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RAG—Chunking策略实战|得物技术

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目录

一、背景

二、什么是分块(Chunking)

三、为何要对内容做分块处理

四、分块策略详解

1. 基础分块

2. 结构感知分块

3. 语义与主题分块

4. 高级分块

5. 混合分块

五、结论


背 景

在 RAG 系统中,即便采用性能卓越的 LLM 并反复打磨 Prompt,问答仍可能出现上下文缺失、事实性错误或拼接不连贯等问题。多数团队会频繁更换检索算法与 Embedding模型,但收益常常有限。真正的瓶颈,往往潜伏在数据入库之前的一个细节——文档分块(chunking)。不当的分块会破坏语义边界,拆散关键线索并与噪声纠缠,使被检索的片段呈现“顺序错乱、信息残缺”的面貌。在这样的输入下,再强大的模型也难以基于支离破碎的知识推理出完整、可靠的答案。某种意义上,分块质量几乎决定了RAG的性能上限——它决定知识是以连贯的上下文呈现,还是退化为无法拼合的碎片。


在实际场景中,最常见的错误是按固定长度生硬切割,忽略文档的结构与语义:定义与信息被切开、表头与数据分离、步骤说明被截断、代码与注释脱节,结果就是召回命中却无法支撑结论,甚至诱发幻觉与错误引用。相反,高质量的分块应尽量贴合自然边界(标题、段落、列表、表格、代码块等),以适度重叠保持上下文连续,并保留必要的来源与章节元数据,确保可追溯与重排可用。当分块尊重文档的叙事与结构时,检索的相关性与答案的事实一致性往往显著提升,远胜于一味更换向量模型或调参;换言之,想要真正改善 RAG 的稳健性与上限,首先要把“知识如何被切开并呈现给模型”这件事做好。


PS:本文主要是针对中文文档类型的嵌入进行实战。

什么是分块(Chunking)

分块是将大块文本分解成较小段落的过程,这使得文本数据更易于管理和处理。通过分块,我们能够更高效地进行内容嵌入(embedding),并显著提升从向量数据库中召回内容的相关性和准确性。


在实际操作中,分块的好处是多方面的。首先,它能够提高模型处理的效率,因为较小的文本段落更容易进行嵌入和检索。


其次,分块后的文本能够更精确地匹配用户查询,从而提供更相关的搜索结果。这对于需要高精度信息检索和内容生成的应用程序尤为重要。


通过优化内容的分块和嵌入策略,我们可以最大化LLM在各种应用场景中的性能。分块技术不仅提高了内容召回的准确性,还提升了整体系统的响应速度和用户体验。


因此,在构建和优化基于LLM的应用程序时,理解和应用分块技术是不可或缺的步骤。


分块过程中主要的两个概念:chunk_size块的大小,chunk_overlap重叠窗口。


为何要对内容做分块处理

  • 模型上下文窗口限制:LLM无法一次处理超长文本。分块的目的在于将长文档切成模型可稳定处理的中等粒度片段,并尽量对齐自然语义边界(如标题、段落、句子、代码块),避免硬切导致关键信息被截断或语义漂移。即便使用长上下文模型,过长输入也会推高成本并稀释信息密度,合理分块仍是必需的前置约束。


  • 检索的信噪比:块过大时无关内容会稀释信号、降低相似度判别力;块过小时语境不足、容易“只命中词不命中义”。合适的块粒度可在召回与精度间取得更好平衡,既覆盖用户意图,又不引入多余噪声。在一定程度上提升检索相关性的同时又能保证结果稳定性。


  • 语义连续性:跨段落或跨章节的语义关系常在边界处被切断。通过设置适度的 chunk_overlap,可保留跨块线索、减少关键定义/条件被“切开”的风险。对于强结构文档,优先让边界贴合标题层级与句子断点;必要时在检索阶段做轻量邻近扩展,以提升答案的连贯性与可追溯性,同时避免重复内容挤占上下文预算。


总之理想的分块是在“上下文完整性”和“信息密度”之间取得动态平衡:chunk_size决定信息承载量,chunk_overlap用于弥补边界断裂并维持语义连续。只要边界对齐语义、粒度贴合内容,检索与生成的质量就能提升。


分块策略详解

基础分块

基于固定长度分块

  • 分块策略:按预设字符数chunk_size直接切分,不考虑文本结构。

  • 优点:实现最简单、速度快、对任意文本通用。

  • 缺点:容易破坏语义边界;块过大容易引入较多噪声,过小则会导致上下文不足。

  • 适用场景:结构性弱的纯文本,或数据预处理初期的基线方案。

from langchain_text_splitters import CharacterTextSplitter
splitter = CharacterTextSplitter( separator="", # 纯按长度切 chunk_size=600, # 依据实验与模型上限调整 chunk_overlap=90, # 15% 重叠)chunks = splitter.split_text(text)
  • 参数建议(仅限中文语料建议)

