16、基于词嵌入的搜索结果排序

基于词嵌入的搜索结果排序

1. 向量空间模型与 TF-IDF

在搜索结果排序中,查询向量与文档之间的相似度通过两者向量的夹角来评估。夹角越小,两个向量越相似。例如,对于查询向量和三个文档向量,计算得到的相似度分数如下:
| 文档 | 相似度分数 |
| — | — |
| doc1 | 0.51 |
| doc2 | 0.38 |
| doc3 | 0.17 |

词袋模型存在一个问题,即向量的大小会随着文档中不同词汇的数量线性增长。而像 word2vec 生成的词向量具有固定大小,不会随搜索引擎中词汇数量的增加而增长,因此使用它们时资源消耗更低,并且能更好地捕捉词汇语义。

尽管存在这些局限性,向量空间模型(VSM)和 TF-IDF 在许多生产系统中仍经常被使用,并取得了不错的效果。

2. 在 Lucene 中对文档进行排序

在 Lucene 中,Similarity API 是排序函数的基础。Lucene 自带了一些信息检索模型,如结合 TF-IDF 的 VSM(直到版本 5 都是默认使用的)、Okapi BM25、随机发散模型、语言模型等。在索引和搜索时都需要设置相似度。在 Lucene 7 中,VSM + TF-IDF 相似度为 ClassicSimilarity。

