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SOLUTION · 化学与化工

化学结构图识别与修正

把专利、文献和实验记录里的结构图,还原成可检索、可训练的结构数据——涵盖化合物全称、Markush 通式、不定型结构与复杂取代基。这是化学数据标注里出错代价最高的任务之一,也是我们交付最久的项目类型。

§ 01

为什么这件事不能只靠工具

难点不在识别,在判定

把结构图转成机器可读格式的工具已经不少,公开评测里的表现也不差。但到了真实生产环境,差距全部出现在「不规整」的那部分数据上。

一项覆盖专利与论文的评测显示:表格类专利的结构与标识符识别准确率约 95%;而非表格专利的结构识别约 80%、标识符约 75%。论文类文档的标识符提取超过 99%,结构识别则落在 78–80%。

数据来源:BioChemInsight: An Open-Source Toolkit for Automated Identification and Recognition of Optical Chemical Structures and Activity Data in Scientific Publications(arXiv:2504.10525)

还有一类更隐蔽的问题:模型可能输出语法合法、但化学价态并不成立的结构,例如五价碳。这类结果不会抛异常,只会安静地进入训练集,等模型行为出现异常时才被回溯发现。

所以真正的难点不在「识别」,在「判定」——图中那个取代基是不定型结构还是绘制错误?Markush 通式的变量定义究竟覆盖了哪些化合物?扫描件上模糊的键线该按哪种解释?这些要靠化学背景来判断,不是把模型指标再提高两个点能解决的。

这类任务的数据集该按什么结构来构造、边界样本为什么最难获得,我们在专栏里写过一篇:PEN 数据集。

§ 02

我们做的不是人力外包式的标注

差别不在价格,在交付物
人力外包式标注COMMODITY
  • 按框选、打标签计件结算
  • 只交付一份标注结果
  • 出错靠事后抽检发现
  • 无法回答「这条为什么这样标」
  • Schema 由客户单方面给定,边界靠猜
专家数据工程KELYTIX
  • 先与算法团队共建 Schema,定义字段、类型、粒度与边界
  • 交付数据集 + 标注规范 + 质检报告 + 溯源日志
  • 三级质检:自动检测 → 团队复核 → 领域专家仲裁
  • 每条数据可回溯到原文位置、标注人与修改时间
  • 边界案例回写成规范,下一批不再重复踩
§ 03

交付流程

四步一线 · 全程留痕
STEP 01
Schema 共建
与算法团队定义字段、类型、粒度、边界
STEP 02
AI 预标注
模型出初稿,专家在初稿上修改
STEP 03
专家精修
化学背景专家逐条复核结构与取代基判定
STEP 04
三级质检
Agent 检测、团队复核、专家仲裁
§ 04

交付物

拿到的不是一份标注结果
  • 结构化数据集:JSON / CSV / Excel,字段与 Schema 一一对应;结构以 SMILES、InChI 输出
  • 标注规范文档:字段定义、边界案例、验收标准
  • 质检报告:抽检比例、错误分类、返修记录
  • 溯源日志:每条数据对应原文位置、标注人、修改时间
§ 05

相关案例

真实交付场景
化学结构图识别与修正CASE 01

化合物全称、Markush、不定型结构、复杂取代基的识别与结构绘制修正,覆盖化学与化工领域的专利与文献数据。

OCSR结构绘制Markush
§ 06

常见问题

合作前常被问到的问题

自动识别工具已经能做了,为什么还需要人工?

公开评测显示,自动工具在表格类专利上表现较好,但非表格专利与论文中的结构识别准确率明显下降;同时模型会输出语法合法、化学价态却不成立的结构。这类结果不会报错,只会静默进入训练集。因此工具适合出初稿,判定必须由化学背景的人来做。

能处理 Markush 通式和不定型结构吗?

可以。Markush 通式的变量定义、取代基范围与不定型结构(聚合物、混合物、晶型未定等)都在处理范围内。我们会按项目约定记录变量取值边界与不确定项,而不是强行归一为单一结构。

扫描件、低清晰度专利页可以处理吗?

可以。模糊键线、跨页结构、图注与正文分离等情况由专家结合上下文判定,并在溯源日志中标注该条目的判定依据与置信状态。

输出哪些格式?

结构以 SMILES / InChI 输出,同时保留结构图与实体—关系记录;数据集整体以 JSON / CSV / Excel 交付,字段与共建的 Schema 一一对应。

数据保密怎么保证?

项目启动前签署 NDA 并锁定人员授权名单;数据在客户指定环境或隔离域内处理,不出域、不二次利用、不用于训练自有模型;按约定周期删除原始与中间数据,操作日志可导出核查。详见 数据合规六条。

§ 07

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