    • chunk_size:300–800 字优先尝试;若嵌入模型最佳输入为 512/1024 tokens,可折算为约 350/700 中文字符起步。

    • chunk_overlap:10%–20% 起步;超过 30% 通常导致索引体积与检索开销显著上升,对实际性能起负作用,最后的效果并不会得到明显提升。


基于句子的分块

  • 分块策略:先按句子切分,再将若干句子聚合成满足chunk_size的块;保证最基本的语义完整性。

  • 优点:句子级完整性最好。对问句/答句映射友好。便于高质量引用。

  • 缺点:中文分句需特别处理。仅句子级切分可能导致块过短,需后续聚合。

  • 适用场景:法律法规、新闻、公告、FAQ 等以句子为主的文本。

  • 中文分句注意事项

    • 不要直接用 NLTK 英文 Punkt:无法识别中文标点,分句会失败或异常。

    • 可以直接使用以下内容进行分句:

      • 基于中文标点的正则:按“。!?;”等切分,保留引号与省略号等边界。

      • 使用支持中文的 NLP 库进行更精细的分句:

      • HanLP(推荐,工业级,支持繁多语言学特性)Stanza(清华/斯坦福合作,中文支持较好)spaCy + pkuseg 插件(或 zh-core-web-sm/med/lg 生态)

  • 示例(适配常见中文标点,基于正则的分句):

importre
defsplit_sentences_zh(text:str): # 在句末标点(。!?;)后面带可选引号的场景断句 pattern = re.compile(r'([^。!?;]*[。!?;]+|[^。!?;]+$)') sentences = [m.group(0).strip()forminpattern.finditer(text)ifm.group(0).strip()] returnsentences
defsentence_chunk(text:str, chunk_size=600, overlap=80): sents = split_sentences_zh(text) chunks, buf = [],"" forsinsents: iflen(buf) +len(s) <= chunk_size: buf += s else: ifbuf: chunks.append(buf) # 简单重叠:从当前块尾部截取 overlap 字符与下一句拼接 buf = (buf[-overlap:]ifoverlap >0andlen(buf) > overlapelse"") + s ifbuf: chunks.append(buf) returnchunks
chunks = sentence_chunk(text, chunk_size=600, overlap=90)

HanLP 分句示例:

fromhanlp_common.constantimportROOTimporthanlp
tokenizer = hanlp.load('KU_NAME_MERGED_SIX_MONTHS_CONVSEG') # 或句法/句子级管线# HanLP 高层 API 通常通过句法/语料管线获得句子边界,具体以所用版本 API 为准# 将句子列表再做聚合为 chunk_size


基于递归字符分块

  • 分块策略:给定一组由“粗到细”的分隔符(如段落→换行→空格→字符),自上而下递归切分,在不超出chunk_size的前提下尽量保留自然语义边界。

  • 优点:在“保持语义边界”和“控制块大小”之间取得稳健平衡,对大多数文本即插即用。

  • 缺点:分隔符配置不当会导致块粒度失衡,极度格式化文本(表格/代码)效果一般。

  • 适用场景:综合性语料、说明文档、报告、知识库条目。

importrefromlangchain_text_splittersimportRecursiveCharacterTextSplitter
separators = [ r"\n#{1,6}\s", # 标题 r"\n\d+(?:\.\d+)*\s", # 数字编号标题 1. / 2.3. 等 "\n\n", # 段落 "\n", # 行 " ", # 空格 "", # 兜底字符级]splitter = RecursiveCharacterTextSplitter( separators=separators, chunk_size=700, chunk_overlap=100, is_separator_regex=True, # 告诉分割器上面包含正则)chunks = splitter.split_text(text)
  • 参数与分隔符建议(仅中文文档建议):

    • chunk_size:400–800 字符;如果内容更技术化、长句多时可适当上调该数值。

    • chunk_overlap:10%–20%。

    • separators(由粗到细,按需裁剪):

      • 章节/标题:正则 r"^#{1,6}\s"(Markdown 标题)、r"^\d+(.\d+)*\s"(编号标题)

      • 段落:"\n\n"

      • 换行:"\n"

      • 空格:" "

      • 兜底:""

总结

  • 调优流程:

    • 固定检索与重排,只动分块参数。

    • 用验证集计算 Recall@k、nDCG、MRR、来源命中文档覆盖率、答案事实性(faithfulness)。

    • 观察块长分布:若长尾太长,适当收紧chunk_size或增加粗粒度分隔符;若过短,放宽chunk_size或降低分隔符优先级。


  • 重叠的成本与收益:

    • 收益:缓解边界断裂,提升答案连贯性与可追溯性。

    • 成本:索引尺寸增长、召回重复块增多、rerank 负载提升。通常不建议超过 20%–25%。


  • 组合技巧:

