结果,存在不透明风险。(3)评测指标依赖OmniDocBench的元素匹配流程,对版面检测依赖真值bounding box的场景(如TextCrop评测)可能引入系统性偏差。(4)拍照条件的5类虽系统化但仍由人工摆放产生,与自然场景下的随机拍照可能存在分布差异;如自然场景的阴影、遮挡、低光等可能更复杂。本文作者独立观察的局限:(1)评测只报告"页面级聚合",未深入分析错误按子任务(公式/表格/阅读顺序)的细粒度分布,不利于精准定位模型瓶颈;(2)阈值0.7的共识投票机制在低资源语言上易触发Gemini-3-Pro兜底,可能让开源模型评测被人为拉高;(3)评测完全依赖自动化指标,未对"用户体验层面"(如幻觉导致的虚假内容、阅读顺序错导致的语义混乱)做主观评估;(4)未提供模型推理效率(速度/显存/成本)维度,对实际部署参考价值有限。
独立分析的弱点
基于实验结果,可以独立分析出以下弱点及改进方向。第一,专用VLM(如dots.mocr、MinerU-2.5-VLM)在阿拉伯语、印地语等非拉丁脚本上整体得分低于10%,但版面检测PageIoU仍>85%——这暴露出"版面模块在多语种上已经过拟合到形状特征,但识别模块对字符级线索严重欠拟合"的不平衡。改进方向:把多语种字符级合成数据(如字形渲染、字体扩增)显式加入训练pipeline,而不仅仅依赖真实文档。第二,拍照文档平均下降17.8%,但具体退化来源(光照、模糊、形变、背景、角度)未做消融。改进方向:作者应按5类拍照条件分别报告性能,并对应到具体的物理退化类型。第三,Thai/Hindi/Russian等出现明显语言特异错误(元音变音丢失、西里尔-拉丁混淆、错误分词),说明这些模型的字符级语言模型训练数据偏少或质量差。改进方向:在训练集中显式构建针对非拉丁脚本的字符-词-句多级监督,并加入拼写/分词等语言学约束。第四,dots.mocr在越南语上出现"language drift"(误识别为中文),反映出端到端VLM的语言判别能力弱。改进方向:在输出前显式做语言判别(如先预测语言再识别),或训练时加入对抗式跨语言正则。第五,Pipeline工具(PP-StructureV3、MinerU-2.5-pipeline)总分仅33-45%,是误差累积的典型样本。改进方向:要么彻底改用端到端VLM,要么在pipeline各模块间引入跨模块验证机制。第六,表格识别在拍照条件下从75.9%跌到69.2%,且所有模型共享该下降趋势,说明表格结构的视觉理解对图像质量极敏感。改进方向:专门构建拍照条件下的表格合成数据,并在表格识别模块中加入结构先验(如行列网格)。
未来方向
作者在结论中暗示的未来方向:构建更鲁棒、可泛化、真正可部署的文档解析系统。论文虽未列详细future work清单,但可从数据集和模型两侧延伸。基于数据集可延伸:(1)扩充更多低资源语言(如Bengali、Tamil、Swahili),并加入方言、混合语言文档;(2)纳入手写文档、表格票据、屏幕截图等更多形态;(3)建立动态评测机制(持续更新私有集、追踪模型进步)。基于模型可延伸:(1)针对非拉丁脚本的字符级预训练,如大字符表的多语种OCR预训练;(2)拍照文档的物理退化不变性建模,可借鉴域自适应、扩散式数据增广;(3)阅读顺序的多向性建模(RTL、TTB、混合方向);(4)幻觉抑制与多语种语种判别的联合优化;(5)表格/公式的结构化输出与LaTeX/Markdown对齐训练;(6)探索agent式文档解析(先理解再识别)以提升长文档鲁棒性。
复现评估
复现评估整体良好但有门槛。开源情况:作者明确在GitHub(https://github.com/Yuliang-Liu/MultimodalOCR)公开了MDPBench的代码和部分数据,并提供了官方评测网站支持私有集提交评测。数据:2720张公开集可直接下载;680张私有集需通过官方评测网站提交模型预测后获得反馈,这一机制防止数据泄漏但也意味着研究者无法离线完成完整评测。算力:评测本身只需对18个模型做inference(每个模型3400张图),但部分大模型(如Gemini-3-Pro)需API调用或昂贵算力,开源专用VLM(如dots.mocr、PaddleOCR-VL-1.5)多在A100/H100上即可复现。复现难度:中等偏难——标注流程(共识投票+人工修正+独立审核)门槛极高,复现整套数据集成本巨大;但对模型评测者而言,只需按论文说明调用各模型API、运行评测脚本即可。论文Tab.1-Tab.4均给出详尽数字与切分,便于交叉验证。综合来看,复现MDPBench评测的可行性高,复现MDPBench数据集本身的可行性低。
论文图表
展示了MDPBench的整体框架:左侧列出17种语言(Simplified/Traditional Chinese、Arabic、German、English、Spanish、French、Hindi、Indonesian、Italian、Japanese、Korean、Portuguese、Russian、Thai、Vietnamese、Dutch),并展示真实世界场景(Case 1)和多语言场景(Case 2)下拍照文档经过布局检测后被解析为Markdown的过程,标注了常见错误类型如漏识别、阅读顺序错、符号错、语种错分类、重复输出等。
Fig.1是全文视觉总览,能让读者在3秒内理解MDPBench的目标——多语言+真实拍照+常见错误归因,是理解motivation的关键图。