干货分享 | RAG的5种切分策略
干货分享 | RAG的5种切分策略
RAG（检索增强生成）是一种结合了信息检索技术和语言生成模型的人工智能技术。它通过从外部知识库中检索相关信息，并将这些信息作为额外的上下文提供给语言模型，从而增强模型生成文本的能力。本文将深入探讨RAG的五种切分策略，帮助读者理解如何优化RAG的工作流程，提高信息检索的效率和准确性。
RAG（Retrieval-Augmented Generation，检索增强生成）是一种结合了信息检索技术和语言生成模型的人工智能技术。RAG模型由Facebook AI Research（FAIR）团队于2020年首次提出，并迅速成为大模型应用中的热门方案。
RAG的基本思想是通过从外部知识库中检索相关信息，并将这些信息作为额外的上下文提供给语言模型，从而增强模型生成文本的能力。能帮助模型减少幻觉、提高内容生成的准确性。
RAG应用工作流程
以下是典型的RAG应用工作流程：
RAG：将额外信息存储为向量，将传入的查询与这些向量匹配，并将最相似的信息与查询一起传递给大语言模型（LLM）。
由于额外的文档可能非常大，第1步还需要进行切分操作，将大文档分割成较小、易于管理的部分。这一步至关重要，它确保文本能够适应嵌入模型的输入大小。此外，它提高了检索步骤的效率和准确性，这直接影响生成响应的质量。
02. 固定大小切分
最直观的切分方法是根据预定的字符数、单词数或Token数量将文本均匀分割成若干段落。
由于直接切分可能会破坏语义流畅性，建议在连续段落间保留一些重叠（如上图的蓝色部分）。
这种方法易于实现，而且所有段落大小相同，有助于简化批处理。但它存在一个大问题：通常会在句子（或想法）中途切分，导致重要信息可能分散在不同段落中。
03. 语义切分
根据句子、段落或主题部分等有意义的单元来切分文档，接着，为每个段落生成嵌入，假设从第一个段落及其嵌入开始。
- 如果第一个段落的嵌入与第二个段落的嵌入余弦相似度较高，则两个段落组成一个切片。
- 这个过程持续进行，直到余弦相似度显著下降。
- 一旦下降，我们就开始一个新切片并重复此过程。
这种方式与固定大小切片不同，能够保持语言的自然流畅性，并保留完整的思想。由于每个切片语义更为丰富，它提高了检索准确度，进而使LLM生成的响应更加连贯且相关。
一个小问题是，确定余弦相似度下降的阈值在不同文档间可能有所不同。
04. 递归切分
首先，基于内在的分隔符（如段落或章节）进行切分。然后，如果某个切片的大小超过预定义的切片大小限制，就将其进一步分割。如果切片符合大小限制，则不再进行切分。
如上所示：
- 首先，我们定义了两个切片（紫色的两个段落）。
- 接下来，第1段被进一步分割成较小的切片。
与固定大小的切片不同，这种方法也保持了语言的自然流畅性，并保留了完整的思想。不过，在实现和计算复杂性方面有一些额外的开销。
05. 基于文档结构的切分
利用文档内在的结构（如标题、章节或段落）定义切片边界。这种方式能保持文档的结构完整性，确保切片与文档的逻辑部分对齐。
该方法假设文档结构清晰，但这可能并非总是如此。此外，切片长度可能不同，甚至超过模型的Token限制。可以尝试与递归切分结合使用。
06. 基于LLM的切分
由于每种方法都有其优缺点，为什么不让LLM来生成切片呢？LLM可以通过提示词生成语义隔离且有意义的切片。
显然，这种方法确保了高语义准确性，因为LLM能理解上下文和意义，远超简单的启发式方法。唯一的问题是，这种方式的计算成本是五种方法中最高的。此外，由于LLM通常有上下文窗口限制，需要对此加以处理。
总结
每种技术都有各自的优劣，不过我发现语义切分在许多情况下效果不错，但仍然需要根据实际情况进行测试，最终的选择将取决于内容的性质、嵌入模型的能力和计算资源等。