    • 先递归分块,再对“异常长句”或“跨段引用”场景加一点点额外overlap。

    • 对标题块注入父级标题上下文,提高定位能力与可解释性。


  • 何时切换策略:

    • 若问答频繁丢上下文或引用断裂:增大overlap或改用句子/结构感知策略。

    • 若召回含噪过多:减小chunk_size或引入更强的结构分隔符。


结构感知分块

利用文档固有结构(标题层级、列表、代码块、表格、对话轮次)作为分块边界,逻辑清晰、可追溯性强,能在保证上下文完整性的同时提升检索信噪比。


结构化文本分块

  • 分块策略

    以标题层级(H1–H6、编号标题)或语义块(段落、列表、表格、代码块)为此类型文档的天然边界,对过长的结构块再做二次细分,对过短的进行相邻合并。


  • 实施步骤

    • 解析结构:Markdown用解析器remark/markdown-it-py或正则识别标题与语块;HTML用 DOMBeautifulSoup/Cheerio遍历Hx、p、li、pre、table等。

    • 生成章节:以标题为父节点,将其后的连续兄弟节点纳入该章节,直至遇到同级或更高层级标题。

    • 二次切分:章节超出chunk_size时,优先按子标题/段落切,再不足时按句子或递归字符切分。

    • 合并短块:低于min_chunk_chars的块与相邻块合并,优先与同一父标题下的前后块。

    • 上下文重叠:优先用“结构重叠”(父级标题路径、前一小节标题+摘要),再辅以小比例字符overlap(10%–15%)。

    • 写入 metadata。


  • 示例代码

importrefromtypingimportList,Dict
heading_pat = re.compile(r'^(#{1,6})\s+(.*)$') # 标题fence_pat = re.compile(r'^```') # fenced code fence
defsplit_markdown_structure(text:str, chunk_size=900, min_chunk=250, overlap_ratio=0.1) ->List[Dict]: lines = text.splitlines() sections = [] in_code =False current = {"level":0,"title":"","content": [],"path": []} path_stack = [] # [(level, title)] forlninlines: iffence_pat.match(ln): in_code =notin_code m = heading_pat.match(ln)ifnotin_codeelseNone ifm: ifcurrent["content"]: sections.append(current) level =len(m.group(1)) title = m.group(2).strip()
whilepath_stackandpath_stack[-1][0] >= level: path_stack.pop() path_stack.append((level, title)) breadcrumbs = [tfor_, tinpath_stack] current = {"level": level,"title": title,"content": [],"path": breadcrumbs} else: current["content"].append(ln) ifcurrent["content"]: sections.append(current) # 通过二次拆分/合并将部分平铺成块 chunks = [] defemit_chunk(text_block:str, pathist[str], level:int): chunks.append({ "text": text_block.strip(), "meta": { "section_title": path[-1]ifpathelse"", "breadcrumbs": path, "section_level": level, } }) forsecinsections: raw ="\n".join(sec["content"]).strip() ifnotraw: continue iflen(raw) <= chunk_size: emit_chunk(raw, sec["path"], sec["level"]) else: paras = [p.strip()forpinraw.split("\n\n")ifp.strip()] buf ="" forpinparas: iflen(buf) +len(p) +2<= chunk_size: buf += (("\n\n"+ p)ifbufelsep) else: ifbuf: emit_chunk(buf, sec["path"], sec["level"]) buf = p ifbuf: emit_chunk(buf, sec["path"], sec["level"]) merged = [] forchinchunks: ifnotmerged: merged.append(ch) continue iflen(ch["text"]) < min_chunkandmerged[-1]["meta"]["breadcrumbs"] == ch["meta"]["breadcrumbs"]: merged[-1]["text"] +="\n\n"+ ch["text"] else: merged.append(ch) overlap =int(chunk_size * overlap_ratio) forchinmerged: bc =" > ".join(ch["meta"]["breadcrumbs"][-3:]) prefix =f"[{bc}]\n"ifbcelse"" ifprefixandnotch["text"].startswith(prefix): ch["text"] = prefix + ch["text"] # optional character overlap can在检索阶段用邻接聚合替代,这里略 returnmerged
  • 参数建议(中文文档)

