## 前言 RAG 就像我们做开卷考试,在回答考题之前,先翻我们准备的资料(通过检索相关文档来增强自己的能力),这样一来,答题不仅更准确,还能带上更多上下文信息,显得更有深度和针对性。 在 RAG 中,我们需要提前预备知识资料,然后向量化后存到向量数据库中,在回答问题的时候,并对问题进行向量化,然后去检索我们数据库是否有相似的内容,如果相似则召回,并把召回的内容一并给到大模型(如:Deepseek),然后通过大模型的推理归纳给出相应的答案。 **类似下面步骤:** **第一步:预备数据** 首先,把我们准备的资料知识文档,“切”成一个个小文档块,然后存到数据库里。如果这些小文档块还生成了对应的“嵌入”(可以理解成一种数学表示),那这个数据库就可以升级成向量存储,方便后续的快速查找。 **第二步:检索** 当用提问时,系统先把问题向量化,并通过向量搜索、全文搜索,或者多模态的方式,去数据库里检索最相关的小文档块。当定位到那些和用户问题最匹配的信息片段后,以上下文的方式喂给大模型,这样大模型不仅能更快找到答案,还能确保回答得更精准、更有针对性,同时也减少了幻觉。 ## 面临的挑战 对于企业或者个人来说,有很多政策条文,或者文献,通常都是很长篇幅的内容。如果把这些很长的篇幅给到大模型,基于现有大模型的计算能力则无法一次性处理,那就需要对文本进行切块,然而切块不是越大越好,在向量化时,长文本面临以下核心挑战: ### 一、语义信息稀释 * **1. 多主题覆盖 **:长文本常包含多个主题或观点,整体向量难以准确捕捉细节语义,导致核心内容被淡化 * **2. 上下文连续性丢失 **:直接平均词向量或使用\[CLS]标记的方式无法有效处理长文本的连贯语义关系,可能割裂上下文逻辑 ### 二、计算复杂度与资源消耗 * **1. 注意力机制瓶颈 **:Transformer 架构的自注意力层具有 O(n²)复杂度,当处理千字以上的长文本时,计算资源呈指数级增长 * **2. 内存压力 **:生成的高维向量需要大量存储空间,检索时可能降低匹配效率 ### 三、文本分块技术限制 * **1. 最优分块尺寸选择 **:过大的分块导致语义混杂,过小的分块破坏上下文连贯性,50%重叠分块虽可缓解但增加存储冗余 * **2. 特殊内容处理**:表格、代码段等非连续文本的分割可能破坏结构化信息,影响后续 QA 效果 ### 四、模型架构制约 * **1. 输入长度限制 **:多数预训练模型的最大输入长度在 512-2048 tokens 之间,超出部分需截断或分段处理 * **2. 位置编码失真 **:分块处理会重置位置编码,影响模型对长程依赖关系的捕捉 ### 五、质量与效率平衡 * **1. 维度优化困境 **:高维向量提升精度但增加计算成本,低维简化计算却损失语义信息 * **2. 噪声敏感性 **:长文本中拼写错误、口语化表达等噪声对向量质量的影响被放大 ## 切块方法论 在上面我们看到“分块”在 RAG 中起到关键角色和面临的挑战,它直接决定了我们召回知识的准确性,因此选择合适的分块方法尤为重要;有效切割文件的关键在于平衡信息的完整性和管理的便捷性, 可以采用**固定大小分块、语义分块、递归分块、基于文档结构的分块以及基于 LLM 的分块**等多种策略 。 * **1. 固定大小分块 **:按预定义的字符数、单词数或 Token 数量对文本进行切分,同时保留一定的重叠部分。这种方法实现简单,但可能会将句子截断,导致信息分散在不同的块中 1。 * **2.语义分块 **:根据有意义的单元对文档进行分段,持续将单元添加到现有块中,直到余弦相似度显著下降。这种方法能够保持语言的自然流畅性。 * **3. 递归分块 **:基于内在分隔符(如段落或章节)进行分块。如果某个块的大小超过限制,则将其进一步分割为更小的块。这种方法同样能够保持语言的自然流畅性。 * **4. 基于文档结构的分块 **:利用文档的内在结构(如标题、章节或段落)进行分块。这种方法能够保持文档的自然结构,但前提是文档具有清晰的结构。 * **基于 LLM 的分块 **:使用提示工程引导 LLM 生成有意义的分块。这种方法结合了大模型的智能,但可能需要更多的计算资源和时间。
总结表格如下:
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| 1. 固定大小分块 |
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2.语义分块
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3. 递归分块
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4. 文档结构分块
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5. 基于 LLM 的分块
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