链载Ai

标题: RAG Chunking 2.0:提升文档分块效果的一些经验 [打印本页]

作者: 链载Ai    时间: 前天 22:36
标题: RAG Chunking 2.0:提升文档分块效果的一些经验

ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;margin: 0px 8px 1.5em;letter-spacing: 0.1em;color: rgb(63, 63, 63);">在基于大语言模型的RAG系统里,文本分块是非常关键的一步。分块做得好,后续的向量检索、结果召回和生成质量都会更稳更准。除了大家常用的固定大小、递归、语义、按文档等切法,至少还有好几种策略,能显著提升检索准确率、保持上下文连续,并适配不同任务。


ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;font-size: 1.2em;font-weight: bold;display: table;margin: 4em auto 2em;padding: 0px 0.2em;background: rgb(0, 152, 116);color: rgb(255, 255, 255);">1. 滑动窗口分块

ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;margin: 1.5em 8px;letter-spacing: 0.1em;color: rgb(63, 63, 63);">概念

ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;margin: 1.5em 8px;letter-spacing: 0.1em;color: rgb(63, 63, 63);">首先设定一个固定大小的窗口,再按设定的重叠量向前滑动,生成一系列重叠块,这样跨块边界的上下文更不容易丢。

ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;margin: 1.5em 8px;letter-spacing: 0.1em;color: rgb(63, 63, 63);">使用场景

ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;margin: 1.5em 8px;letter-spacing: 0.1em;color: rgb(63, 63, 63);">适合追踪长文档里的「进展」「演变」「关系变化」,比如医疗记录、日志、历史报告等。

ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;margin: 1.5em 8px;letter-spacing: 0.1em;color: rgb(63, 63, 63);">Python示例

ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;overflow-x: auto;border-radius: 8px;margin: 10px 8px;padding: 0px !important;">defsliding_window_chunks(text,window_size=500,overlap=100):
words=text.split()
chunks=[]
start=0
whilestart<len(words):
end=min(start+window_size,len(words))
chunk=" ".join(words[start:end])
chunks.append(chunk)
ifend==len(words):
break
start=end-overlap
returnchunks

# 用法示例
doc="""...一段非常长的文本..."""
chunks=sliding_window_chunks(doc,window_size=500,overlap=100)
print(f"Generated{len(chunks)}chunks.")
ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;border-left: none;padding: 1em;border-radius: 8px;color: rgba(0, 0, 0, 0.5);background: rgb(247, 247, 247);margin: 2em 8px;">

ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;font-size: 1em;letter-spacing: 0.1em;color: rgb(80, 80, 80);display: block;">重叠比例可按任务重要性调整,比如医疗记录这些高信息密度的可以达到20%左右,而普通文档只需10%左右即可。



2. 自适应分块


概念

不同于固定大小,自适应分块会尽量把自然文档单元(如条款、段落、章节)放在同一个块里,同时遵守最大token数约束。 这种方法典型的应用是法律法规等文档,因为这些文档通常有明确的章节或段落结构,可按「每一章」「每一节」进行分块处理。

使用场景

非常适合结构化文档:法律合同、协议、白皮书、政策文件等。

Python示例

importre

defadaptive_chunking(text,min_tokens=800,max_tokens=1200,boundary_pattern=r"SECTION\s+\d+:"):
sections=re.split(boundary_pattern,text)
chunks=[]
forsecinsections:
# 简化:如果 sec 很长,进一步拆分
words=sec.split()
iflen(words)<=max_tokens:
chunks.append(sec.strip())
else:
# 简单按句子拆
current=[]
forwinwords:
current.append(w)
iflen(current)>=max_tokens:
chunks.append(" ".join(current))
current=[]
ifcurrent:
chunks.append(" ".join(current))
returnchunks

# 用法
contract_text="""SECTION 1: ... SECTION 2: ..."""
chunks=adaptive_chunking(contract_text,min_tokens=800,max_tokens=1200)
print(len(chunks))

需要根据文档类型,使用正确的正则表达式识别边界,从而来提高质量。 此外,应该尽量避免在逻辑单元中间硬拆,否则上下文容易被破坏。除非块的大小仍旧不满足要求,才允许在逻辑单元中间进行拆分。