索引时设置相似度的代码如下

IndexWriterConfig config = new IndexWriterConfig();
config.setSimilarity(new 
根据原作 https://pan.quark.cn/s/459657bcfd45 的源码改编 Classic-ML-Methods-Algo 引言 建立这个项目,是为了梳理和总结传统机器学习(Machine Learning)方法(methods)或者算法(algo),和各位同仁相互学习交流. 现在的深度学习本质上来自于传统的神经网络模型,很大程度上是传统机器学习的延续,同时也在不少时候需要结合传统方法来实现. 任何机器学习方法基本的流程结构都是通用的;使用的评价方法也基本通用;使用的一些数学知识也是通用的. 本文在梳理传统机器学习方法算法的同时也会顺便补充这些流程,数学上的知识以供参考. 机器学习 机器学习是人工智能(Artificial Intelligence)的一个分支,也是实现人工智能最重要的手段.区别于传统的基于规则(rule-based)的算法,机器学习可以从数据中获取知识,从而实现规定的任务[Ian Goodfellow and Yoshua Bengio and Aaron Courville的Deep Learning].这些知识可以分为四种: 总结(summarization) 预测(prediction) 估计(estimation) 假想验证(hypothesis testing) 机器学习主要关心的是预测[Varian在Big Data : New Tricks for Econometrics],预测的可以是连续性的输出变量,分类,聚类或者物品之间的有趣关联. 机器学习分类 根据数据配置(setting,是否有标签,可以是连续的也可以是离散的)和任务目标,我们可以将机器学习方法分为四种: 无监督(unsupervised) 训练数据没有给定...
<think>好的,我需要处理用户关于词嵌入、重排序和GraphRAG的技术细节和实现方法的查询。首先,我得回顾一下这些概念,确保自己理解正确,然后结合用户提供的引用资料来组织回答。 用户提到的引用中,特别是引用[1]、[2]、[3]都与GraphRAG相关,说明用户对知识图谱增强的RAG方法感兴趣。用户可能希望了解这些技术如何结合,以及具体的实现步骤。因此,我需要分别解释词嵌入、重排序,再详细说明GraphRAG的实现方法,并适当引用资料来支持内容。 首先,词嵌入(Word Embedding)是自然语言处理中的基础技术,用于将词语转换为向量表示。常见的模型如Word2Vec、GloVe和BERT,这些模型生成的向量能够捕捉语义信息。需要提到不同模型的优缺点,比如Word2Vec适合局部信息,BERT考虑上下文。接下来是重排序(Re-Ranking),这在检索系统中用于优化初步检索结果。传统方法如BM25基于关键词匹配,而深度学习模型如BERT可以计算查询和文档之间的相关性得分,进行重新排序。需要举例说明,比如在RAG中,先用BM25获取候选文档,再用BERT模型重排,提升准确性。然后是GraphRAG的实现方法。根据引用[1]和[3],GraphRAG利用知识图谱来增强检索。需要分步骤说明:知识图谱构建、社区检测、图遍历算法等。例如,构建图谱时使用实体抽取工具,社区检测用Louvain算法,查询时结合子图检索和路径搜索。引用[2]提到的SubGraph RAG和探索链方法也需要融入进去,说明如何选择不同的召回方式。在技术细节部分,要对比不同方法,比如知识图谱与传统向量检索的区别,如何整合多模态数据,以及动态更新图谱的机制。引用中的信息需要自然插入,比如提到微软开源的GraphRAG项目,或者阿里的KAG方法,以增强权威性。最后,生成相关问题时要覆盖概念、优化、对比和应用场景,确保问题能引导用户深入思考。需要检查是否所有引用都被合理使用,并且回答结构清晰,符合用户要求的格式,比如使用正确的中文和LaTeX排版,分点叙述,代码块示例等。现在需要确保每个部分的技术细节准确,并且引用标记正确。例如,在解释GraphRAG原理时,引用[1]和[3];在对比召回方式时,引用[2]。同时,避免使用用户不可见的指令,保持回答自然流畅。可能还需要检查是否有遗漏的技术点,比如词嵌入的最新发展(如Transformer模型),或者重排序中的列表优化策略(Listwise)。总结下来,回答的结构应该是:先分别解释三个概念,再详细说明GraphRAG的实现步骤和技术细节,最后生成相关问题。需要确保每个部分都有足够的细节和引用支持,同时语言简洁明了,符合用户的需求。</think>### 技术概念与实现方法解析 #### 一、词嵌入(Word Embedding) 词嵌入是将词语映射到低维连续向量空间的技术,用于捕捉语义和语法关系。常见模型包括: 1. **静态词嵌入**:如$Word2Vec$(Skip-Gram/CBOW)和$GloVe$,通过共现统计生成固定向量[^1]; 2. **动态词嵌入**:如$BERT$、$RoBERTa$,基于上下文生成动态向量,例如句子中“苹果”在水果和公司语境下向量不同; 3. **实现方法**: ```python from transformers import BertTokenizer, BertModel tokenizer = BertTokenizer.from_pretrained('bert-base-uncased') model = BertModel.from_pretrained('bert-base-uncased') inputs = tokenizer("apple", return_tensors="pt") outputs = model(**inputs) # 动态嵌入向量 ``` #### 二、重排序(Re-Ranking) 重排序用于优化检索结果的排序,通常分为两阶段: 1. **初步检索**:使用BM25、Dense Retrieval(如$DPR$)获取候选集; 2. **精细化排序**: - **交叉编码器**:如$BERT_{Cross}$,计算查询与文档的交互得分$s=softmax(W^T[BERT(q;d)])$; - **列表优化(Listwise)**:直接优化排序指标如NDCG,公式为$L = -\sum_{i=1}^k \log(p_i) \cdot gain(i)$。 #### 三、GraphRAG实现方法 结合知识图谱的RAG增强技术,核心流程如下: 1. **知识图谱构建**: - **实体抽取**:使用工具如$SpaCy$、$StanfordNLP$识别文本中的实体; - **关系抽取**:基于规则模板或预训练模型(如$REBEL$)建立边; - **社区检测**:采用Louvain算法将图谱划分为语义社区[^3]。 2. **检索阶段**(引用[2]): - **子图召回**:从特定社区提取相关节点,例如“医疗”社区匹配疾病查询; - **路径搜索**:使用广度优先搜索(BFS)遍历关联实体,扩展上下文边界; - **混合检索**:结合向量相似度(如$cos(q,node)$)和图结构权重。 3. **响应生成**: ```python def graph_rag(query, kg): subgraph = kg.extract_community(query) # 子图召回 paths = kg.bfs_search(subgraph, depth=3) # 路径探索 context = vector_rerank(query, paths) # 重排序 return llm.generate(context, query) # 大模型生成 ``` #### 四、关键技术细节对比 | 技术 | 传统RAG | GraphRAG | |-------------|-----------------------|-----------------------| | 数据结构 | 扁平文本块 | 图结构(实体+关系) | | 召回方式 | 向量相似度 | 子图/路径/混合检索[^2]| | 可解释性 | 低 | 高(可视化路径) | | 长尾查询 | 表现差 | 社区关联增强 | ###
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