论文题目:Retrieval-Augmented Generation for AI-Generated Content: A Survey
论文地址:https://arxiv.org/abs/2402.19473
bib引用:
@misc{zhao2024retrievalaugmentedgenerationaigeneratedcontent,title={Retrieval-Augmented Generation for AI-Generated Content: A Survey}, author={Penghao Zhao and Hailin Zhang and Qinhan Yu and Zhengren Wang and Yunteng Geng and Fangcheng Fu and Ling Yang and Wentao Zhang and Jie Jiang and Bin Cui},year={2024},eprint={2402.19473},archivePrefix={arXiv},primaryClass={cs.CV},url={https://arxiv.org/abs/2402.19473},
}
InShort
本文对RAG进行了全面综述,涵盖其基础、增强方法、应用、基准测试、局限与未来方向。
- RAG概述
- 背景:AIGC借助模型算法创新、基础模型扩展和优质数据实现发展,但面临知识更新、长尾数据处理等问题。RAG通过引入检索过程,利用可检索知识作为非参数化记忆,解决这些问题,其应用已拓展到多种模态。
- 贡献:系统梳理RAG基础范式,探究增强方法,展示其在多模态和任务中的应用,讨论局限并提出未来方向,为研究和实践提供参考。
- 相关工作:已有相关研究存在局限,本文旨在提供全面系统的RAG综述,涵盖基础、增强和应用等方面。
- RAG基础
- 生成器:常用生成器包括Transformer模型、LSTM、扩散模型和GAN,不同模型适用于不同生成场景。
- 检索器:检索方法分为稀疏检索、密集检索和其他方法。稀疏检索基于词项匹配,密集检索使用密集嵌入向量,其他方法如基于编辑距离、知识图搜索和命名实体识别等。
- 基础范式:分为查询式RAG(如REALM、SELF - RAG)、潜在表示式RAG(如FiD、RETRO)、基于logit的RAG(如kNN - LM、TRIME)和推测式RAG(如REST、GPTCache),每种范式在不同模态和任务中各有应用。
- RAG增强方法
- 输入增强:通过查询变换(如Query2doc、HyDE)和数据增强(如Make - An - Audio、LESS)提升检索效果。
- 检索器增强:采用递归检索(如ReACT、RATP)、块优化(如LlamaIndex、RAPTOR)、检索器微调(如REPLUG、APICoder)、混合检索(如RAP - Gen、BlendedRAG)、重排序(如Re2G、AceCoder)和检索变换(如FILCO、FiD - Light)等方法。
- 生成器增强:运用提示工程(如LLMLingua、ReMoDiffuse)、解码调整(如InferFix、SYNCHROMESH)和生成器微调(如RETRO、APICoder)提升生成质量。
- 结果增强:通过输出重写(如SARGAM、Ring)改进生成结果,使其更符合下游任务需求。
- 流程增强:包括自适应检索(如FLARE、Self - RAG)和迭代RAG(如RepoCoder、ITER - RETGEN),优化RAG整体流程。
- RAG应用
- 文本领域:在问答、事实验证、常识推理、人机对话、神经机器翻译、事件提取和文本摘要等任务中广泛应用,如FiD、REALM用于问答,CONCRETE用于事实验证。
- 代码领域:涵盖代码生成、总结、补全、自动程序修复、文本到SQL和代码语义解析等任务,不同任务采用不同的RAG范式和方法,如SKCODER用于代码生成,Re2Com用于代码总结。
- 多模态领域:在知识、图像、视频、音频、3D和科学等领域均有应用,如在知识领域用于知识库问答和知识增强开放域问答;在图像领域用于图像生成和图像字幕;在视频领域用于视频字幕和视频问答对话等。
- RAG基准测试:多个基准测试从不同维度评估RAG系统,如噪声鲁棒性、负样本拒绝、信息整合、反事实鲁棒性、忠实度、答案相关性和上下文相关性等。
- RAG局限与展望
- 现存局限:存在检索结果有噪声、额外开销大、检索器与生成器存在差距、系统复杂度增加和上下文过长等问题。
- 未来方向:包括设计新的增强方法、构建灵活的RAG管道、拓展应用领域、实现高效部署和处理、整合长尾和实时知识以及与其他技术结合等。
评估维度 | 评估指标 | 评估基准测试示例 |
---|---|---|
噪声鲁棒性 | 测试LLMs能否从噪声文档中提取必要信息 | Chen等人提出的RAG基准测试 |
负样本拒绝 | 评估LLMs在检索内容不足时能否拒绝响应 | Chen等人提出的RAG基准测试 |
信息整合 | 检查LLMs能否整合多个检索内容获取知识并响应 | Chen等人提出的RAG基准测试 |
反事实鲁棒性 | 判断LLMs能否识别检索内容中的反事实错误 | Chen等人提出的RAG基准测试 |
忠实度 | 基于检索内容评估事实准确性 | RAGAS、ARES、TruLens |
答案相关性 | 确定结果是否回答了查询 | RAGAS、ARES、TruLens |
上下文相关性 | 评估检索内容的相关性和简洁性 | RAGAS、ARES、TruLens |
关键问题
- RAG的基础范式有哪些,它们是如何增强生成过程的?
- RAG的基础范式有查询式RAG、潜在表示式RAG、基于logit的RAG和推测式RAG。查询式RAG将检索信息与用户查询整合作为生成器输入;潜在表示式RAG把检索对象作为潜在表示融入生成模型;基于logit的RAG在解码过程中通过logits整合检索信息;推测式RAG利用检索替代部分生成过程以节省资源和加速响应。这些范式从不同角度增强生成过程,提升生成内容的质量和效率。
- RAG在不同模态中的应用有何特点?
- 在文本模态中,广泛应用于多种自然语言处理任务,通过检索相关文本信息辅助生成;代码模态结合检索和生成技术,提升代码相关任务的性能;知识模态利用结构化知识(如知识图谱和表格)进行检索增强;图像模态借助检索提高图像生成和描述的质量;视频模态用于视频字幕生成和视频问答对话等,增强对视频内容的理解和描述;音频模态在音频生成和字幕任务中发挥作用;3D模态应用于3D资产生成;科学领域用于药物发现、生物医学信息增强和数学应用等。不同模态根据自身特点和需求,采用不同的RAG方法和技术,以实现更好的效果。
- RAG目前面临哪些挑战,未来有哪些发展方向?
- RAG目前面临检索结果有噪声、额外开销大、检索器与生成器存在差距、系统复杂度增加和上下文过长等挑战。未来发展方向包括设计新的增强方法,以更好地发挥RAG的潜力;构建灵活的RAG管道,适应复杂任务;拓展应用领域,设计领域特定的RAG技术;实现高效部署和处理,降低检索开销和系统复杂度;整合长尾和实时知识,使RAG能够处理动态信息;与其他技术结合,如微调、强化学习等,进一步提升AIGC的效果 。