| # ScienceMetaBench | |
| [English](README.md) | [中文](README_ZH.md) | |
| 🤗 [HuggingFace Dataset](https://huggingface.co/datasets/opendatalab/ScienceMetaBench) | 💻 [GitHub Repository](https://github.com/DataEval/ScienceMetaBench) | |
| **致谢**: 🔍 [Dingo](https://github.com/MigoXLab/dingo) | |
| ScienceMetaBench 是一个用于评估从 PDF 文件中提取科学文献元数据准确性的基准测试数据集。该数据集涵盖学术论文、教材和电子书三大类别,可用于评估大语言模型（LLM）或其他信息提取系统的性能。 | |
| ## 📊 数据集概览 | |
| ### 数据类型 | |
| 本基准测试包含三种类型的科学文献： | |
| 1. **学术论文 (Paper)** | |
| - 主要来自学术期刊和会议 | |
| - 包含 DOI、关键词等学术元数据 | |
| 2. **教材 (Textbook)** | |
| - 正式出版的教科书 | |
| - 包含 ISBN、出版社等出版信息 | |
| 3. **电子书 (Ebook)** | |
| - 数字化的历史文献和图书 | |
| - 覆盖多语言、多学科领域 | |
| ### 数据批次 | |
| 本基准测试经过两次数据扩充，每次扩充都增加了新的样本数据： | |
| ``` | |
| data/ | |
| ├── 20250806/ # 第一批数据（2024年8月6日） | |
| │ ├── ebook_0806.jsonl | |
| │ ├── paper_0806.jsonl | |
| │ └── textbook_0806.jsonl | |
| └── 20251022/ # 第二批数据（2024年10月22日） | |
| ├── ebook_1022.jsonl | |
| ├── paper_1022.jsonl | |
| └── textbook_1022.jsonl | |
| ``` | |
| **注**：两批数据相互补充，共同构成完整的基准测试数据集，可根据需要选择使用单批或合并使用。 | |
| ### PDF 文件 | |
| `pdf/` 目录包含与基准数据对应的原始 PDF 文件，目录结构与 `data/` 目录保持一致。 | |
| **文件命名规则**：所有 PDF 文件以其 SHA256 哈希值命名，格式为 `{sha256}.pdf`。这种命名方式确保了文件的唯一性和可追溯性，便于通过 JSONL 数据中的 `sha256` 字段定位对应的源文件。 | |
| ## 📝 数据格式 | |
| 所有数据文件采用 JSONL 格式（每行一个 JSON 对象）。 | |
| ### 学术论文字段 | |
| ```json | |
| { | |
| "sha256": "文件的 SHA256 哈希值", | |
| "doi": "数字对象标识符", | |
| "title": "论文标题", | |
| "author": "作者姓名", | |
| "keyword": "关键词（逗号分隔）", | |
| "abstract": "摘要内容", | |
| "pub_time": "发表年份" | |
| } | |
| ``` | |
| ### 教材/电子书字段 | |
| ```json | |
| { | |
| "sha256": "文件的 SHA256 哈希值", | |
| "isbn": "国际标准书号", | |
| "title": "书名", | |
| "author": "作者姓名", | |
| "abstract": "简介/摘要", | |
| "category": "分类号（如中图分类法）", | |
| "pub_time": "出版年份", | |
| "publisher": "出版社" | |
| } | |
| ``` | |
| ## 📖 数据示例 | |
| ### 学术论文示例 | |
| 下图展示了从学术论文 PDF 中提取的元数据字段示例： | |
|  | |
| 如图所示，需要从论文首页提取以下关键信息： | |
| - **DOI**：数字对象标识符（如 `10.1186/s41038-017-0090-z`） | |
| - **Title**：论文标题 | |
| - **Author**：作者姓名 | |
| - **Keyword**：关键词列表 | |
| - **Abstract**：论文摘要 | |
| - **pub_time**：发表时间（通常为年份） | |
| ### 教材/电子书示例 | |
| 下图展示了从中文电子书 PDF 版权页中提取的元数据字段示例： | |
|  | |
| 如图所示，需要从图书版权页提取以下关键信息： | |
| - **ISBN**：国际标准书号（如 `978-7-5385-8594-0`） | |
| - **Title**：书名 | |
| - **Author**：作者/编者姓名 | |
| - **Publisher**：出版社名称 | |
| - **pub_time**：出版时间（年份） | |
| - **Category**：图书分类号 | |
| - **Abstract**：内容简介（如有） | |
| 这些示例展示了 benchmark 测试的核心任务：从各种格式和语言的 PDF 文档中准确提取结构化的元数据信息。 | |
| ## 📊 评估指标 | |
| ### 核心评估指标 | |
| 本基准测试采用基于字符串相似度的评估方法，提供两个核心指标： | |
| ### 相似度计算规则 | |
| 本基准测试使用基于 `SequenceMatcher` 的字符串相似度算法，具体规则如下： | |
| 1. **空值处理**：一个为空另一个不为空 → 相似度为 0 | |
| 2. **完全匹配**：两者完全相同（包括都为空）→ 相似度为 1 | |
| 3. **忽略大小写**：比较前统一转换为小写 | |
| 4. **序列匹配**：使用最长公共子序列算法计算相似度（范围：0-1） | |
| **相似度分数解读**： | |
| - `1.0`：完全匹配 | |
| - `0.8-0.99`：高度相似（可能存在小的格式差异） | |
