在AI应用中使用RankLLM进行高效重排序

在现代的信息检索系统中，如何有效地对结果进行重排序以提高用户满意度是一项关键任务。RankLLM作为一种基于大型语言模型（LLM）的解决方案，提供了一整套开源的列表重排序器，专门针对任务进行微调，如RankVicuna和RankZephyr。

在这篇文章中，我们将通过一个具体的例子，展示如何使用RankLLM进行高效的文档重排序，并将其应用于实际的查询回答（QA）系统中。

核心原理解析

RankLLM利用开源大型语言模型的强大自然语言处理能力，对初检索到的文档进行重排序。它通过理解文档内容与查询之间的关系，提升高相关文档的排名，从而提高检索结果的质量。

代码实现演示

在本节中，我们将以Python代码演示如何使用RankLLM重排序检索结果。

环境准备

首先，我们需要安装必要的库：

%pip install --upgrade --quiet rank_llm langchain_openai faiss-cpu

然后，配置API密钥：

import getpass
import os

os.environ["OPENAI_API_KEY"] = getpass.getpass("OpenAI API Key:")

设置向量存储检索器

我们将使用langchain框架来加载文档，并利用FAISS作为向量存储以实现高效检索。

from langchain_community.document_loaders import TextLoader
from langchain_community.vectorstores import FAISS
from langchain_openai import OpenAIEmbeddings
from langchain_text_splitters import RecursiveCharacterTextSplitter

# 加载并拆分文档
documents = TextLoader("../../modules/state_of_the_union.txt").load()
text_splitter = RecursiveCharacterTextSplitter(chunk_size=500, chunk_overlap=100)
texts = text_splitter.split_documents(documents)

# 为文档添加唯一标识
for idx, text in enumerate(texts):
    text.metadata["id"] = idx

# 创建OpenAI的嵌入模型，并配置FAISS检索器
embedding = OpenAIEmbeddings(model="text-embedding-ada-002")
retriever = FAISS.from_documents(texts, embedding).as_retriever(search_kwargs={"k": 20})

使用RankLLM进行检索重排序

接下来，我们使用RankZephyr对检索结果进行重排序：

from langchain.retrievers.contextual_compression import ContextualCompressionRetriever
from langchain_community.document_compressors.rankllm_rerank import RankLLMRerank

# 配置RankLLM重排序器
compressor = RankLLMRerank(top_n=3, model="zephyr")
compression_retriever = ContextualCompressionRetriever(
    base_compressor=compressor, base_retriever=retriever
)

# 执行查询并获取重排序后的文档
query = "What was done to Russia?"
compressed_docs = compression_retriever.invoke(query)

# 输出结果
for i, doc in enumerate(compressed_docs):
    print(f"Document {i+1}:\n{doc.page_content}\n{'-'*100}\n")

应用场景分析

RankLLM不仅可以用于一般的文档搜索，还能用于更复杂的QA系统中。通过结合大型语言模型和高效重排序机制，可以显著提高回答的准确性和相关性。例如，可用于新闻摘要、法律文档检索、技术支持等场景。

在QA系统中的应用

from langchain.chains import RetrievalQA
from langchain_openai import ChatOpenAI

# 创建QA链并执行查询
llm = ChatOpenAI(temperature=0)
chain = RetrievalQA.from_chain_type(
    llm=ChatOpenAI(temperature=0), retriever=compression_retriever
)

result = chain({"query": query})
print(result)