RAG前沿进展：多抽象层级chunk及对齐机制的ARM实现思路

发布日期：2025-02-15 20:46:19 浏览次数： 3079

作者：老刘说NLP

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我们继续来看RAG，来看看引入多层级粒度chunk的RAG方案，主要应对chunk切分的问题；一个是针对问题分解，引入对齐机制的ARM方案。读读看，都会有收获。

专题化，体系化，会有更多深度思考。大家一起加油。

一、引入多抽象层级chunk粒度的RAG方案

现有RAG的方法通常依赖于固定长度的块(chunk) 来支持问答，这可能导致信息的片段化和不完整性；检索过多的信息可能导致 “中间迷失” 问题，并超过token限制。所以，常用的方式是chunk，即块优化策略，如固定大小、递归、滑动窗口等。

当然，也有一种新的做法，那就是在级别上做文章，所以可以看看最近的工作《Multiple Abstraction Level Retrieve Augment Generation》(https://arxiv.org/pdf/2501.16952)。

其核心思路在于如下思路：

在索引方面，首先，将参考文献文档预处理成四个抽象层次的块，包括文档级块、节级块、段落级块和多句子级块。

对于文档级和节级块，使用map-reduce方法生成摘要信息，以减少长度并集中注意力。文档级块直接使用从文档中提取的原始内容。节级块首先对每个段落生成摘要，然后将这些段落摘要聚合成节级摘要，最后将这些节级摘要聚合成文档摘要，这些摘要信息用于生成节级块的内容。

在检索方面，使用Linq-Embed-Mistral嵌入模型生成问题和文本块的嵌入向量，并通过余弦相似度计算相似性。通过softmax方程将相似性分数转换为概率，选择累积概率不超过预设阈值的文本块。

在生成方面，将检索到的文本块与输入问题一起输入到Vicuna-13B-v1.3模型中，生成最终答案。

在效果方面，在糖科学领域的问答数据集上表现出色，相比于传统单层次RAG方法，答案正确性提高了25.739%。

二、引入对齐机制的ARM检索方案

也是最近的工作，现有的基于大模型（LLM）的问答系统（RAG）在分解问题时，缺乏对可用数据的了解和数据的组织结构，导致检索性能不佳；迭代式RAG方法虽然与数据集交互，但每一步都依赖于前一步的结果，效率低下，且容易出现推理偏离现象。

所以，可以看一个思路，也是最近的工作《Can we Retrieve Everything All at Once? ARM: An Alignment-Oriented LLM-based Retrieval Method》(https://arxiv.org/pdf/2501.18539)这个工作提出基于LLM的对齐导向检索方法ARM，用于解决复杂开放域问题的检索问题。

具体的，包括如下几个步骤：

首先，将表格和段落（以及其他模态的数据对象，如图像）统一视为文本数据对象。对每个序列化的数据对象进行分块，计算每个块的嵌入，并使用N-gram集合进行表示和索引。

其次，指导LLM生成一个包含多个中间步骤的推理过程。第一步是从用户问题中独立提取关键词，来确定回答问题所需的关键信息。然后，通过约束解码，使用数据对象中的N-gram来重述这些关键词。约束束解码从解码一个左括号开始，直到解码一个右括号结束，表示一个关键词的对齐完成。

然后，进行信息对齐，将每个N-gram解码的结果作为查询，使用BM25算法在数据集中搜索相关的文本块。然后计算用户问题与每个序列化对象之间的嵌入相似度，并将其与BM25分数结合，形成最终的排序分数。最终，根据排序分数选择最相关的对象，形成基础搜索对象集合，作为LLM继续生成“推理过程”的基础。

接着，进行结构对齐，用于推理一组完整的搜索对象及其组织，以便匹配所需的信息并完全回答问题。结构对齐问题公式化为一个混合整数规划（MIP）问题，目标是从给定的搜索对象列表中选择k个对象，以最大化问题与选定对象之间的相关性和选定对象之间的兼容性。这里具体执行时，

最后，将MIP求解器生成的每个草稿序列化为字符串，并通过约束解码注入到LLM的解码过程中。每个草稿包含选定的对象及其连接关系，然后LLM在解码过程中进行自验证，检查选定的对象是否覆盖问题的不同方面且连接正确。使用约束解码确保事实性。对每个草稿，使用束搜索生成多个推理过程，通过模型置信度（如logits的平均值）来衡量每个对象的权重和投票数。最终，对象的置信度是其加权投票数和投票数的归一化值的加权和。最后，根据置信度选择最终的数据对象集合作为答案。高置信度的对象更有可能被选中，从而确保最终答案的质量和准确性。

举一个具体的例子来看：