认识一下RAG

1.RAG技术背景与挑战

2.RAG的核心概念

3.RAG的工作流程与架构

4.RAG的优化方法

RAG的提出

•Retrieval-Augmented Generation for Knowledge-Intensive NLP Tasks是一篇重要的论文(2020年5月)

•REALM: Retrieval-Augmented Language Model Pre-Training (2020)就将BERT预训练模型和一个可微的检索模型结合起来实现了这一思路，但REALM只探索了抽取式开放域问答。而本文作者面向更难的生成式开放域问答，提出了基于seq2seq结构的检索增强生成模型(retrieval-agumented generation, RAG)。

LLM时代的RAG

• LLM难以更新维护知识、不易掌握长尾知识、以及泄露私人训练数据的风险。

• 将 RAG 引入大模型的上下文学习 (In-Context Learning, ICL) 中，可以有效减轻上述问题。

• 在推理过程中， RAG 动态地从外部知识源中检索信息，并利用这些检索到的数据作为组织答案的参考。这极大地提高了答案的准确性和相关性，有效地解决了大语言模型中的幻觉式错误问题。

• RAG（中文为检索增强生成） = 检索技术 + LLM 提示。巧妙地结合了生成模型的强大功能和检索模块的灵活性是解决LLM在知识的局限性、幻觉问题、数据安全性的一套有效方案,

RAG的工作流程与架构

RAG 对比微调

• RAG 和微调可以相互补充，而非相互排斥。

• 准确性： RAG 通过关联外部知识来提高答案的准确性，有效减少了语言模型中出现的虚假信息，使得生成的回答更加准确可信。

• 及时性：使用检索技术能够识别到最新的信息，这使得 RAG 在保持回答的及时性和准确性方面，相较于只依赖训练数据的传统语言模型有明显优势。

• 信任度：通过引用信息来源，用户可以核实答案的准确性，增强了人们对模型输出结果的信任。

• 个性化：通过索引与特定领域相关的文本语料库， RAG 能够为不同领域提供专业的知识支持。

• 安全性： RAG 通过数据库中设置的角色和安全控制，实现了对数据使用的更好控制。相比之下，经过微调的模型在管理数据访问权限方面可能不够明确。

• 经济性： RAG 在处理大规模数据集方面更具有扩展性。无需更新所有参数和创建新的训练集。

RAG的工作流程与架构(演变)

RAG的优化路径：

查询重写

RAG优化-分层索引

RAG优化-语句窗口检索器

RAG优化- 自动合并检索器（或父文档检索器)

混合检索

编码器微调

• 有做过一项测试，对 bge-large-en-v1.5 编码器进行微调，发现对于检索效果提升影

响有限。因为针对搜索优化的最新 Transformer 编码器已经非常高效。

排序器微调

• 如果不完全信任基础编码器，可以使用交叉编码器对检索到的结果进行重排。

• 这个过程是这样的：你把查询和每个前 k 个检索到的文本块一起送入交叉编码器，中间用 SEP (分隔符) Token 分隔，并对它进行微调，使其对相关的文本块输出 1，对不相关的输出 0。一个这种微调过程的成功案例可以在这里找到，结果显示通过交叉编码器微调，成对比较得分提高了 4%。

LLM 微调

• 让模型利用了提供的上下文来生成答案。

RAG2.0的到来

RAG-评估

• 忠诚性：强调回复内容必须忠诚于上下文（指检索得到的内容）

• 答案相关性：答案必须是回答给定问题的。

• 上下文相关性：这里是要求检索到的内容必须足够和问题相关，强调的是检索模块的能力。

• 抗噪性：检测生成模块对噪音（问题无关）信息的抵抗能力。

• 无答案拒答：在无答案或者内容不正确的情况下拒绝回答的能力。

• 信息整合能力：考察模型能否集成多个文档的内容来回答复杂问题的能力。

rageval

https://github.com/CLUEbenchmark/SuperCLUE- RAG

RAG中如何处理文档中的图表

•目前，主要的表格处理技术包含以下几种：

1.利用多模态LLM(如GPT-4V)来识别表格并从每个PDF页面中提取信息；

2.利用专业的表格检测模型(如TableTransformer)，来辨别表格结构；

3.使用开源框架(如unstructured或者目标检测模型。这些框架可以对整个文档进行全面的解析，并

从解析的结果中提取与表相关的内容；

4.使用Nougat、Donut等端到端模型(不需要OCR)来解析整个文档并提取与表相关的内容，允许容易地

检索表标题。

表格内容如何索引

•为了尽可能保留表格内的信息，表格的索引技术大多使用@文档摘要索引结构。

•小块的内容可以是来自表的每一行的信息或表的摘要。

•大块的内容可以是图像格式、纯文本格式或LaTeX格式的表。

•当前最主流的解决方案是:

1.表格解析:使用Nougat，它的表格检测比unstructured的更有效，此外， Nougat可以很好地提取表格标题，非常方便与表格关联
2.文档摘要索引结构:小块的内容包括表格摘要大块的内容包括LaTeX格式的相应表格和文本格式的表格标题。
3.表格摘要获取方法:将表格和表格标题发送给LLM进行摘要。这种方法的优点是，它可以有效地解析表，同时综合考虑表摘要和表之间的关系，而且还不需要多模型LLM的需求，
从而节省了成本。