在這個(gè)全球化的時(shí)代,當(dāng)我們輕易地用手機(jī)掃描中文、英文文檔時(shí),卻很少想到世界上還有數(shù)億人使用著一種讓機(jī)器"頭疼不已"的文字——阿拉伯文。這項(xiàng)由沙特阿拉伯Khobar地區(qū)Misraj團(tuán)隊(duì)的七位研究人員Khalil Hennara、Muhammad Hreden、Mohamed Motasim Hamed、Ahmad Bastati、Zeina Aldallal、Sara Chrouf和Safwan AlModhayan共同完成的突破性研究,發(fā)表于2025年9月的arXiv預(yù)印本平臺(tái),論文編號(hào)為arXiv:2509.18174v1。感興趣的讀者可以通過這個(gè)編號(hào)查詢完整論文。他們開發(fā)的模型名叫"Baseer",在阿拉伯語中意為"洞察者"或"能清楚看見的人",正如其名,這個(gè)人工智能模型能夠像有經(jīng)驗(yàn)的阿拉伯文學(xué)者一樣,準(zhǔn)確地"看懂"各種復(fù)雜的阿拉伯文檔。
阿拉伯文對(duì)機(jī)器來說究竟有多困難呢?我們可以把它想象成一種"變形文字"。與中文方塊字或英文字母不同,阿拉伯文就像書法中的草書,每個(gè)字母都會(huì)根據(jù)它在詞語中的位置發(fā)生形狀變化。更有挑戰(zhàn)性的是,阿拉伯文從右向左書寫,還經(jīng)常在字母上方或下方添加小點(diǎn)和符號(hào)(稱為變音符號(hào)),這些符號(hào)雖然小,但對(duì)意思的影響卻很大。此外,阿拉伯世界有著豐富多樣的字體風(fēng)格,從古典的書法體到現(xiàn)代的印刷體,每一種都有其獨(dú)特的視覺特征。這就好比讓一個(gè)只會(huì)認(rèn)識(shí)印刷體漢字的人去識(shí)別各種書法作品一樣困難。
正是這些特殊性質(zhì),讓傳統(tǒng)的文字識(shí)別技術(shù)在處理阿拉伯文時(shí)常常"翻車"。研究團(tuán)隊(duì)在測(cè)試現(xiàn)有的先進(jìn)文字識(shí)別系統(tǒng)時(shí)發(fā)現(xiàn),即使是在英文文檔上表現(xiàn)優(yōu)異的商業(yè)產(chǎn)品,在面對(duì)阿拉伯文檔時(shí)錯(cuò)誤率也會(huì)急劇上升。這種情況就像一個(gè)精通多國語言的翻譯家,遇到一種從未學(xué)過的文字時(shí)也會(huì)束手無策。
為了解決這個(gè)難題,研究團(tuán)隊(duì)采用了一種巧妙的策略。他們沒有從零開始訓(xùn)練模型,而是選擇了已經(jīng)具備強(qiáng)大視覺理解能力的Qwen2.5-VL-3B-Instruct模型作為基礎(chǔ),然后專門為阿拉伯文檔處理進(jìn)行針對(duì)性改造。這就像是請(qǐng)一位已經(jīng)精通圖像識(shí)別的專家,再專門培訓(xùn)他識(shí)別阿拉伯文字的技能。
在訓(xùn)練數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備上,研究團(tuán)隊(duì)展現(xiàn)出了令人印象深刻的細(xì)致程度。他們構(gòu)建了一個(gè)包含50萬對(duì)圖像-文本樣本的龐大數(shù)據(jù)集,其中30萬對(duì)來自合成數(shù)據(jù),20萬對(duì)來自真實(shí)世界的文檔。合成數(shù)據(jù)的制作過程就像一個(gè)精密的"文檔工廠":首先從互聯(lián)網(wǎng)上收集高質(zhì)量的阿拉伯文markdown格式文檔,然后通過嚴(yán)格的質(zhì)量篩選,剔除那些語言不通順或表格缺失信息過多的文檔。接下來,系統(tǒng)將這些文檔轉(zhuǎn)換成HTML格式,再生成Word文檔,最后渲染成PDF并轉(zhuǎn)為圖像。
為了讓模型能夠應(yīng)對(duì)真實(shí)世界的各種情況,研究團(tuán)隊(duì)在合成數(shù)據(jù)中加入了令人驚嘆的多樣性。他們使用了39種不同的阿拉伯字體,涵蓋了從A4到A3等多種頁面尺寸,還包括橫向和縱向布局。背景顏色方面,75%使用淺色系,25%使用深色系,文本顏色也有9種淺色和16種深色的搭配。頁面布局更是考慮周全:65%采用傳統(tǒng)的右對(duì)齊(符合阿拉伯文從右到左的閱讀習(xí)慣),5%左對(duì)齊,30%居中對(duì)齊。欄目設(shè)置上,75%為單欄,20%為雙欄,5%為三欄布局。