| - `0.5-0.79`：部分匹配（提取了主要信息但不完整） | |
| - `0.0-0.49`：低相似度（提取结果与标准答案差异较大） | |
| #### 1. 各字段准确率（Field-level Accuracy） | |
| **定义**：每个元数据字段的平均相似度分数。 | |
| **计算方式**： | |
| ``` | |
| 各字段准确率 = Σ(该字段在所有样本上的相似度) / 样本总数 | |
| ``` | |
| **示例**：假设在 100 个样本上评估 `title` 字段，每个样本的 title 相似度累加后除以 100，得到该字段的准确率。 | |
| **用途**： | |
| - 识别模型在哪些字段上表现较好或较差 | |
| - 针对性地优化特定字段的提取能力 | |
| - 例如：如果 `doi` 准确率为 0.95，`abstract` 准确率为 0.75，说明模型在提取摘要时需要改进 | |
| #### 2. 总体准确率（Overall Accuracy） | |
| **定义**：所有评估字段准确率的平均值，反映模型的整体性能。 | |
| **计算方式**： | |
| ``` | |
| 总体准确率 = Σ(各字段准确率) / 字段总数 | |
| ``` | |
| **示例**：评估 7 个字段（isbn, title, author, abstract, category, pub_time, publisher），将这 7 个字段的准确率相加后除以 7。 | |
| **用途**： | |
| - 提供模型整体性能的单一量化指标 | |
| - 方便不同模型或方法之间的横向比较 | |
| - 作为模型优化的总体目标 | |
| ### 使用评估脚本 | |
| `compare.py` 提供了便捷的评估接口： | |
| ```python | |
| from compare import main, write_similarity_data_to_excel | |
| # 定义文件路径和要比较的字段 | |
| file_llm = 'data/llm-label_textbook.jsonl' # LLM 提取结果 | |
| file_bench = 'data/benchmark_textbook.jsonl' # 基准数据 | |
| # 对于教材/电子书 | |
| key_list = ['isbn', 'title', 'author', 'abstract', 'category', 'pub_time', 'publisher'] | |
| # 对于学术论文 | |
| # key_list = ['doi', 'title', 'author', 'keyword', 'abstract', 'pub_time'] | |
| # 运行评估，获取指标 | |
| accuracy, key_accuracy, detail_data = main(file_llm, file_bench, key_list) | |
| # 输出结果到 Excel（可选） | |
| write_similarity_data_to_excel(key_list, detail_data, "similarity_analysis.xlsx") | |
| # 查看评估指标 | |
| print("各字段准确率：", key_accuracy) | |
| print("总体准确率：", accuracy) | |
| ``` | |
| ### 输出文件 | |
| 脚本会生成一个 Excel 文件，包含详细的逐样本分析： | |
| - `sha256`：文件标识 | |
| - 对于每个字段（如 `title`）： | |
| - `llm_title`：LLM 提取的结果 | |
| - `benchmark_title`：基准数据 | |
| - `similarity_title`：相似度分数（0-1） | |
| ## 📈 统计信息 | |
| ### 数据规模 | |
| **第一批数据（20250806）**： | |
| - **电子书**：70 条记录 | |
| - **学术论文**：70 条记录 | |
| - **教材**：71 条记录 | |
| - **小计**：211 条记录 | |
| **第二批数据（20251022）**： | |
| - **电子书**：354 条记录 | |
| - **学术论文**：399 条记录 | |
| - **教材**：46 条记录 | |
| - **小计**：799 条记录 | |
| **总计**：1010 条基准测试记录 | |
| 数据涵盖多语言（英语、中文、德语、希腊语等）和多学科领域，两批数据共同提供了丰富多样的测试样本。 | |
| ## 🎯 应用场景 | |
| 1. **LLM 性能评估**：评估大语言模型从 PDF 提取元数据的能力 | |
| 2. **信息提取系统测试**：测试 OCR、文档解析等系统的准确性 | |
| 3. **模型微调**：作为训练或微调数据，提升模型的信息提取能力 | |
| 4. **跨语言能力评估**：评估模型处理多语言文献的能力 | |
| ## 🔬 数据特点 | |
| - ✅ **真实数据**：从实际 PDF 文件中提取的真实元数据 | |
| - ✅ **多样性**：覆盖不同年代、语言、学科的文献 | |
| - ✅ **挑战性**：包含古籍、非英语文献、复杂排版等难例 | |
| - ✅ **可追溯**：每条记录包含 SHA256 哈希值和原始路径 | |
| ## 📋 依赖项 | |
| ```python | |
| pandas>=1.3.0 | |
| openpyxl>=3.0.0 | |
| ``` | |
| 安装依赖： | |
| ```bash | |
| pip install pandas openpyxl | |
| ``` | |
| ## 🤝 贡献指南 | |
| 如果您希望： | |
| - 报告数据错误 | |
| - 添加新的评估维度 | |
| - 扩展数据集 | |
| 请提交 Issue 或 Pull Request。 | |
| ## 📧 联系方式 | |
| 如有问题或建议，请通过 Issue 与我们联系。 | |
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| **最后更新**：2025年12月26日 | |