    • chunk_size:600–1000 字;技术文/长段落可取上限,继续适当增加。

    • min_chunk_chars:200–300 字(小于则合并)。

    • chunk_overlap:10%–15%;若使用“父级标题路径 + 摘要”作为结构重叠,可降至 5%–10%。


对话式分块

  • 分块策略

    以“轮次/说话人”为边界,优先按对话邻接对和小段话题窗口聚合。重叠采用“轮次重叠”而非单纯字符重叠,保证上下文流畅。


  • 适用场景

    客服对话、访谈、会议纪要、技术支持工单等多轮交流。


  • 检索期邻接聚合

    在检索阶段对对话块做“邻接扩展”:取被召回块前后各 1–2 轮上下文(或相邻块拼接)作为最终送审上下文,以提高回答连贯性与可追溯性。


  • 与重排协同

    可提升对“谁说的、在哪段说的”的判断力。


  • 示例代码:(按轮次滑动窗口分块)

fromtypingimportList,Dict
defchunk_dialogue(turnsist[Dict], max_turns=10, max_chars=900, overlap_turns=2): """ turns: [{"speaker":"User","text":"..." , "ts_start":123, "ts_end":130}, ...] """ chunks = [] i =0 whilei <len(turns): j = i char_count =0 speakers =set() whilej <len(turns): t = turns[j] uttr_len =len(t["text"]) # 若单条超长,允许在句级二次切分(此处略),但不跨 speaker if(j - i +1) > max_turnsor(char_count + uttr_len) > max_chars: break char_count += uttr_len speakers.add(t["speaker"]) j +=1 ifj > i: window = turns[i:j] elifi <len(turns): window = [turns[i]] else: break text ="\n".join([f'{t["speaker"]}:{t["text"]}'fortinwindow]) meta = { "speakers":list(speakers), "turns_range": (i, j -1), "ts_start": window[0].get("ts_start"), "ts_end": window[-1].get("ts_end"), } chunks.append({"text": text,"meta": meta}) # 按轮次重叠回退 ifj >=len(turns): break next_start = i +len(window) - overlap_turns i =max(next_start, i +1) # 确保至少前进1步 returnchunks
  • 参数建议

    • max_turns_per_chunk:6–12 轮起步;语速快信息密度高可取 8–10。

    • max_chars_per_chunk:600–1000 字;若存在长段独白,优先句级再切,不跨说话人。

    • overlap_turns:1–2 轮;保证上一问下一答的连续性。

    • keep_pairing:不要拆开明显的问答对;若 chunk 临界,宁可扩一轮或后移切分点。


总结

  • 首选用结构边界做第一次切分,再用句级/递归策略做二次细分。

  • 优先使用“结构重叠”(父标题路径、上段标题+摘要、相邻发言)替代大比例字符重叠。

  • 为每个块写好 metadata,可显著提升检索质量与可解释性。

  • 对 PDF/HTML 先去噪(页眉页脚、导航、广告等),避免把噪声索引进库。


语义与主题分块

该方法不依赖文档的物理结构,而是依据语义连续性与话题转移来决定切分点,尤其适合希望“块内高度内聚、块间清晰分界”的知识库与研究类文本。


语义分块

  • 分块策略

    • 对文本先做句级切分,计算句子或短段的向量表示;

    • 当相邻语义的相似度显著下降(发生“语义突变”)时设为切分点。


  • 适用场景

    • 专题化、论证结构明显的文档:

    • 白皮书、论文、技术手册、FAQ 聚合页;

    • 需要高内聚检索与高可追溯性。


  • 使用流程

    • 句级切分:先用中文分句(标点/中文分句模型)得到句子序列。

    • 向量化:对每个句子编码,开启归一化(normalize)以便用余弦相似度。

    • 突变检测:

      • 简单粗暴的方法:sim(i, i-1) 低于阈值则切分。

      • 稳健的方法:与“前后窗口的均值向量”比较,计算新颖度 novelty = 1 - cos(emb_i, mean_emb_window),新颖度高于阈值则切分。

