ColQwen-Omni:RAG全模态检索来了,支持【文本|图像|视频|音频】四种模态!

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还记得 ColPali、ColQwen 和 DSE 吗?这些模型开创了视觉文档检索的新范式:无需费力地从文档中提取文本进行处理,只需将文档页面视为一系列图像(屏幕截图),然后训练视觉语言模型(VLM)直接将其内容表示为向量。ColPali 的实践表明,这种策略通常比其他替代方法更快、更简单,并且能带来更好的检索性能。

自发布一年以来,ColPali 和 ColQwen 系列模型已被下载数百万次,被誉为 “2024 年顶级人工智能创新” 之一,并激发了许多后续研究!这些模型的效果甚至好到vidore最初的基准测试(Vidore v1)现在都“显得过于简单”!img

视觉语言模型(VLM)的快速发展使得顶尖模型能够处理更多模态的数据。例如,令人惊叹的 Qwen-Omni 系列模型就能够处理音频和视频输入,而不仅仅是图像和文本!鉴于此,vidore立即产生了兴趣:是否可以将 ColQwen 系列模型泛化,使其不仅能嵌入和检索文档图像,还能处理音频片段和短视频?继视觉检索增强生成(VisionRAG)之后,音频检索增强生成(AudioRAG)是否也成为可能?

现在,vidore正式推出ColQwen-Omni(3B) —— 它是 ColQwen2 的扩展,基本上可以嵌入你输入的任何模态的数据!

  • 📝 论文:https://arxiv.org/abs/2407.01449
  • 🗃️ Hugging Face 组织:https://huggingface.co/vidore
  • 👀 模型:https://huggingface.co/vidore/colqwen-omni-v0.1
  • 💻 代码:https://github.com/illuin-tech/colpali
  • 📝 单向量 DSE 版本:https://arxiv.org/abs/2505.02466

示例用法

让vidore一步步演示如何使用 ColQwen-Omni 检索音频片段!你可以在 Google Colab 中跟着操作。

首先,加载模型:

# !pip install git+https://github.com/illuin-tech/colpali
from colpali_engine.models import ColQwen2_5Omni, ColQwen2_5OmniProcessor

model = ColQwen2_5Omni.from_pretrained(
    "vidore/colqwen-omni-v0.1",
    torch_dtype=torch.bfloat16,
    device_map="cuda",
    attn_implementation="flash_attention_2").eval()
processor = ColQwen2_5OmniProcessor.from_pretrained("vidore/colqwen-omni-v0.1")

假设vidore的目标是查询一个长达 30 分钟的播客。vidore可以将播客分割成 30 秒的片段,并将每个片段以 WAV 格式存储到一个 Python 列表中。

from pydub import AudioSegment

audio = AudioSegment.from_wav("<my_legally_downloaded_podcast>.wav")
# 设置目标采样率
target_rate = 16000
chunk_length_ms = 30 * 1000  # 30 秒
audios = []
for i in range(0, len(audio), chunk_length_ms):
    chunk = audio[i:i + chunk_length_ms]
    # 将立体声转换为单声道,并以 16k Hz 采样
    chunk = chunk.set_channels(1).set_frame_rate(target_rate)
    # 导出并转换为 numpy 数组
    buf = io.BytesIO()
    chunk.export(buf, format="wav")
    buf.seek(0)
    rate, data = wavfile.read(buf)
    audios.append(data)

现在,vidore已经准备好嵌入所有的音频数据。

from torch.utils.data import DataLoader
# 以 4 为批量大小处理输入
dataloader = DataLoader(
    dataset=audios,
    batch_size=4,shuffle=False,
    collate_fn=lambda x: processor.process_audios(x))
ds  = []
for batch_doc in tqdm(dataloader):
    with torch.no_grad():batch_doc = {k: v.to(model.device) for k, v in batch_doc.items()}
        embeddings_doc = model(**batch_doc)
    ds.extend(list(torch.unbind(embeddings_doc.to("cpu"))))

在这里,一段 30 分钟的音频可以在不到 10 秒内完成嵌入,并且每 30 秒的音频大约能得到 800 个音频标记!让vidore进行一个测试:

def get_results(query: str, k=3):
    batch_queries = processor.process_queries([query]).to(model.device)
    # 前向传播
    with torch.no_grad():
        query_embeddings = model(**batch_queries)
    scores = processor.score_multi_vector(query_embeddings, ds)
    return scores[0].topk(k).indices.tolist()

res = get_results("<YOUR QUERY>")
print(f"最相关的音频片段是: {res}")
#> 最相关的音频片段是: [102, 96, 35]

在我的测试中,音频片段 #102 和 #96 完全相关!甚至可以将最相关的音频片段发送给 GPT-4o,以实现端到端的 AudioRAG!

让vidore用一个关于汉尼拔和布匿战争的 30 分钟音频来演示整个流程,下面是基于音频的RAG问答:img

完整的 Notebook 可以在这里找到。

https://github.com/ManuelFay/Tutorials/blob/main/Practical_3_AudioRAG.ipynb

什么时候需要检索音频?

