RAG检索增强生成模型详解：原理、优势及开源框架

RAG检索增强生成模型详解：原理、优势及开源框架

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/zkw54334/article/details/145903428

RAG（Retrieval-Augmented Generation）是一种结合了信息检索（Retrieval）和生成（Generation）模型的混合型大模型架构，旨在解决传统生成模型在处理大规模外部知识时的局限性。简单来说，RAG通过在生成过程之前引入检索步骤，使得生成模型可以利用外部文档或知识库来增强其生成能力，提升对复杂问题的回答准确性。

一、RAG的工作原理：

1. 检索阶段（Retrieval）：首先，给定一个查询（例如，问题或上下文），模型会从外部数据库、文档集合或知识库中检索相关信息。常用的方法包括基于TF-IDF、BM25或基于Embedding的检索方法（如Dense Retriever）。这些检索到的信息将作为辅助知识供后续生成阶段使用。

2. 生成阶段（Generation）：检索到的相关信息与输入的查询一起输入到生成模型（通常是基于Transformer架构的模型，如GPT、T5等）。生成模型不仅基于查询本身进行回答，还可以利用检索到的额外信息来生成更为精准和丰富的回答。

3. 结合模式：RAG通常有两种主要的工作模式：

• RAG-Sequence：检索到的多个文档被按顺序输入到生成模型中，生成模型根据这些文档生成最终的答案。
• RAG-Token：检索到的文档的每个片段（如单个句子）都被作为输入，生成模型在生成过程中逐步选择和使用检索到的信息来构建答案。

二、RAG的优势：

• 知识增强：通过引入外部知识，RAG能够弥补生成模型在训练时可能没有覆盖到的知识盲点，使得它能够处理更多未知的信息。
• 高效性：传统的生成模型需要将所有知识编码进模型参数，而RAG则将知识存储在外部检索系统中，这样可以节省模型训练的资源和时间。
• 灵活性：RAG能够处理动态更新的知识库，只需更新外部数据库，无需重新训练生成模型。

三、应用场景：

• 问答系统：当用户提问时，RAG模型可以首先检索到相关文档，然后根据这些信息生成高质量的回答。
• 对话系统：在多轮对话中，RAG可以检索历史对话记录或外部资料，生成更加合适的回应。
• 文档生成与总结：根据检索到的多个文档生成一个有意义的总结或报告。

总的来说，RAG模型通过结合生成能力和检索能力，能够在处理复杂任务时提供更加丰富和准确的结果，尤其是在大规模知识库的场景下表现突出。

四、开源框架

Langchain

• 简介：Langchain是一个开源的框架，旨在帮助开发者构建具有语言理解、推理和外部知识检索能力的应用。Langchain可以与各种语言模型（如OpenAI、GPT、LLAMA等）和知识库（如数据库、文档、APIs）进行集成，支持RAG式的工作流。
• 特点：
• 提供多种模块和接口用于知识检索和生成模型的连接。
• 支持各种类型的工具和链式操作，能够通过“chains”将检索、数据处理和生成任务结合起来。
• 强调对流程的管理，支持工作流的串联，比如先进行信息检索，再进行模型生成。
• 应用场景：自动化文档生成、问答系统、对话系统等。

Langchain-Chatchat

• 简介：Langchain-Chatchat是Langchain框架的一个扩展，专门针对多轮对话和动态信息检索任务设计。它结合了Langchain的检索功能和对话系统的生成能力，适用于需要处理复杂对话上下文并利用外部知识库的应用。
• 特点：
• 通过对话管理和上下文保留（context management），为每轮对话提供动态检索支持。
• 提供聊天历史追踪和外部文档检索接口，使得模型在多轮对话中能够持续学习和调整。
• 应用场景：构建智能客服、聊天机器人、虚拟助手等。

LLAMAIndex

• 简介：LLAMAIndex（前身为GPT Index）是一个开源框架，专注于将大语言模型（LLMs）与结构化和非结构化数据源（如数据库、文件系统等）进行高效结合。LLAMAIndex能够帮助开发者将检索任务和生成任务无缝结合。
• 特点：
• 提供了便捷的数据索引与检索功能，并将检索结果直接馈送给生成模型。
• 支持多种不同的数据源，如CSV、JSON、API等，能够轻松地与外部数据库或文档进行交互。
• 提供强大的接口，支持处理复杂的文本检索和文档生成任务。
• 应用场景：数据驱动的问答系统、文档摘要生成、跨数据库的智能查询等。

QAnything

• 简介：QAnything是一个基于RAG的问答系统框架，旨在通过集成检索和生成模块来提升问答系统的准确性和灵活性。QAnything使得用户能够创建能够从大量文档和数据库中实时检索相关信息并生成自然语言回答的系统。
• 特点：
• 集成了多种检索技术（包括向量检索、关键词匹配等）和生成式语言模型。
• 强调支持灵活的知识库管理，可以处理结构化和非结构化的数据。
• 支持动态更新知识库和检索策略。
• 应用场景：智能问答系统、搜索引擎、客户支持系统等。

RAGFlow

• 简介：RAGFlow是一个专门为检索增强生成（RAG）任务设计的框架。它通过提供可视化的工作流管理和自动化的检索生成流程，帮助用户高效构建基于检索和生成结合的AI应用。
• 特点：
• 强调工作流的自动化和可视化，帮助开发者通过图形化界面配置检索和生成流程。
• 支持灵活的检索源和多种生成模型的组合。
• 提供高效的错误处理和调试工具。
• 应用场景：自动化文档生成、智能客服、信息提取等。

FastGPT

• 简介：FastGPT是一个轻量级、高效的RAG框架，旨在通过简化构建过程和优化性能，帮助开发者快速实现基于检索和生成模型的任务。FastGPT侧重于提升推理速度和资源利用效率。
• 特点：
• 通过精简架构和高效的内存管理，提高推理速度和响应时间。
• 集成了基于向量数据库的检索能力，支持与多种生成模型（如GPT、BERT等）结合使用。
• 强调快速部署和易用性。
• 应用场景：实时问答系统、快速响应型应用、基于知识库的智能推理等。

Haystack

• 简介：Haystack是一个专注于构建问答系统和信息检索的开源框架，提供了一个高效的检索-生成工作流，支持多种模型和后端技术。Haystack使得构建基于RAG的应用变得更加便捷和可扩展。
• 特点：
• 提供全面的检索能力，包括传统检索方法（如BM25）和基于深度学习的检索（如DPR、Embedding-based methods）。
• 支持生成式模型（如T5、GPT-3等）用于答案生成。
• 灵活的组件化设计，允许开发者自由组合不同的检索和生成模块。
• 应用场景：信息抽取、文档问答、智能搜索、语义搜索等。