大模型——多模态检索的RAG系统架构设计

文章目录

多模态检索的RAG系统架构设计 (文本+图像混合检索)


1. 系统架构设计

文本查询 图像查询 用户输入 多模态编码器 文本Embedding模型 图像Embedding模型 联合向量空间 多模态检索器 知识库: 文本+图像 Top-K相关结果 生成模型 多模态输出

核心组件
  1. 多模态编码器

    • 文本分支:使用预训练模型(如BERT、RoBERTa)生成文本Embedding。
    • 图像分支:使用视觉模型(如CLIP的ViT、ResNet)生成图像Embedding。
  2. 联合向量空间

    • 通过对比学习 (如CLIP)或跨模态投影层,将文本和图像向量映射到同一空间。
  3. 多模态检索器

    • 支持混合检索(文本+图像),使用统一索引(如FAISS、Milvus)存储多模态向量。
  4. 生成模型

    • 输入:用户查询 + 检索到的文本/图像元数据 → 生成多模态回答(如描述图像的文字或结合文本的图文回答)。

2. 跨模态向量空间对齐方案

方法一:预训练对齐模型(如CLIP)
  • 原理:直接使用CLIP等已对齐的模型,其文本和图像Encoder输出的向量天然处于同一空间。

  • 优势:开箱即用,无需额外训练。

  • 示例代码

    python 复制代码
    import clip
    model, preprocess = clip.load("ViT-B/32")
    text_embedding = model.encode_text(clip.tokenize("a cat"))
    image_embedding = model.encode_image(preprocess(image))
方法二:跨模态投影网络
  • 步骤

    1. 分别训练文本和图像的单模态Encoder。
    2. 添加投影头(如MLP),将两类向量映射到共享空间。
    3. 通过对比损失 (InfoNCE)或三元组损失优化对齐。
  • 损失函数示例

    python 复制代码
    # 对齐损失(缩小正样本对距离,增大负样本对距离)
    loss = contrastive_loss(text_emb, image_emb, temperature=0.07)
方法三:联合微调
  • 流程
    • 在下游任务(如图文检索)上联合微调文本和图像Encoder。
    • 使用多任务学习(如检索任务+生成任务)进一步对齐。

3. 混合检索策略

  • 方案A:早期融合
    将文本和图像Embedding拼接后检索(需归一化或加权)。

    python 复制代码
    combined_embed = α * text_embed + (1-α) * image_embed  # 加权融合
  • 方案B:后期融合
    分别检索文本和图像结果,再按相似度分数排序合并(如RRF算法)。


4. 关键问题解决

Q: 如何解决模态间向量尺度不一致?
  • 归一化:对文本和图像向量分别做L2归一化。
  • 温度系数:在对比学习中调整softmax温度参数平衡模态贡献。
Q: 如何优化多模态索引效率?
  • 分层索引:对文本和图像分组建库,检索时并行查询。
  • 降维:对高维向量使用PCA或Autoencoder压缩。

5. 扩展能力

  • 动态更新:支持增量插入新模态数据(如新增视频Embedding)。
  • 可解释性:返回检索结果的相似度分数和模态来源(如"此回答参考了图像A和文本B")。

总结

该架构通过预训练对齐投影层学习实现跨模态向量统一,结合混合检索策略,使RAG系统能同时处理文本和图像查询,生成更丰富的多模态回答。

相关推荐
一包烟电脑面前做一天17 小时前
.Net + Qdrant 使用Microsoft.ML.OnnxRuntime调用本地大模型实现文本向量化,实现简单RAG
.net·onnx·rag·文本向量化·本地大模型·qdrant
精致先生5 天前
RAG(检索增强生成)
人工智能·大模型·rag
GEM的左耳返5 天前
Java AI面试实战:Spring AI与RAG技术落地
prompt工程·向量数据库·java面试·rag·ai应用·spring ai
在未来等你6 天前
RAG实战指南 Day 24:上下文构建与提示工程
nlp·rag·retrieval-augmented generation·prompt engineering·context management
deephub6 天前
AI代理性能提升实战:LangChain+LangGraph内存管理与上下文优化完整指南
人工智能·深度学习·神经网络·langchain·大语言模型·rag
真就死难6 天前
Rerank 模型的其中两种路径:BERT 相似度与 CoT 推理
人工智能·机器学习·rag
缘友一世7 天前
ReAct Agent(LangGraph实现)
rag·langgraph
会写代码的斯皮尔伯格8 天前
Spring Boot 3整合Spring AI实战:9轮面试对话解析AI应用开发
openai·微服务架构·java面试·rag·ollama·spring ai·spring boot 3
许愿与你永世安宁9 天前
RAG(检索增强生成)里的文档管理
数据库·人工智能·gpt·oracle·llama·rag
数据饕餮10 天前
AI大模型打造金融智能信审助手04.七大金融监管相关政策
人工智能·python·大模型·rag