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【RAG】HiQA:一种用于多文档问答的层次化上下文增强RAG

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链载Ai 显示全部楼层 发表于 昨天 11:33 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题

前言

文档领域的RAG,之前的工作如ChatPDF等很多的RAG框架,文档数量一旦增加,将导致响应准确性下降,如下图;现有RAG方法在处理具有相似内容(在面对大量难以区分的文档时)和结构的文档时表现不佳;用户查询常常涉及元信息,还增加了检索和生成的复杂性,导致检索的准确性会下降,本文介绍的方法-HiQA,一种用于主要解决多文档问答(MDQA)中的检索增强生成方法。

方法

提出了HiQA框架,用于解决多文档问答中的检索准确性问题。该框架主要由Markdown格式化器(Markdown Formatter)、分层上下文增强器(Hierarchical Contextual Augmentor, HCA)、多路径检索器(Multi-Route Retriever, MRR)三部分组成。

Markdown格式化器(Markdown Formatter)

该部分主要是使用大模型的方式指导文档解析生成markdown的过程,这样的比较耗费时间,可以考虑替换成一些轻量的解析方法,常见的过程可以参考以往的一些文档《【文档智能 & RAG】RAG增强之路:增强PDF解析并结构化技术路线方案及思路》

下面看看这篇文章介绍的过程:

首先,使用LLM将源文档转换为Markdown格式的文档,每个章节对应一个自然段落,包含章节元数据和内容。LLM的处理过程如下:

其中,是输入的PDF文档,是输出的Markdown文档,是语言模型,是第个时间步的输出。

对于图片引用: 利用一个名为PDFImageSearcher的开源工具,用于从文档中提取位图和SVG矢量图 像,以及一个API来检索图像。它利用图像周围的文本、图像标题和一个可选的视觉语言模型,为每个图像生成一个描述性文件。

对表格增强:表格的语义值源自其定义,包括整体描述、标题和行/列标签,因此,在嵌入表格时,仅关注这些语义元素,将表格视为类似文本知识。

对图片增强:利用视觉语言生成模型来创建描述性标题,这些标题包含了图像的显著特征。然后对这些标题进行嵌入。

总之,为了得到高质量的文档处理结果,使用指令进行生成markdown核心思想如下:

  • 将文档中的每一章,无论其级别如何,都视为Markdown中的一级标题,并附上数字标识符。将每章视为一个知识片段,而不是固定大小的块。
  • 设置正确的章节编号,后面跟着章节标题。
  • 通过Markdown语法生成表格并记录表格标题。

分层上下文增强器(Hierarchical Contextual Augmentor, HCA)

使用级联文档结构在数据处理过程中进行文本增强:

从Markdown文件中提取层次结构元数据,并将其级联到每个章节,形成增强的段落。具体步骤包括:

  • 使用深度优先搜索遍历章节树,连接和传递元数据。
  • 对文本、表格和图像等不同类型的段落进行不同的处理。

多路径检索器(Multi-Route Retriever, MRR)

最后,采用多路径检索方法来找到最适合的段落,并将其作为上下文输入到语言模型中。具体方法包括:

  • 向量相似性匹配:使用Elasticsearch和BM25。
  • 关键词匹配:使用预训练的关键实体检测模型提取关键词。
  • 补偿向量相似性限制:结合基于频率的检索技术和关键词排名策略。

综合以上三个组件,形成了HiQA框架。公式如下:

其中,、是超参数,分别平衡向量相似性和信息检索得分的贡献,表示匹配的关键词数量。

实验效果

总结

本文介绍了HiQA,这是一个专门为了解决现有RAG在多文档问答(MDQA)环境中的局限性而设计的新型框架,特别是在处理无法区分的多文档时。利用文档的结构元数据有效地进行块分割和嵌入增强,并辅以多路检索机制以提高检索效率。

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