一、什么是重排序?
重排序就是在初始检索(Initial Retrieval)得到的一批候选文档(通常是 Top-k)中,再进行一次更精细的排序,以便把最相关的内容排在最前面。
这通常是一个二阶段检索流程中的第二阶段:
用户查询→初始检索(Faiss/Chroma)→Top-k候选文档→重排序模型→最终排序→输入给LLM
它是提升 RAG 系统精度的“放大镜”,也是拉开好系统与一般系统差距的关键一环。 |
二、为什么需要重排序?
初始检索(如基于向量的最近邻)虽然快,但它的匹配能力较弱,可能:
把相似但不相关的文档排在前面
错过真正高度相关但表面不那么“近”的文档
重排序的目标是:
精细理解用户查询和文档之间的语义匹配
剔除无关或次相关的文档
提升最终生成内容的准确性、上下文性、相关性
三、重排序方法分类
1、传统方法(弱匹配)
基于规则(如关键词匹配、位置偏好)
BM25 再排序(与初始检索一样,只是重新打分排序)
2、语义方法(强匹配)
双塔模型(Dual Encoder):
查询和文档分别编码,再计算相似度(快速,但略粗糙)
交叉编码器(Cross Encoder):
把 Query 和 Document 作为一对输入,喂入一个 BERT/Transformer 模型中,输出一个相关性得分。
更精细(因为能看到全文交互),但计算慢,适合只在少量候选文档中使用
四、常用重排序模型
cross-encoder/ms-marco-MiniLM-L-6-v2(huggingface)
BAAI/bge-reranker-large(BAAI推出,中文和英文都很强,也有多语言版)
ColBERT(高效交叉建模)
五、LlamaIndex实现重排序的代码
前提:chroma向量数据库里已有大量关于劳动法相关的数据,可以直接进行查询。
1、初始化重排序模型
fromllama_index.indices.postprocessorimportSentenceTransformerRerank#初始化重排序器reranker=SentenceTransformerRerank(model=r"D:\Test\LLMTrain\testllm\llm\BAAI\bge-reranker-v2-m3",top_n=3)
2、构建查询引擎
question="劳动合同试用期最长多久?"#创建查询引擎query_engine=index.as_query_engine(similarity_top_k=10,#初始向量召回数量text_qa_template=response_template,node_postprocessors=[reranker]#重排序阶段)#执行查询response=query_engine.query(question)#显示结果print(f"\n智能助手回答:\n{response.response}")print("\n支持依据:")foridx,nodeinenumerate(response.source_nodes,1):meta=node.metadataprint(f"\n[{idx}]{meta['full_title']}")print(f"来源文件:{meta['source_file']}")print(f"法律名称:{meta['law_name']}")print(f"条款内容:{node.text[:100]}...")print(f"相关度得分:{node.score:.4f}")3、完整的示例代码
importjsonimporttimefrompathlibimportPathfromtypingimportList,Dictimportchromadbfromllama_index.coreimportVectorStoreIndex,StorageContext,Settings,get_response_synthesizer,PromptTemplatefromllama_index.core.schemaimportTextNodefromllama_index.llms.huggingfaceimportHuggingFaceLLMfromllama_index.embeddings.huggingfaceimportHuggingFaceEmbeddingfromllama_index.vector_stores.chromaimportChromaVectorStorefromllama_index.core.postprocessorimportSentenceTransformerRerank#==================配置区==================QA_TEMPLATE=("<|im_start|>system\n""您是中国劳动法领域专业助手,必须严格遵循以下规则:\n""1.仅使用提供的法律条文回答问题\n""2.若问题与劳动法无关或超出知识库范围,明确告知无法回答\n""3.引用条文时标注出处\n\n""可用法律条文(共{context_count}条):\n{context_str}\n<|im_end|>\n""<|im_start|>user\n问题:{query_str}<|im_end|>\n""<|im_start|>assistant\n")response_template=PromptTemplate(QA_TEMPLATE)classConfig:RERANK_MODEL_PATH=r"D:\Test\LLMTrain\testllm\llm\BAAI\bge-reranker-v2-m3"#新增重排序模型路径EMBED_MODEL_PATH=r"D:\Test\LLMTrain\testllm\llm\BAAI\bge-m3"LLM_MODEL_PATH=r"D:\Test\LLMTrain\testllm\llm\Qwen\Qwen2___5-3B-Instruct"DATA_DIR=r"D:\Test\LLMTrain\day23\data"VECTOR_DB_DIR=r"D:\Test\LLMTrain\day23\chroma_db"