3. 基于实体分块


概念

先做命名实体识别,再按实体把相关句子聚到同一块里,而不是只按原文顺序切。

使用场景

适合知识库、以实体为核心的QA、新闻档案检索等。比如问「某某人这周做了什么?」,事先把该实体相关内容聚到一起,检索更高效。

Python 示例

importspacy
fromcollectionsimportdefaultdict

nlp=spacy.load("en_core_web_sm")

defentity_based_chunks(text):
doc=nlp(text)
entity_map=defaultdict(list)
forsentindoc.sents:
ents={ent.textforentinsent.ents}
foreinents:
entity_map[e].append(sent.text)
return{entity:" ".join(sents)forentity,sentsinentity_map.items()}

text="""Elon Musk announced a new AI initiative. Tesla unveiled its Model Y refresh. SpaceX launched its Starship test flight."""
chunks=entity_based_chunks(text)
forentity,chunkinchunks.items():
print(f"Entity:{entity}\nChunk:{chunk}\n")

可用特定的NER模型来识别实体。 每个实体生成一个块时,注意句子可能属于多个实体,存在重叠,可以按照重要性或者其他策略进行归类。



4. 混合分块


概念

从名字就可以看出来,可以把多种分块策略组成Pipeline:先按结构拆分,再做语义聚类,最后做实体保留。这样能兼顾结构、语义和实体三方面的优势。

使用场景

适合技术文档、API 文档、软件说明、混合内容(文本 + 代码)等。单一策略很难同时兼顾结构完整性、语义聚合和实体识别时,可以使用混合策略。

Python 示例

defhybrid_chunking(text):
# Step1: Recursive split by headings
sections=text.split("\n## ")
chunks_stage1=[secforsecinsections]
# Step2: Within each section, semantic cluster paragraphs (reuse previous code)
paragraphs=[sec.split("\n")forsecinchunks_stage1]
chunks_stage2=[]
forparasinparagraphs:
chunks_stage2.extend(topic_based_chunks(paras,n_clusters=2))
# Step3: Entity preservation: ensure entity sentences stay with their chunk
final_chunks=[]
forchunkinchunks_stage2:
# simple heuristic: if entity appears, include nearby sentences
final_chunks.append(chunk)
returnfinal_chunks

text="""## Authentication Methods … ## Error Handling … ## Rate Limiting … """
chunks=hybrid_chunking(text)
print(len(chunks))

Pipeline可以按照这种顺序处理:结构 → 语义 → 实体,由简到难。


5. 任务感知分块


概念

根据下游任务类型(如摘要、检索、问答等不同需求)选择不同分块规则。同一内容可以针对不同任务生成不同的分块方案。

使用场景

比如对代码库做摘要时,用更小的函数级分块;做检索时,按函数签名+文档字符串成块;做QA时,按类或模块级别成块。

Python 示例

deftask_aware_chunking(code_text,task='search'):
iftask=='summarization':
# chunk size small: 20-30 lines per function
returncode_text.split("\n\n")# 简化版
eliftask=='search':
# chunk: function signature + docstring
chunks=[]
forfuncincode_text.split("def "):
ifnotfunc.strip():continue
chunks.append("def "+func.split("\n")[0])
returnchunks
eliftask=='qa':
# chunk: entire class definitions (~100-200 lines)
returncode_text.split("class ")
else:
return[code_text]

code="""class AuthenticationManager: … def authenticate … def refresh_token …"""
fortaskin['summarization','search','qa']:
print(task,len(task_aware_chunking(code,task)))