      • 平滑的方法:对相似度/新颖度做移动平均,降低抖动。

    • 约束与修正:设置最小/最大块长,避免过碎或过长,必要时进行相邻块合并。


  • 与检索/重排的协同

    召回时可做“邻接扩展”(把被命中的块前后各追加一两句),再做重排序。语义分块的高内聚可让 重排序更精准地区分相近候选。


  • 代码示例

fromtypingimportList,Dict,Tupleimportnumpyasnpfromsentence_transformersimportSentenceTransformerimportre
defsplit_sentences_zh(text:str) ->List[str]: # 简易中文分句,可替换为 HanLP/Stanza 更稳健的实现 pattern = re.compile(r'([^。!?;]*[。!?;]+|[^。!?;]+$)') return[m.group(0).strip()forminpattern.finditer(text)ifm.group(0).strip()]
defrolling_mean(vecs: np.ndarray, i:int, w:int) -> np.ndarray: s =max(0, i - w) e =min(len(vecs), i + w +1) returnvecs[s:e].mean(axis=0)
defsemantic_chunk( text:str, model_name:str="BAAI/bge-m3", window_size:int=2, min_chars:int=350, max_chars:int=1100, lambda_std:float=0.8, overlap_chars:int=80,) ->List[Dict]: sents = split_sentences_zh(text) ifnotsents: return[] model = SentenceTransformer(model_name) emb = model.encode(sents, normalize_embeddings=True, batch_size=64, show_progress_bar=False) emb = np.asarray(emb) # 基于窗口均值的“新颖度”分数 novelties = [] foriinrange(len(sents)): ref = rolling_mean(emb, i-1, window_size)ifi >0elseemb[0] ref = ref / (np.linalg.norm(ref) +1e-8) novelty =1.0-float(np.dot(emb[i], ref)) novelties.append(novelty) novelties = np.array(novelties) # 相对阈值:μ + λσ mu, sigma =float(novelties.mean()),float(novelties.std() +1e-8) threshold = mu + lambda_std * sigma chunks, buf, start_idx = [],"",0 defflush(end_idx:int): nonlocalbuf, start_idx ifbuf.strip(): chunks.append({ "text": buf.strip(), "meta": {"start_sent": start_idx,"end_sent": end_idx-1} }) buf, start_idx ="", end_idx fori, sinenumerate(sents): # 若超长则先冲洗 iflen(buf) +len(s) > max_charsandlen(buf) >= min_chars: flush(i) # 结构化重叠:附加上一个块的尾部 ifoverlap_chars >0andlen(s) < overlap_chars: buf = s continue buf += s # 达到最小长度后遇到突变则切分 iflen(buf) >= min_charsandnovelties[i] > threshold: flush(i +1) ifbuf: flush(len(sents)) returnchunks
  • 参数调优说明(仅作参考)

    • 阈值的含义:语义变化敏感度控制器,越低越容易切、越高越保守。

    • 设定方式:

      • 绝对阈值:例如使用余弦相似度,若 sim < 0.75 则切分(需按语料校准)。

      • 相对阈值:对全篇的相似度/新颖度分布估计均值μ与标准差σ,使用 μ ± λσ 作为阈值,更稳健。

    • 初始的配置建议(仅限于中文技术/说明文档):

      • 窗口大小 window_size:2–4 句

      • 最小/最大块长:min_chunk_chars=300–400,max_chunk_chars=1000–1200

      • 阈值策略:novelty > μ + 0.8σ 或相似度 < μ - 0.8σ(先粗调后微调)

      • overlap:10% 左右或按“附加上一句”做轻量轮次重叠


主题的分块

  • 分块策略

    利用主题模型或聚类算法在“宏观话题”发生切换时进行切分,更多的关注章节级、段落级的主题边界。该类分块策略主要适合长篇、多主题材料。


  • 适用场景

    • 报告、书籍、长调研文档、综合评审;

    • 当文档内部确有较稳定的“话题块”。


  • 使用流程(最好用“句向量 + 聚类 + 序列平滑”而非纯 LDA)

    • 句级切分并编码:首先通过向量模型得到句向量,normalize。

    • 文档内或语料级聚类:

      • 文档内小规模:MiniBatchKMeans(k=3–8 先验)或 SpectralClustering。

      • 语料级统一主题:在大量文档上聚类(或用 HDBSCAN+UMAP),再将每篇文档的句子映射到最近主题中心。

    • 序列平滑与解码:

      • 对句子的主题标签做滑窗多数投票或一阶马尔可夫平滑,避免频繁抖动。

      • 当主题标签稳定变化并满足最小块长时,设为切分点。

    • 主题命名:

      用 KeyBERT/TF-IDF 在每个块内抽关键词,或用小模型生成一句话主题摘要,写入 metadata。

    • 约束:min/max_chars,保留代码/表格等原子块,必要时与结构边界结合使用。


  • 代码示例(KMeans 文档内聚类 + 序列平滑)

fromtypingimportList,Dictimportnumpyasnpfromsentence_transformersimportSentenceTransformerfromsklearn.clusterimportKMeansimportre
defsplit_sentences_zh(text:str) ->List[str]: pattern = re.compile(r'([^。!?;]*[。!?;]+|[^。!?;]+$)') return[m.group(0).strip()forminpattern.finditer(text)ifm.group(0).strip()]
deftopic_chunk( text:str, k_topics:int=5, min_chars:int=500, max_chars:int=1400, smooth_window:int=2, model_name:str="BAAI/bge-m3") ->List[Dict]: sents = split_sentences_zh(text) ifnotsents: return[] model = SentenceTransformer(model_name) emb = model.encode(sents, normalize_embeddings=True, batch_size=64, show_progress_bar=False) emb = np.asarray(emb) km = KMeans(n_clusters=k_topics, n_init="auto", random_state=42) labels = km.fit_predict(emb) # 简单序列平滑:滑窗多数投票 smoothed = labels.copy() foriinrange(len(labels)): s =max(0, i - smooth_window) e =min(len(labels), i + smooth_window +1) window = labels[s:e] vals, counts = np.unique(window, return_counts=True) smoothed[i] =int(vals[np.argmax(counts)]) chunks, buf, start_idx, cur_label = [],"",0, smoothed[0] defflush(end_idx:int): nonlocalbuf, start_idx ifbuf.strip(): chunks.append({ "text": buf.strip(), "meta": {"start_sent": start_idx,"end_sent": end_idx-1,"topic":int(cur_label)} }) buf, start_idx ="", end_idx fori, sinenumerate(sents): switched = smoothed[i] != cur_label over_max =len(buf) +len(s) > max_chars under_min =len(buf) < min_chars # 尝试延后切分,保证最小块长 ifswitchedandnotunder_min: flush(i) cur_label = smoothed[i] ifover_maxandnotunder_min: flush(i) buf += s ifbuf: flush(len(sents)) returnchunks
  • 一些参数对结果的影响