ERSIST_DIR=r"D:\Test\LLMTrain\day23\storage"COLLECTION_NAME="chinese_labor_laws"TOP_K=10#扩大初始检索数量RERANK_TOP_K=3#重排序后保留数量#Embedding模型embed_model=HuggingFaceEmbedding(model_name=Config.EMBED_MODEL_PATH,)#LLMllm=HuggingFaceLLM(model_name=Config.LLM_MODEL_PATH,tokenizer_name=Config.LLM_MODEL_PATH,model_kwargs={"trust_remote_code":True,},tokenizer_kwargs={"trust_remote_code":True},generate_kwargs={"temperature":0.3})#初始化重排序器(新增)reranker=SentenceTransformerRerank(model=Config.RERANK_MODEL_PATH,top_n=Config.RERANK_TOP_K)Settings.embed_model=embed_modelSettings.llm=llmchroma_client=chromadb.PersistentClient(path=Config.VECTOR_DB_DIR)chroma_collection=chroma_client.get_or_create_collection(name=Config.COLLECTION_NAME,metadata={"hnsw:space":"cosine"})print("从chromadb中加载索引...")index=VectorStoreIndex.from_vector_store(ChromaVectorStore(chroma_collection=chroma_collection))question="劳动合同试用期最长多久?"#创建查询引擎query_engine=index.as_query_engine(similarity_top_k=Config.TOP_K,#初始向量召回数量text_qa_template=response_template,node_postprocessors=[reranker]#重排序阶段)#执行查询response=query_engine.query(question)#显示结果print(f"\n智能助手回答:\n{response.response}")print("\n支持依据:")foridx,nodeinenumerate(response.source_nodes,1):meta=node.metadataprint(f"\n[{idx}]{meta['full_title']}")print(f"来源文件:{meta['source_file']}")print(f"法律名称:{meta['law_name']}")print(f"条款内容:{node.text[:100]}...")print(f"相关度得分:{node.score:.4f}")说明:
在其他 RAG 框架(如 LangChain、Haystack)中看到显式的 retriever 对象,但在 LlamaIndex 中,这个检索器是 “内嵌” 在 QueryEngine 里的,一般不需要手动创建 retriever。
比如以下代码:
query_engine=index.as_query_engine(similarity_top_k=15,node_postprocessors=[reranker],llm=OpenAI(model="gpt-3.5-turbo"))
其实做了 3 件事:
(1)内部构造了一个 Retriever:
similarity_top_k=15 就指定了初始召回的文档数
默认使用 VectorIndexRetriever(内部使用向量进行 ANN 检索)
(2)将结果送入 Re-Ranker(Postprocessor)处理
由你传入的 SentenceTransformerRerank 重新排序
(3)最终传给 LLM 回答问题
当然你也可以显示的使用retriever ,比如以下代码:
question="劳动合同试用期最长多久?"#0-创建检索器retriever=index.as_retriever(similarity_top_k=Config.TOP_K#扩大初始检索数量)#0-创建响应合成器response_synthesizer=get_response_synthesizer(text_qa_template=response_template,verbose=True)#1.初始检索initial_nodes=retriever.retrieve(question)#保存初始分数到元数据fornodeininitial_nodes:node.node.metadata['initial_score']=node.score#2.重排序reranked_nodes=reranker.postprocess_nodes(initial_nodes,query_str=question)#3.合成答案response=response_synthesizer.synthesize(question,nodes=reranked_nodes)#显示结果(修改显示逻辑)print(f"\n智能助手回答:\n{response.response}")print("\n支持依据:")foridx,nodeinenumerate(reranked_nodes,1):#兼容新版API的分数获取方式initial_score=node.metadata.get('initial_score',node.score)#获取初始分数rerank_score=node.score#重排序后的分数meta=node.node.metadataprint(f"\n[{idx}]{meta['full_title']}")print(f"来源文件:{meta['source_file']}")print(f"法律名称:{meta['law_name']}")print(f"初始相关度:{node.node.metadata['initial_score']:.4f}")print(f"重排序得分:{node.score:.4f}")print(f"条款内容:{node.node.text[:100]}...")六、过滤掉低质量文档