许多用例可能需要音频检索。例如,你可能想在教育视频、录制的课程或播客中找到特定信息。你可能需要从朋友的几十条语音信息中,找到那条提到生日派对地址的语音。呼叫中心经理可能试图在数百万条录音电话中,找到几例客户大笑或表达愤怒的实例。

尽管可以使用语音转文本(Speech-to-Text, STT)系统将音频转录成文本,然后搜索转录内容,但直接检索音频要快得多,并且直接音频检索能更好地捕捉情感、环境声音和语音语调等信息,从而开启全新的可能性!

视频检索表现如何?

ColQwen-Omni 也适用于视频。但请注意,视频处理对内存开销很大,因此最适合处理短视频片段。

batch_videos = processor.process_videos(videos).to(model.device)
# 前向传播
with torch.no_grad():
    video_embeddings = model(**batch_videos)

这里有一个关于“龙之母”的有趣演示。 输入查询关键词:

img可以检索到下面视频:img

模型训练

该模型的首次迭代是科学实验的成果。vidore探索了一个纯粹在视觉文档检索数据集上训练的模型,在未接触音频或视频训练数据的情况下,能否有效地将其嵌入能力迁移到其他模态。结果表明:效果还相当不错!通过严格在 Vidore 训练集上进行训练,该模型在视觉文档检索方面与当前顶尖模型表现相当,而且在音频检索方面也展现出强大的性能,尽管vidore目前还不建议将其用于生产环境。

在未来的迭代中,vidore计划专门将音频剪辑整合到对比训练集中,以进一步优化模型的音频检索能力,这有望显著提升性能。当前模型在理解口语内容方面表现出色,但在理解口音、情感和环境声音方面仍存在一些局限性。vidore相信,通过有针对性的训练可以有效解决这些问题,并欢迎对 v0.1 版本提供任何反馈,以便vidore了解未来运行中应整合哪些数据!同时,ColQwen-Omni 的训练代码已在vidore的 GitHub 上提供,随时可以接收你的定制数据集!vidore的目标还将是改进模型在自然图像和文本检索方面的表现,为实现真正与模态无关的检索器铺平道路!

如何学习大模型 AI ?

由于新岗位的生产效率,要优于被取代岗位的生产效率,所以实际上整个社会的生产效率是提升的。

但是具体到个人,只能说是:

“最先掌握AI的人,将会比较晚掌握AI的人有竞争优势”。

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第一阶段(10天):初阶应用

该阶段让大家对大模型 AI有一个最前沿的认识,对大模型 AI 的理解超过 95% 的人,可以在相关讨论时发表高级、不跟风、又接地气的见解,别人只会和 AI 聊天,而你能调教 AI,并能用代码将大模型和业务衔接。

  • 大模型 AI 能干什么?
  • 大模型是怎样获得「智能」的?
  • 用好 AI 的核心心法
  • 大模型应用业务架构
  • 大模型应用技术架构
  • 代码示例:向 GPT-3.5 灌入新知识
  • 提示工程的意义和核心思想
  • Prompt 典型构成
  • 指令调优方法论
  • 思维链和思维树
  • Prompt 攻击和防范

第二阶段(30天):高阶应用

该阶段我们正式进入大模型 AI 进阶实战学习,学会构造私有知识库,扩展 AI 的能力。快速开发一个完整的基于 agent 对话机器人。掌握功能最强的大模型开发框架,抓住最新的技术进展,适合 Python 和 JavaScript 程序员。

  • 为什么要做 RAG
  • 搭建一个简单的 ChatPDF
  • 检索的基础概念
  • 什么是向量表示(Embeddings)
  • 向量数据库与向量检索
  • 基于向量检索的 RAG
  • 搭建 RAG 系统的扩展知识
  • 混合检索与 RAG-Fusion 简介
  • 向量模型本地部署

第三阶段(30天):模型训练

恭喜你,如果学到这里,你基本可以找到一份大模型 AI相关的工作,自己也能训练 GPT 了!通过微调,训练自己的垂直大模型,能独立训练开源多模态大模型,掌握更多技术方案。

到此为止,大概2个月的时间。你已经成为了一名“AI小子”。那么你还想往下探索吗?

  • 为什么要做 RAG
  • 什么是模型
  • 什么是模型训练
  • 求解器 & 损失函数简介
  • 小实验2:手写一个简单的神经网络并训练它
  • 什么是训练/预训练/微调/轻量化微调
  • Transformer结构简介
  • 轻量化微调
  • 实验数据集的构建

第四阶段(20天):商业闭环

对全球大模型从性能、吞吐量、成本等方面有一定的认知,可以在云端和本地等多种环境下部署大模型,找到适合自己的项目/创业方向,做一名被 AI 武装的产品经理。

  • 硬件选型
  • 带你了解全球大模型
  • 使用国产大模型服务
  • 搭建 OpenAI 代理
  • 热身:基于阿里云 PAI 部署 Stable Diffusion
  • 在本地计算机运行大模型
  • 大模型的私有化部署
  • 基于 vLLM 部署大模型
  • 案例:如何优雅地在阿里云私有部署开源大模型
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学习是一个过程,只要学习就会有挑战。天道酬勤,你越努力,就会成为越优秀的自己。

如果你能在15天内完成所有的任务,那你堪称天才。然而,如果你能完成 60-70% 的内容,你就已经开始具备成为一名大模型 AI 的正确特征了。

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