文档处理流程
构建高质量 检索增强生成 RAG 系统的基石是严谨、高效的文档处理流程。这一流程通常被称为“索引管道 (Indexing Pipeline)”,其目的是将非结构化的原始文档(如 PDF, HTML, DOCX)转换为经过优化的、可供模型检索的知识片段。
整个流程可分为以下几个关键阶段:
1. 文档加载 (Loading)
这是处理流程的第一步,目标是从各种数据源中提取纯文本内容和元数据。
- 数据源类型:
- 文件系统:本地或网络驱动器上的 PDF, Word, Excel, Markdown, PPT 等文件。
- 数据库:SQL 或 NoSQL 数据库中的记录。
- API:如 Notion, Slack, Confluence 等协作工具的 API 接口。
- 网页:抓取公开网站或内部 wiki 页面的 HTML 内容。
- 常用工具:LlamaIndex 和 LangChain 提供了丰富的
Readers或Loaders来简化这一过程,能够处理上百种不同的数据源。 - 关键考量:
- 内容提取质量:能否准确无误地从复杂格式(如多栏 PDF、带表格的 Word)中提取文本。
- 元数据保留:是否能一并提取文件名、创建日期、作者、章节标题等元数据,这些信息在后续的检索过滤中至关重要。
2. 文档切分 (Splitting / Chunking)
由于语言模型存在上下文窗口长度的限制,并且为了提升检索的相关性,必须将长文档切分为更小的、语义完整的片段 (Chunks)。
- 切分策略:
- 固定长度切分 (Fixed-size Chunking):最简单的方法,按固定字符数(如 1000 个字符)切分,并设置重叠部分 (overlap) 以免语义在边界处被割裂。
- 基于分隔符切分 (Separator-based Splitting):按自然语言的边界(如段落
\n\n、句子、项目符号)进行切分,是更常用的方法。 - 语义切分 (Semantic Chunking):利用语言模型或 NLP 技术识别文本中的语义边界,确保每个片段都包含一个完整、独立的主题。这是最先进但计算成本也更高的方法。
- 切块大小 (Chunk Size) 的选择:
- 较小的切块:包含更具体、更集中的信息,有利于提升检索的信噪比,但可能丢失全局上下文。
- 较大的切块:能保留更多上下文,但可能引入噪声,降低与特定查询的匹配精度。
- 选择最佳切块大小通常需要在具体任务上进行实验和评估。
3. 文本向量化 (Embedding)
切分完成后,需要将每个文本片段转换为一个数值向量,即“词嵌入”或“文本嵌入”。这个向量能够捕捉文本的语义信息。
- 核心组件:文本向量化技术,它将文本映射到高维向量空间。
- 过程:将每个文本块输入到预训练的嵌入模型中,生成一个固定维度的向量(例如,768 或 1024 维)。
- 关键选择:选择一个性能优异且与应用场景匹配的嵌入模型至关重要,它直接决定了后续检索的质量上限。
4. 数据存储 (Storing)
最后一步是将处理好的文本片段及其向量存储起来,以便快速检索。
- 存储方案:
- 向量数据库 (Vector Database):专门为高效存储和检索大规模向量数据而设计的数据库,如 Pinecone, Weaviate, Milvus, ChromaDB 等。它们提供了优化的 向量索引与检索 算法。
- 传统数据库 + 向量插件:一些传统数据库(如 PostgreSQL 通过
pgvector)也提供了向量搜索能力。
- 存储内容:
- 文本片段 (Chunk):原始的文本内容。
- 向量嵌入 (Embedding):由嵌入模型生成的向量。
- 元数据 (Metadata):如文档来源、章节、日期等,用于在检索后进行过滤或提供额外信息。
通过这个流程,原始文档被转化为一个结构化的、可随时被 RAG 系统调用的知识库。