    • k(主题数):难以精准预设,可通过轮廓系数(silhouette)/肘部法初筛,再结合领域先验与人工校正。

    • HDBSCAN:min_cluster_size 影响较大,过小会碎片化,过大则合并不同话题。

    • min_topic_span_sents:如 5–8 句,防止标签抖动导致过密切分。

    • 小文档不宜用:样本太少时主题不可分,优先用语义分块或结构分块。


高级分块

小-大分块

  • 分块策略

    用“小粒度块”(如句子/短句)做高精度召回,定位到最相关的微片段;再将其“所在的大粒度块”(如段落/小节)作为上下文送入 LLM,以兼顾精确性与上下文完整性。


  • 使用流程

    • 构建索引(离线):

      • Sentence/短句索引(索引A):单位为句子或子句。

      • 段落/小节存储(存储B):保留原始大块文本与结构信息。

    • 检索(在线):

      • 用索引A召回 top_k_small 个小块(向量检索)。

      • 将小块按 parent_id 分组,计算组内分数(max/mean/加权),选出 top_m_big 个父块候选。

      • 对“查询-父块文本”做交叉编码重排,提升相关性排序的稳定性。

      • 上下文组装:在每个父块中高亮或优先保留命中小句附近的上下文(邻近N句或窗口字符 w),在整体 token 预算内拼接多块。


  • 代码示例(伪代码)

# 离线:构建小块索引,并保存 parent_id -> 大块文本 的映射# 在线检索:small_hits = small_index.search(embed(query), top_k=30)groups = group_by_parent(small_hits)scored_parents = score_groups(groups, agg="max")candidates = top_m(scored_parents, m=3)
# 交叉编码重排rerank_inputs = [(query, parent_text(pid)) for pid in candidates]reranked = cross_encoder_rerank(rerank_inputs)
# 组装上下文:对每个父块,仅保留命中句及其邻近窗口,并加上标题路径contexts = []for pid, _ in reranked: hits = groups[pid] context = build_local_window(parent_text(pid), hits, window_sents=1) contexts.append(prefix_with_breadcrumbs(pid) + context)
final_context = pack_under_budget(contexts, token_budget=3000) # 留出回答空间

父子段分块

  • 分块策略

    将文档按章节/段落等结构单元切成“父块”(Parent),再在每个父块内切出“子块”(通常为句子/短段或者笃固定块)。然后为“子块”建向量索引以做高精度召回。当检索时先召回子块,再按 parent_id 聚合并扩展到父块或父块中的局部窗口,兼顾最后召回内容的精准与上下文完整性。


  • 适用场景

    • utside;" class="list-paddingleft-1">
    • 结构清晰的说明文、手册、白皮书、法规、FAQ 聚合页;

    • 需要“句级证据准确 + 段/小节级上下文完整”的问答。


  • 使用流程

    • 结构粗切(父块)

      • 按标题层级/段落/代码块切出父块。

      • 父块写入 breadcrumbs(H1/H2/...)、anchor、block_type、start/end_offset。

    • 精细切分(子块)

      • 在父块内部以句子/子句/固定块为单位切分(可用递归分块兜底),小比例 overlap(或附加上一句内容)。

      • 为每个子块记录child_offset、sent_index_range、parent_id。

    • 建索引与存储

      • 子块向量索引A:先编码,normalize 后建索引。

      • 父块存储B:保存原文与结构元信息,此处可以选建一个父块级向量索引用于粗排或回退。

    • 检索与组装

      • 用索引A召回 top_k_child 子块。

      • 按 parent_id 分组并聚合打分(max/mean/命中密度),选出 top_m_parent 父块候选。

      • 对 (query, parent_text 或 parent_window) 交叉编码重排。

      • 上下文裁剪:对每个父块仅保留“命中子块±邻近窗口”(±1–2 句或 80–200 字),加上标题路径前缀,控制整体 token 预算。


  • 打分与聚合策略

    • 组分数:score_parent = α·max(child_scores) + (1-α)·mean(child_scores) + β·coverage(命中子块数/父块子块总数)。

    • 密度归一化:density = sum(exp(score_i)) / length(parent_text),为避免长父块因命中多而“天然占优”。

    • 窗口合并:同一父块内相邻命中窗口若间距小于阈值则合并,减少重复与碎片。


  • 与“小-大分块”的关系

    • 小-大分块是检索工作流(小粒度召回→大粒度上下文);