更為精妙的是,研究團(tuán)隊(duì)還對(duì)15萬張圖像應(yīng)用了29種不同的變換效果,模擬真實(shí)世界中文檔可能遇到的各種情況。這些變換被分為八大類:印刷前調(diào)整(如添加水?。⒂∷C(jī)械缺陷(如臟污印跡)、人工標(biāo)記(如手寫批注)、紙張老化效果(如折疊、發(fā)黃)、數(shù)字噪音(如椒鹽噪音)、幾何調(diào)整(如透視扭曲)、光照調(diào)整(如低光條件)、以及模糊效果(如運(yùn)動(dòng)模糊)。這樣做的目的是讓模型能夠像一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的圖書管理員一樣,即使面對(duì)破損、污跡或光線不佳的古老文檔,也能準(zhǔn)確識(shí)別其中的內(nèi)容。
真實(shí)世界數(shù)據(jù)的收集同樣充滿智慧。研究團(tuán)隊(duì)從書籍、雜志、教育文檔和學(xué)術(shù)論文中精選了具有代表性的頁面,這些頁面涵蓋了從簡單的純文本到復(fù)雜的多欄布局、表格、圖片等各種情況。為了確保質(zhì)量,他們使用先進(jìn)的視覺語言模型生成初始標(biāo)注,然后由人類專家進(jìn)行細(xì)致的人工驗(yàn)證,確保每一個(gè)標(biāo)注都準(zhǔn)確無誤。
在模型訓(xùn)練方面,研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了一個(gè)關(guān)鍵洞察:只訓(xùn)練語言解碼器部分,而保持視覺編碼器凍結(jié)不變,能夠獲得最佳效果。這種策略的智慧在于,它保留了預(yù)訓(xùn)練模型強(qiáng)大的視覺理解能力,同時(shí)讓語言部分專門適應(yīng)阿拉伯文的特殊性質(zhì)。這就像是讓一個(gè)已經(jīng)擅長看圖的人,專門學(xué)習(xí)如何用阿拉伯語描述所看到的內(nèi)容,而不需要重新訓(xùn)練他的視覺能力。
為了評(píng)估模型的性能,研究團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)建了一個(gè)名為"Misraj-DocOCR"的高質(zhì)量評(píng)測(cè)基準(zhǔn)。這個(gè)基準(zhǔn)包含400個(gè)精心挑選的高質(zhì)量圖像,每一個(gè)都經(jīng)過人類專家的嚴(yán)格驗(yàn)證。與此同時(shí),他們還發(fā)現(xiàn)并修正了現(xiàn)有KITAB-bench數(shù)據(jù)集中的許多錯(cuò)誤,這些錯(cuò)誤包括幻覺文本(如突然出現(xiàn)英文句子"You're right - let me write it exactly as it appears in the image, maintaining the right-to-left direction:")、缺失的頁碼、以及小字體文本的遺漏等問題。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人振奮。在Misraj-DocOCR基準(zhǔn)測(cè)試中,Baseer取得了0.25的詞錯(cuò)誤率(WER),顯著超越了現(xiàn)有的開源和商業(yè)解決方案。相比之下,谷歌的Gemini-2.5-pro獲得了0.37的WER,微軟Azure AI文檔智能服務(wù)為0.44,而其他開源模型的WER則在0.5到1.4之間。更重要的是,Baseer在結(jié)構(gòu)理解方面也表現(xiàn)出色,在TEDS(樹編輯距離相似性)和MARS(布局感知對(duì)齊)等衡量文檔結(jié)構(gòu)保持能力的指標(biāo)上都取得了最佳成績。
這些成果的意義遠(yuǎn)超技術(shù)本身。對(duì)于全球4億多阿拉伯語使用者來說,Baseer的出現(xiàn)意味著他們終于有了一個(gè)能夠準(zhǔn)確理解自己文字的智能助手。在數(shù)字化浪潮中,這將幫助阿拉伯世界更好地保存和傳承其豐富的文化遺產(chǎn),同時(shí)促進(jìn)教育、商業(yè)和政府部門的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
研究團(tuán)隊(duì)的工作不僅在技術(shù)層面取得了突破,更為其他語言的文檔理解研究提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。他們證明了通過精心設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)構(gòu)建策略和訓(xùn)練方法,可以有效地將通用的多模態(tài)大語言模型適配到特定語言和領(lǐng)域,這為處理其他具有復(fù)雜文字系統(tǒng)的語言(如印地語、泰語、阿姆哈拉語等)提供了可借鑒的路徑。
