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RAG是一种先进的自然语言处理方法#xff0c;它结合了信息检索和文本生成技术#xff0c;用于提高问答系统、聊天机器人等应用的性能。 2 RAG 的工作流程 文档加载#xff08;Document Loading#xff09; 从各种来源加载大量文档数据。这些文档…1 RAG 介绍
RAG是一种先进的自然语言处理方法它结合了信息检索和文本生成技术用于提高问答系统、聊天机器人等应用的性能。 2 RAG 的工作流程 文档加载Document Loading 从各种来源加载大量文档数据。这些文档将作为知识库用于后续的信息检索。 文档分割Document Splitting 将加载的文档分割成更小的段落或部分。这有助于提高检索的准确性和效率。 嵌入向量生成Embedding Generation 对每个文档或文档的部分生成嵌入向量。这些嵌入向量捕捉文档的语义信息方便后续的相似度比较。 写入向量数据库Writing to Vector Database 将生成的嵌入向量存储在一个向量数据库中。数据库支持高效的相似度搜索操作。 查询生成Query Generation 用户提出一个问题或输入一个提示。RAG模型根据输入生成一个或多个相关的查询。 文档检索Document Retrieval 使用生成的查询在向量数据库中检索相关文档。选择与查询最相关的文档作为信息源。 上下文融合Context Integration 将检索到的文档内容与原始问题或提示融合构成扩展的上下文。 答案生成Answer Generation 基于融合后的上下文RAG生成模型产生最终的回答或文本。这一步骤旨在综合原始输入和检索到的信息。
3 准备环境
3.1 向量数据库环境 已经通过百度向量数据库测试申请的才能访问创建地址VectorDB 向量数据库官网页-百度智能云 1 创建百度向量数据库实例注意需要地域可用区需要和 BCC 保持在同一个 VPC 内。 地址百度智能云-向量数据库 2 创建成功后通过实例详情页查看访问的地址信息和账号信息用于访问操作向量数据库。如例子截图访问信息如下
# 访问地址格式http://${IP}:${PORT}
访问地址http://192.168.20.4:5287
账号root
密钥xxxx 3.2 开通千帆 Embedding 模型 千帆模型开通付费之后才能使用开通不会产生费用且有代金券赠送 1 开通千帆 Embedding 模型的收费地址 百度智能云千帆大模型平台 2 右上角个人中心的安全认证里面提取用于鉴权调用 Embedding 模型的 Access Key 和 Secret Key 3.3 客户端环境
3.3.1 数据准备和写入 本例子使用的是 bcc 计算型 c5 2c4g 实例基于 Centos 系统作为例子但不仅限于 bcc只要是同 vpc 内的服务器产品都可以。已经有 BCC 客户端的用户忽略步骤 1。 1 创建 BCC 客户端。 地址百度智能云 2 登录创建的实例进行环境准备部署安装 python 环境和搭建知识库所必须的依赖包
# 安装 python 3.9
yum install -y python39
# langchain 依赖包用于把文本数据转化为向量数据。
pip3.9 install langchain
# pymochow 依赖包用于访问和操作百度向量数据库。
pip3.9 install pymochow
# qianfan 依赖包用于访问千帆大模型。
pip3.9 install qianfan
# pdfplumber 依赖包加载除了 pdf 文档。
pip3.9 install pdfplumber
# 创建项目目录
mkdir -p knowledge/example_data cd knowledge
3 上传一个 PDF 文件到 knowledge/example_data 目录下
4 创建访问的配置文件
# config.py
import os
from pymochow.auth.bce_credentials import BceCredentials# 定义配置信息
account root
api_key 修改为你的密钥
endpoint 修改为之前记录的访问地址如 http://192.168.20.4:5287# 初始化BceCredentials对象
credentials BceCredentials(account, api_key)# 设置千帆AI平台的安全认证信息AK/SK通过环境变量
# 注意替换以下参数为您的Access Key和Secret Key
os.environ[QIANFAN_ACCESS_KEY] your_iam_ak
os.environ[QIANFAN_SECRET_KEY] your_iam_sk
5 创建 document 数据库
import pymochow
from pymochow.configuration import Configuration
import config # 导入配置文件config_obj Configuration(credentialsconfig.credentials, endpointconfig.endpoint)
client pymochow.MochowClient(config_obj)try:db client.create_database(document)
except Exception as e: # 捕获所有类型的异常print(fError: {e}) # 打印异常信息
db_list client.list_databases()
for db_name in db_list:print(db_name.database_name)
client.close()
6 创建 chunks 数据表
import time
import pymochow # 导入pymochow库用于操作数据库
from pymochow.configuration import Configuration # 用于配置客户端
import config # 导入配置文件包含身份验证和终端信息# 导入pymochow模型相关的类和枚举类型
from pymochow.model.schema import Schema, Field, VectorIndex, SecondaryIndex, HNSWParams