    • 父子段分块是数据建模与索引设计(显式维护 parent–child 映射)。

    • 两者强相关、常配合使用:父子映射让小-大扩展更稳、更易去重与回链。


  • 示例

fromtypingimportList,Dict,Tupleimportnumpyasnpfromsentence_transformersimportSentenceTransformer

embedder = SentenceTransformer("BAAI/bge-m3")
defsearch_parent_child(query:str, top_k_child=40, top_m_parent=3, window_chars=180): q = embedder.encode([query], normalize_embeddings=True)[0] hits = small_index.search(q, top_k=top_k_child) # 返回 [(child_id, score), ...] # 分组 groupsict[str,List[Tuple[str,float]]] = {} forcid, scoreinhits: p = child_parent_id[cid] groups.setdefault(p, []).append((cid,float(score))) # 聚合打分(max + coverage) scored = [] forpid, itemsingroups.items(): scores = np.array([sfor_, sinitems]) agg =0.7* scores.max() +0.3* (len(items) / (len(parents[pid]["sent_spans"]) +1e-6)) scored.append((pid,float(agg))) scored.sort(key=lambdax: x[1], reverse=True) candidates = [pidforpid, _inscored[:top_m_parent]] # 为每个父块构造“命中窗口” contexts = [] forpidincandidates: ptext = parents[pid]["text"] # 找到子块命中区间并合并窗口 spans =sorted([(children[cid]["start"], children[cid]["end"])forcid, _ingroups[pid]]) merged = [] fors, einspans: s =max(0, s - window_chars) e =min(len(ptext), e + window_chars) ifnotmergedors > merged[-1][1] +50: merged.append([s, e]) else: merged[-1][1] =max(merged[-1][1], e) windows = [ptext[s:e]fors, einmerged] prefix =" > ".join(parents[pid]["meta"].get("breadcrumbs", [])[-3:]) contexts.append((pid,f"[{prefix}]\n"+"\n...\n".join(windows))) # 交叉编码重排(此处用占位函数) reranked = cross_encoder_rerank(query, [c[1]forcincontexts]) # 返回 indices 顺序 ordered = [contexts[i]foriinreranked] returnordered # [(parent_id, context_text), ...]
  • 调参建议(仅作参考,具体需要按照实际来)

    调参顺序:先定父/子块长度 → 标定 top_k_child 与聚合权重 → 调整窗口大小与合并阈值 → 最后接入交叉编码重排并控制 token 预算。


代理式分块

  • 分块策略

    使用一个小温度、强约束的 LLM Agent 模拟“人类阅读与编排”,根据语义、结构与任务目标动态决定分块边界,并输出结构化边界信息与理由(rationale 可选,不用于检索)。


  • 适用场景

    • utside;" class="list-paddingleft-1">
    • 高度复杂、长篇、非结构化且混合格式(文本+代码+表格)的文档;

    • 结构/语义/主题策略单独使用难以取得理想边界时。


  • 使用时的注意事项

    • 规则护栏:

      • 禁止在代码块、表格单元、引用块中间切分,对图片/公式作为原子单元处理。

      • 保持标题链路完整,强制最小/最大块长(min/max_chars / min/max_sents)。

    • 目标对齐:

      在系统提示中明确“为了检索问答/用于摘要/用于诊断”的目标,Agent 以任务优先级决定边界与上下文冗余度。

    • 结构化输出:

      要求输出 segments: [{start_offset, end_offset, title_path, reason}],不能接受自由文本。

    • 自检与回退:

      Agent 产出的边界先过一遍约束校验器(如长度、原子块、顺序等),不符合规则的内容则自动回退到递归/句级分块。

    • 成本控制:

      • 长文分批阅读(分段滑动窗口);

      • 在每段末尾只输出边界草案,最终汇总并去重;

      • 温度低(≤0.3)、max_tokens 受控。


  • 示例:Agent 输出模式(伪 Prompt 片段)

系统:你是分块器。目标:为RAG检索创建高内聚、可追溯的块。规则:1) 不得在代码/表格/公式中间切分;2) 每块400-1000字;3) 保持标题路径完整;4) 尽量让“定义+解释”在同一块;5) 输出JSON,含start_offset/end_offset/title_path。
用户:<文档片段文本>助手(示例输出):{"segments": [ {"start":0,"end":812,"title_path": ["指南","安装"],"reason":"完整步骤+注意事项"}, {"start":813,"end":1620,"title_path": ["指南","配置"],"reason":"参数表与示例紧密相关"} ]}
  • 集成的流程