此外,研究團(tuán)隊(duì)還展現(xiàn)出了開放科學(xué)的精神。他們將修正后的KITAB-bench數(shù)據(jù)集和新創(chuàng)建的Misraj-DocOCR基準(zhǔn)都公開發(fā)布,為學(xué)術(shù)界提供了寶貴的研究資源。這種做法不僅推動(dòng)了整個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展,也體現(xiàn)了科學(xué)研究中協(xié)作共享的重要價(jià)值。
從技術(shù)創(chuàng)新的角度來看,Baseer的成功還揭示了幾個(gè)重要趨勢(shì)。首先是大規(guī)模預(yù)訓(xùn)練模型的強(qiáng)大適應(yīng)性,通過適當(dāng)?shù)奈⒄{(diào)策略,這些通用模型能夠在特定領(lǐng)域取得專業(yè)級(jí)的表現(xiàn)。其次是數(shù)據(jù)質(zhì)量和多樣性的關(guān)鍵作用,精心構(gòu)建的訓(xùn)練數(shù)據(jù)能夠顯著提升模型在真實(shí)場(chǎng)景中的表現(xiàn)。最后是評(píng)估基準(zhǔn)的重要性,高質(zhì)量的評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步具有不可替代的作用。
展望未來,Baseer的成功為阿拉伯文檔處理技術(shù)開啟了新的篇章。隨著模型的不斷完善和應(yīng)用場(chǎng)景的擴(kuò)展,我們可以期待看到更多基于這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用,從智能翻譯工具到歷史文獻(xiàn)數(shù)字化項(xiàng)目,從教育輔助系統(tǒng)到商業(yè)文檔處理平臺(tái)。這不僅將提升阿拉伯語使用者的數(shù)字化體驗(yàn),也將為全球文化多樣性的保護(hù)和傳承貢獻(xiàn)重要力量。
說到底,Baseer的故事告訴我們,技術(shù)進(jìn)步的真正意義不在于炫目的數(shù)字指標(biāo),而在于它能否真正服務(wù)于人類的實(shí)際需求。當(dāng)一個(gè)阿拉伯學(xué)者能夠輕松地將手寫筆記轉(zhuǎn)換為數(shù)字文本,當(dāng)一個(gè)歷史研究者能夠快速檢索古老文獻(xiàn)中的信息,當(dāng)一個(gè)學(xué)生能夠更便捷地獲取阿拉伯語學(xué)習(xí)資料時(shí),這項(xiàng)技術(shù)的價(jià)值就得到了最好的體現(xiàn)。在這個(gè)日益數(shù)字化的世界里,確保每一種語言、每一種文化都能在技術(shù)進(jìn)步中獲得平等的機(jī)會(huì),這正是像Baseer這樣的研究所承載的深遠(yuǎn)意義。
Q&A
Q1:Baseer模型是什么?它主要解決什么問題?
A:Baseer是沙特Misraj團(tuán)隊(duì)開發(fā)的專門用于阿拉伯文檔識(shí)別的AI模型。它主要解決阿拉伯文字識(shí)別困難的問題,因?yàn)榘⒗膹挠业阶髸鴮?、字母?huì)變形、有復(fù)雜的變音符號(hào),傳統(tǒng)的文字識(shí)別技術(shù)在處理時(shí)錯(cuò)誤率很高。
Q2:Baseer的識(shí)別準(zhǔn)確率有多高?比其他產(chǎn)品強(qiáng)多少?
A:Baseer在測(cè)試中達(dá)到了0.25的詞錯(cuò)誤率,這意味著每100個(gè)詞中只有0.25個(gè)識(shí)別錯(cuò)誤。相比之下,谷歌Gemini-2.5-pro的錯(cuò)誤率是0.37,微軟Azure是0.44,其他開源模型錯(cuò)誤率在0.5-1.4之間,Baseer明顯領(lǐng)先。
Q3:普通用戶能使用Baseer進(jìn)行阿拉伯文檔識(shí)別嗎?
A:目前研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開源了相關(guān)技術(shù)和數(shù)據(jù)集,但Baseer還主要是一個(gè)研究階段的模型。普通用戶可能需要等待基于這項(xiàng)技術(shù)開發(fā)的商業(yè)應(yīng)用產(chǎn)品,或者有技術(shù)背景的用戶可以通過學(xué)術(shù)渠道獲取和使用這個(gè)模型。
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