from pymochow.model.enum import FieldType, IndexType, MetricType, TableState
from pymochow.model.table import Partition# 使用配置文件中的信息初始化客户端
config_obj Configuration(credentialsconfig.credentials, endpointconfig.endpoint)
client pymochow.MochowClient(config_obj)# 选择或创建数据库
db client.database(document)# 定义数据表的字段
fields [Field(id, FieldType.UINT64, primary_keyTrue, partition_keyTrue, auto_incrementFalse, not_nullTrue),Field(source, FieldType.STRING),Field(author, FieldType.STRING, not_nullTrue),Field(vector, FieldType.FLOAT_VECTOR, dimension384)
]# 定义数据表的索引
indexes [VectorIndex(index_namevector_idx, fieldvector, index_typeIndexType.HNSW, metric_typeMetricType.L2, paramsHNSWParams(m32, efconstruction200)),SecondaryIndex(index_nameauthor_idx, fieldauthor)
]# 尝试创建数据表捕获并打印可能出现的异常
try:table db.create_table(table_namechunks, replication3, partitionPartition(partition_num1), schemaSchema(fieldsfields, indexesindexes))
except Exception as e: # 捕获所有类型的异常print(fError: {e}) # 打印异常信息# 轮询数据表状态直到表状态为NORMAL表示表已准备好
while True:time.sleep(2) # 每次检查前暂停2秒减少对服务器的压力table db.describe_table(chunks)if table.state TableState.NORMAL: # 表状态为NORMAL跳出循环breaktime.sleep(10) # 如果状态不是NORMAL等待更长时间再次检查# 打印数据表的详细信息
print(table: {}.format(table.to_dict()))client.close() # 关闭客户端连接
7 从PDF文档中加载数据、将文档内容分割为更小的文本块以及利用千帆AI平台的接口来对文本进行向量化表示并且写到 chunks 表本例子会用小的文档作为例子用户可以根据实际情况加载。
# 导入必要的库
from langchain_community.document_loaders import PDFPlumberLoader # 用于加载PDF文档
from langchain.text_splitter import RecursiveCharacterTextSplitter # 用于文本分割
import os # 用于操作系统功能如设置环境变量
import qianfan # 千帆AI平台SDK
import time # 用于暂停执行避免请求频率过高
import pymochow
import config # 导入配置文件
from pymochow.model.table import Row # 用于写入向量数据
from pymochow.configuration import Configuration# 加载PDF文档
loader PDFPlumberLoader(./example_data/ai-paper.pdf) # 指定PDF文件路径
documents loader.load() # 加载文档
print(documents[0]) # 打印加载的第一个文档内容# 设置文本分割器指定分割的参数
# chunk_size定义了每个分割块的字符数chunk_overlap定义了块之间的重叠字符数
# separators列表定义了用于分割的分隔符
text_splitter RecursiveCharacterTextSplitter(chunk_size384, chunk_overlap0, separators[\n\n, \n, , , 。, ]
)
all_splits text_splitter.split_documents(documents) # 对文档进行分割
print(all_splits[0]) # 打印分割后的第一个块内容emb qianfan.Embedding() # 初始化嵌入模型对象embeddings [] # 用于存储每个文本块的嵌入向量
for chunk in all_splits: # 遍历所有分割的文本块# 获取文本块的嵌入向量使用默认模型Embedding-V1resp emb.do(texts[chunk.page_content])embeddings.append(resp[data][0][embedding]) # 将嵌入向量添加到列表中time.sleep(1) # 暂停1秒避免请求过于频繁
print(embeddings[0]) # 打印第一个文本块的嵌入向量# 逐行写入向量化数据
rows []
for index, chunk in enumerate(all_splits):row Row(idindex,sourcechunk.metadata[source],authorchunk.metadata[Author],vectorembeddings[index])rows.append(row)
# 打印第一个Row对象转换成的字典格式以验证数据结构
print(rows[0].to_dict())# 读取数据库配置文件并且初始化连接