    • 粗切:先用结构感知/递归策略获得初步块,降低 Agent 处理跨度。

    • Agent 精修:对“疑难块”(过长/多格式/主题混杂)调用 Agent 细化边界。

    • 质检:规则校验 + 语义稀疏度检测(块内相似度方差过大则再细分)。

    • 写入 metadata。


混合分块

单一策略难覆盖所有文档与场景。混合分块通过“先粗后细、按需细化”,在效率、可追溯性与答案质量之间取得稳健平衡。


  • 分块策略

    先用宏观边界(结构感知)做粗粒度切分,再对“过大或主题跨度大的块”应用更精细的策略(递归、句子、语义/主题)。查询时配合“小-大分块”/“父子段分块”的检索组装,以小精召回、以大保上下文。


  • 使用流程

    • 粗切(离线):按标题/段落/代码块/表格等结构单元切分,清理噪声(页眉页脚/导航)。

    • 细化(离线):对超长或密度不均的块,按规则选用递归/句子/语义分块二次细分。

    • 索引(离线):同时为“小块索引(句/子句)”与“大块存储(段/小节)”生成数据与metadata。

    • 检索(在线):小块高精度召回 → 按父块聚合与重排→ 在父块中抽取命中句邻域作为上下文,控制整体 token 预算。


  • 策略选择规则

    • 若块类型为代码/表格/公式:保持原子,不在中间切分,直接与其解释文字打包。

    • 若为对话:按轮次/说话人做对话式分块,overlap 使用“轮次重叠”。

    • 若为普通说明文/Markdown章节:

      • 长度 > max_coarse或句长方差高/标点稀疏:优先语义分块(句向量+突变阈值)。

      • 否则:递归字符分块(标题/段落/换行/空格/字符)保持语义边界。

    • 对过短块:与同一父标题相邻块合并,优先向后合并。


  • 质量-成本档位(仅供参考)

    • fast:仅结构→递归。overlap 5%–10%,不跑语义分块和主题分块

    • balanced(推荐):结构→递归,对异常块启用语义分块,小-大检索,overlap 10%左右

    • quality:在 balanced 基础上对疑难块启用 Agent 精修,更强的邻接扩展与rerank


  • 简洁调度器示例, 将结构粗切与若干细分器组合为一个“混合分块”入口,关键是类型判断与长度阈值控制。可以把前文已实现的结构/句子/语义/对话分块函数挂入此调度器。

fromtypingimportList,Dict
defhybrid_chunk( doc_text:str, parse_structure, # 函数:返回 [{'type': 'text|code|table|dialogue', 'text': str, 'breadcrumbs': [...], 'anchor': str}] recursive_splitter, # 函数:text -> [{'text': str}] sentence_splitter, # 函数:text -> [{'text': str}] semantic_splitter, # 函数:text -> [{'text': str}] dialogue_splitter, # 函数:turns(list) -> [{'text': str}],若无对话则忽略 max_coarse_len:int=1100, min_chunk_len:int=320, target_len:int=750, overlap_ratio:float=0.1,) ->List[Dict]: """ 返回格式: [{'text': str, 'meta': {...}}] """ blocks = parse_structure(doc_text) # 先拿到结构块 chunksist[Dict] = [] defemit(t:str, meta_baseict): t = t.strip() ifnott: return # 结构重叠前缀(标题路径) bc =" > ".join(meta_base.get("breadcrumbs", [])[-3:]) prefix =f"[{bc}]\n"ifbcelse"" chunks.append({ "text": (prefix + t)ifnott.startswith(prefix)elset, "meta": meta_base }) forbinblocks: t = b["text"] btype = b.get("type","text") # 原子块:代码/表格 ifbtypein{"code","table","formula"}: emit(t, {**b,"splitter":"atomic"}) continue # 对话块 ifbtype =="dialogue": forckindialogue_splitter(b.get("turns", [])): emit(ck["text"], {**b,"splitter":"dialogue"}) continue # 普通文本:依据长度与“可读性”启用不同细分器 iflen(t) <= max_coarse_len: # 中短文本:递归 or 句子 sub = recursive_splitter(t) # 合并过短子块 buf ="" forsinsub: txt = s["text"] iflen(buf) +len(txt) < min_chunk_len: buf += txt else: emit(bufortxt, {**b,"splitter":"recursive"}) buf =""ifbufelse"" ifbuf: emit(buf, {**b,"splitter":"recursive"}) else: # 超长文本:语义分块优先 forckinsemantic_splitter(t): emit(ck["text"], {**b,"splitter":"semantic"}) # 轻量字符重叠(可选) ifoverlap_ratio >0: overlapped = [] fori, chinenumerate(chunks): overlapped.append(ch) ifi +1<len(chunks)andch["meta"].get("breadcrumbs") == chunks[i+1]["meta"].get("breadcrumbs"): # 在相邻同章节块间引入小比例重叠 ov =int(len(ch["text"]) * overlap_ratio) ifov >0: head = ch["text"][-ov:] chunks[i+1]["text"] = head + chunks[i+1]["text"] chunks = overlapped returnchunks

结论


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