6. 基于HTML/XML标签拆分


概念

解析 HTML 或 XML 的 DOM 结构,根据标签(如<h2><section><div>)来确定chunk的边界,更好地保留页面结构。

使用场景

适合处理爬虫网页、博客文章、在线文档等含结构化标记的内容。优点是能保留页面结构,而不是盲目按词或句拆分。

Python 示例

frombs4importBeautifulSoup

deftag_based_splitting(html,boundary_tags=["h2","section"]):
soup=BeautifulSoup(html,"html.parser")
chunks=[]
fortaginsoup.find_all(boundary_tags):
# get text of this section
section_text=tag.get_text(separator="\n")
chunks.append(section_text)
returnchunks

html="""<article><h2>Introduction</h2><p>…</p><h2>Supervised Learning</h2><p>…</p></article>"""
chunks=tag_based_splitting(html)
fori,cinenumerate(chunks):print(i,c[:50])

注意标签嵌套:例如<h3>是否作为子块,还是合并到<h2>,可以根据实际需求来定。



7. 基于抽象语法树的代码文件拆分


概念

针对代码文本,使用AST或语言特定模式识别函数、类、模块等逻辑边界来拆分。这种方法在很多Coding Agent出现,如Cursor,Trae等。

使用场景

适合开发文档、代码审查、自动生成文档、代码问答等场景。往往把整个类或函数作为一个 chunk,而不是简单按行数来切。

Python 示例

importast

defcode_specific_chunks(code):
tree=ast.parse(code)
chunks=[]
fornodeintree.body:
ifisinstance(node,ast.ClassDef)orisinstance(node,ast.FunctionDef):
start=node.lineno-1
end=node.end_lineno
chunk="\n".join(code.splitlines()[start:end])
chunks.append(chunk)
returnchunks

code="""
class UserManager:
def __init__(self):
pass
def add_user(self, name, email):
pass

def helper_function(x, y):
return x + y
"""
chunks=code_specific_chunks(code)
forcinchunks:
print("Chunk:",c.splitlines()[0])

可用ast来处理Python,或更通用的Tree-Sitter以支持更多的编程语言。 可以适当保留注释和docstring,以增强可读性和语义。


8. 正则表达式分块

概念

基于可预测的文本模式(时间戳、分隔符、标记等),用正则表达式定位拆分边界。每次匹配产生一个新块。

比如Jina-AI之前发布过的一个正则模板,号称使用正则表达式解析整本书《爱丽丝梦游仙境》只需要2毫秒,总共产生了1204个块。

使用场景

这种方法理论上能提取所有格式,但是需要根据实际情况调整正则表达式模式。

Python 示例

# 比如可以从日志记录中按时间戳进行切分
importre

defregex_chunking(text,pattern=r"\[\d{4}-\d{2}-\d{2} \d{2}:\d{2}:\d{2}\]"):
parts=re.split(pattern,text)
chunks=[]
forpartinparts:
ifpart.strip():
chunks.append(part.strip())
returnchunks

log="""[2025-01-15 10:23:45] INFO: User john logged in
[2025-01-15 10:24:12] ERROR: DB connection failed
[2025-01-15 10:24:15] INFO: Retrying…"""
chunks=regex_chunking(log)
forcinchunks:
print("Chunk:",c[:50])

一些实践经验

在选择文本分块策略时,一般需要从最简单的入手,如按照固定的chunk size进行切分,待效果稳定后再逐步升级到更复杂的方案。 在评估环节,需要通过检索准确率和响应质量等指标衡量实际效果,必要时可进行A/B测试。

此外,可以按照如下的技巧来快速选择合适的分块策略:

类型
分块策略
需要保留跨边界上下文
滑动窗口
处理合同、协议类文档
自适应分块
构建实体知识库
实体分块
内容复杂、结构多样
混合分块
任务不同
任务感知分块
结构化 HTML/XML 网页
标签拆分
代码内容
代码专用拆分
日志/流水/带标记文本
正则分块


总结

对于实际的应用来说,并没有包罗万象的分块方法,包括上面的提到这些分块策略,也并不能保证能够完美提升RAG的效果,只是在不同场景下的一种折衷方案而已。

好的分块策略不只是「把文本切成块」,而是要同时考虑内容类型/任务类型/文档结构,再选择或组合合适的方法, 让RAG系统更好地利用上下文、提供更准的答案,并提升整体体验。

掌握上面的几种策略,并结合自己正在做的场景做一些实验,通常都能带来很可观的提升。






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