config_obj Configuration(credentialsconfig.credentials, endpointconfig.endpoint)
client pymochow.MochowClient(config_obj)# 选择或创建数据库
db client.database(document)try:table db.describe_table(chunks)table.upsert(rowsrows) # 批量写入向量数据一次最多支持写入1000条table.rebuild_index(vector_idx) # 创建向量索引必要步骤
except Exception as e: # 捕获所有类型的异常print(fError: {e}) # 打印异常信息
client.close()
当打印到如下的数据证明你写入成功了。 3.3.2 文档检索
1 基于标量的检索
import pymochow
from pymochow.configuration import Configuration
import config # 导入配置文件config_obj Configuration(credentialsconfig.credentials, endpointconfig.endpoint)
client pymochow.MochowClient(config_obj)# 选择或创建数据库
db client.database(document)try:table db.describe_table(chunks)primary_key {id: 0}projections [id, source, author]res table.query(primary_keyprimary_key, projectionsprojections, retrieve_vectorTrue)
except Exception as e: # 捕获所有类型的异常print(fError: {e}) # 打印异常信息print(res)
client.close()
结果显示如下 2 基于向量的检索
import os
import config
import pymochow
import qianfan
from pymochow.configuration import Configuration
from pymochow.model.table import AnnSearch, HNSWSearchParams# 初始化千帆AI平台的嵌入模型对象
emb qianfan.Embedding()# 定义待查询的问题文本
question 讲解下大模型的发展趋势# 获取问题文本的嵌入向量
resp emb.do(texts[question])
question_embedding resp[data][0][embedding]# 使用配置信息初始化向量数据库客户端
config_obj Configuration(credentialsconfig.credentials, endpointconfig.endpoint)
client pymochow.MochowClient(config_obj)# 选择数据库
db client.database(document)try:# 获取指定表的描述信息table db.describe_table(chunks)# 构建近似最近邻搜索对象anns AnnSearch(vector_fieldvector, # 指定用于搜索的向量字段名vector_floatsquestion_embedding, # 提供查询向量paramsHNSWSearchParams(ef200, limit1) # 设置HNSW算法参数和返回结果的限制数量)# 执行搜索操作res table.search(annsanns)# 打印搜索结果print(res)
except Exception as e: # 捕获并打印所有异常信息print(fError: {e})# 关闭客户端连接
client.close()
3 基于标量和向量的混合检索
import os
import config
import pymochow
import qianfan
from pymochow.configuration import Configuration
from pymochow.model.table import AnnSearch, HNSWSearchParams# 初始化千帆AI平台的嵌入模型对象
emb qianfan.Embedding()# 定义待查询的问题文本
question 讲解下大模型的发展趋势# 获取问题文本的嵌入向量
resp emb.do(texts[question])
question_embedding resp[data][0][embedding]# 使用配置信息初始化向量数据库客户端
config_obj Configuration(credentialsconfig.credentials, endpointconfig.endpoint)
client pymochow.MochowClient(config_obj)# 选择数据库
db client.database(document)try:# 获取指定表的描述信息table db.describe_table(chunks)# 构建近似最近邻搜索对象anns AnnSearch(vector_fieldvector, # 指定用于搜索的向量字段名vector_floatsquestion_embedding, # 提供查询向量paramsHNSWSearchParams(ef200, limit1), # 设置HNSW算法参数和返回结果的限制数量filterauthorCNKI # 提供标量的过来条件)# 执行搜索操作res table.search(annsanns)# 打印搜索结果print(res)
except Exception as e: # 捕获并打印所有异常信息print(fError: {e})# 关闭客户端连接
client.close()
当然后续还需要上下文融合和答案生成可以基于百度文心大模型的能力实现本文篇幅有限就不详细展开了。 原文链接千帆LangchainVectorDB 建立简单的 RAG 示例 - 向量数据库 - 设计架构