在 LlamaIndex 中使用重排序器(Re-Ranker)后,如果你想要进一步基于得分过滤掉低质量文档(例如 score < 0.5),你需要写一个自定义的 NodePostprocessor,因为内置的 SentenceTransformerRerank 本身不会主动做过滤 —— 它只是重排。
1、创建过滤器模块
文件:score_threshold_filter.py
fromtypingimportList,OptionalfrompydanticimportFieldfromllama_index.core.schemaimportNodeWithScore, QueryBundlefromllama_index.core.postprocessor.typesimportBaseNodePostprocessorclassScoreThresholdFilter(BaseNodePostprocessor):"""自定义节点后处理器:根据得分阈值过滤节点,并在所有节点得分过低时提供回退机制。参数:threshold (float): 过滤的得分阈值,默认值为 0.5。verbose (bool): 是否打印详细的过滤信息,默认值为 False。"""threshold:float= Field(default=0.5, description="过滤的得分阈值")verbose:bool= Field(default=False, description="是否打印详细的过滤信息")def_postprocess_nodes(self,nodesist[NodeWithScore],
query_bundle:Optional[QueryBundle] =None,) ->List[NodeWithScore]:ifself.verbose:print(f"[ScoreThresholdFilter] 原始节点数:{len(nodes)}")foridx, nodeinenumerate(nodes):score_display =f"{node.score:.4f}"ifnode.scoreisnotNoneelse"None"print(f" 节点{idx +1}: 得分 ={score_display}")# 过滤得分低于阈值的节点filtered_nodes = [nodefornodeinnodesifnode.scoreisNoneornode.score >= self.threshold]# 如果过滤后节点数少于1iflen(filtered_nodes) <1:ifself.verbose:print(f"[ScoreThresholdFilter] 所有节点得分均低于阈值{self.threshold},")returnfiltered_nodesifself.verbose:print(f"[ScoreThresholdFilter] 过滤后节点数:{len(filtered_nodes)},阈值:{self.threshold}")foridx, nodeinenumerate(filtered_nodes):score_display =f"{node.score:.4f}"ifnode.scoreisnotNoneelse"None"print(f" 保留节点{idx +1}: 得分 ={score_display}")returnfiltered_nodes
请注意以下几点:
BaseNodePostprocessor 是 LlamaIndex 提供的用于自定义节点后处理(Postprocessing)逻辑的基类。
使用了 pydantic 的 Field 来声明类字段,并提供了默认值和描述。
重写了_postprocess_nodes方法,这是 BaseNodePostprocessor 要求实现的抽象方法,用于处理节点列表。
2、使用过滤器
查询检索的主方法中调整如下代码:
fromscore_threshold_filterimportScoreThresholdFilter#导入自定义过滤器,分数低于0.6将会被移除score_filter=ScoreThresholdFilter(threshold=0.6,verbose=True)#创建查询引擎query_engine=index.as_query_engine(similarity_top_k=Config.TOP_K,#初始向量召回数量text_qa_template=response_template,node_postprocessors=[reranker,score_filter]#重排序+过滤低分)
效果说明:
第一个后处理器(Re-ranker) 会将召回的文档排序并附加 score
第二个后处理器(Filter) 会把打分太低的文档剔除
最终剩下的文档会被拼接到 Prompt 里喂给 LLM
score 是 Re-ranker 打出来的,不是 similarity score(相似度)或 embedding 距离。
3、完整的示例代码
importjsonimporttimefrompathlibimportPathfromtypingimportList,Dictimportchromadbfromllama_index.coreimportVectorStoreIndex, StorageContext, Settings, get_response_synthesizer,PromptTemplatefromllama_index.core.schemaimportTextNodefromllama_index.llms.huggingfaceimportHuggingFaceLLMfromllama_index.embeddings.huggingfaceimportHuggingFaceEmbeddingfromllama_index.vector_stores.chromaimportChromaVectorStorefromllama_index.core.postprocessorimportSentenceTransformerRerankfrom score_threshold_filterimportScoreThresholdFilter# ================== 配置区 ==================QA_TEMPLATE = ("<|im_start|>system\n""您是中国劳动法领域专业助手,必须严格遵循以下规则:\n""1.