pdfplumber 解析 PDF 表格的原理

📌 pdfplumber 解析 PDF 表格的原理

pdfplumber 处理表格的原理是基于几何分析（geometric analysis），它通过分析 PDF 页面中的线条、单元格间距和文本分布，提取表格数据。它主要利用 垂直线（vertical lines）、水平线（horizontal lines）、字符间距（whitespace） 来定位表格结构。

1. pdfplumber 处理表格的主要步骤

pdfplumber 解析表格的流程如下：

1️⃣ 解析 PDF 页面

• 读取 PDF 并将其转换为对象
• 提取 PDF 内部的文字、线条、图片等元素

2️⃣ 检测表格的行列

• 通过 文本对齐、线条检测 确定行（rows）和列（columns）
• 通过字符间距（whitespace）识别列间分隔
• 通过水平线（horizontal lines）和垂直线（vertical lines） 定位表格

3️⃣ 提取表格数据

• 逐行读取表格中的数据
• 解析文本，去除噪声
• 按行/列组织数据，并返回结构化格式（list of lists）

2. pdfplumber 的表格解析方法

pdfplumber 提供了多种策略来解析 PDF 表格：

🔹 方法 1：默认 extract_tables()（自动解析）

默认情况下，pdfplumber 采用 基于空白间距 的方式自动解析表格：

import pdfplumber

with pdfplumber.open("example.pdf") as pdf:
    page = pdf.pages[0]  # 选择第一页
    tables = page.extract_tables()  # 提取表格

    for table in tables:
        for row in table:
            print(row)  # 逐行打印表格内容

📌 解析

• 适用于 表格线较为清晰 的 PDF。
• extract_tables() 自动检测表格行列，返回 list of lists 结构。

🔹 方法 2：基于 “线条检测” 解析表格

对于 含有网格线（gridlines） 的表格，可以使用 extract_table() 指定 基于线条 解析：

with pdfplumber.open("example.pdf") as pdf:
    page = pdf.pages[0]
    table = page.extract_table({
        "vertical_strategy": "lines",  # 按垂直线识别列
        "horizontal_strategy": "lines", # 按水平线识别行
    })
    print(table)

📌 解析

• 适用于清晰的表格（有垂直和水平分隔线）。
• 不会受文本对齐方式影响。

🔹 方法 3：基于 “字符间距” 解析表格

对于 无明显表格线（如 Excel 转换的 PDF），可以使用 text-based 方法：

with pdfplumber.open("example.pdf") as pdf:
    page = pdf.pages[0]
    table = page.extract_table({
        "vertical_strategy": "text",  # 按字符间距识别列
        "horizontal_strategy": "text", # 按行间距识别行
    })
    print(table)

📌 解析

• 适用于无表格线的表格（如文本表格）。
• 依赖文本间的空白间隔来检测列分隔。

🔹 方法 4：混合策略（线条 + 文字）

如果 PDF 部分表格有线条，部分表格仅靠对齐，可以使用混合策略：

table = page.extract_table({
    "vertical_strategy": "lines_strict",  # 先查找垂直线，无法识别时再看文本对齐
    "horizontal_strategy": "lines_strict",
    "explicit_vertical_lines": [],  # 手动指定垂直线
    "explicit_horizontal_lines": [],  # 手动指定水平线
})

📌 解析

• 结合线条和文本排布，适用于复杂表格。

3. pdfplumber 表格解析的原理

📍 3.1 主要的表格检测策略

pdfplumber 采用以下三种核心策略来解析表格：

📍 3.2 pdfplumber 具体的表格解析步骤

1. 检测 PDF 页面中的所有对象
   • 解析 PDF 页面中的文本、线条、图片、填充元素。
2. 识别表格结构
   • 通过线条或字符间距 确定表格的行列。
3. 提取表格内容
   • 读取单元格内容，并组织成 list of lists 结构。
4. 返回结构化数据
   • 以 二维列表 (list[list[str]]) 形式返回结果。

4. pdfplumber 解析表格的优势

✅ 适配多种表格类型

• 既支持 网格表格，也支持文本对齐表格。

✅ 支持精确行列定位

• 能提取行列坐标、单元格边界。

✅ 兼容复杂 PDF

• 可解析 旋转的表格、合并单元格、跨页表格。

✅ 可结合 NLP 进一步清理数据

• 提取表格后，可用 pandas 进行清理：

  import pandas as pd
  df = pd.DataFrame(table)
  df.dropna(inplace=True)  # 清除空白行
  

5. pdfplumber 表格解析的局限性

⚠ 无法完美解析所有表格

• 合并单元格、复杂嵌套表格 可能无法正确拆分。

⚠ 需要手动调整参数

• 对不同的 PDF 可能需要调整 vertical_strategy、horizontal_strategy。

⚠ 跨页表格处理较难

• pdfplumber 只能按页解析，对于分散在多页的表格 需要手动拼接。

6. 总结

📌 pdfplumber 处理 PDF 表格的原理：

• 采用 几何分析（基于线条检测或字符间距）。
• 可自动解析 行、列，并返回 结构化数据。
• 适用于 财务报表、合同、科学文献等表格数据提取。

📌 核心策略

1. 基于线条（适用于网格表格）
2. 基于文本间距（适用于文本表格）
3. 混合模式（适用于复杂表格）

📌 适用场景
✅ 财务报表 🏦
✅ 论文数据 📊
✅ 合同、发票 📄
✅ 表单解析 📝

🚀 如果你的 PDF 里包含表格数据，pdfplumber 是一个强大的工具！ 🎯