仅使用提供的法律条文回答问题\n""2.若问题与劳动法无关或超出知识库范围,明确告知无法回答\n""3.引用条文时标注出处\n\n""可用法律条文(共{context_count}条):\n{context_str}\n<|im_end|>\n""<|im_start|>user\n问题:{query_str}<|im_end|>\n""<|im_start|>assistant\n")response_template = PromptTemplate(QA_TEMPLATE)classConfig:RERANK_MODEL_PATH =r"D:\Test\LLMTrain\testllm\llm\BAAI\bge-reranker-v2-m3"# 新增重排序模型路径EMBED_MODEL_PATH =r"D:\Test\LLMTrain\testllm\llm\BAAI\bge-m3"LLM_MODEL_PATH =r"D:\Test\LLMTrain\testllm\llm\Qwen\Qwen2___5-3B-Instruct"DATA_DIR =r"D:\Test\LLMTrain\day23\data"VECTOR_DB_DIR =r"D:\Test\LLMTrain\day23\chroma_db"PERSIST_DIR =r"D:\Test\LLMTrain\day23\storage"COLLECTION_NAME ="chinese_labor_laws"TOP_K =10# 扩大初始检索数量RERANK_TOP_K =3# 重排序后保留数量# Embedding模型embed_model = HuggingFaceEmbedding(model_name=Config.EMBED_MODEL_PATH,)# LLMllm = HuggingFaceLLM(model_name=Config.LLM_MODEL_PATH,tokenizer_name=Config.LLM_MODEL_PATH,model_kwargs={"trust_remote_code":True,},tokenizer_kwargs={"trust_remote_code":True},generate_kwargs={"temperature":0.3})# 初始化重排序器(新增)reranker = SentenceTransformerRerank(model=Config.RERANK_MODEL_PATH,top_n=Config.RERANK_TOP_K)Settings.embed_model = embed_modelSettings.llm = llmchroma_client = chromadb.PersistentClient(path=Config.VECTOR_DB_DIR)chroma_collection = chroma_client.get_or_create_collection(name=Config.COLLECTION_NAME,metadata={"hnsw:space":"cosine"})print("从chromadb中加载索引...")index = VectorStoreIndex.from_vector_store(ChromaVectorStore(chroma_collection=chroma_collection))#question="劳动合同试用期最长多久?"question="什么是xtuner?"# 导入自定义过滤器,分数低于0.6将会被移除score_filter = ScoreThresholdFilter(threshold=0.6, verbose=True)# 创建查询引擎query_engine = index.as_query_engine(similarity_top_k=Config.TOP_K, # 初始向量召回数量text_qa_template=response_template,node_postprocessors=[reranker,score_filter],# 重排序+过滤低分)# 执行查询response = query_engine.query(question)ifnotresponse.responseorresponse.response.strip() ==""orresponse.response.strip().lower() =="empty response":print("未找到相关数据")else:# 显示结果print(f"\n智能助手回答:\n{response.response}")print("\n支持依据:")foridx, nodeinenumerate(response.source_nodes,1):meta = node.metadataprint(f"\n[{idx}]{meta['full_title']}")print(f" 来源文件:{meta['source_file']}")print(f" 法律名称:{meta['law_name']}")print(f" 条款内容:{node.text[:100]}...")print(f" 相关度得分:{node.score:.4f}")
执行结果如下:
七、在 LlamaIndex 中,RAG 的流程
流程如下:
1️⃣用户输入Query↓2️⃣Retriever召回相关文档(向量/BM25/多模态)↓3️⃣NodePostprocessor对召回结果进行处理-语义重排序-去重、过滤-分段、合并↓4️⃣ResponseSynthesizer拼接上下文并构造Prompt-response_mode:compact/refine/tree/summarize↓5️⃣LLM生成回答(基于prompt+文档)
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