【RAG提升技巧】查询改写HyDE

简介

提高 RAG 推理能力的一个好方法是添加查询理解层 ——在实际查询向量存储之前添加查询转换。以下是四种不同的查询转换：

• 路由：保留初始查询，同时查明其所属的适当工具子集。然后，将这些工具指定为合适的选项。
• 查询重写：维护选定的工具，但以多种方式重新编写查询，以将其应用于同一组工具。
• 子问题：将查询分解为几个较小的问题，每个问题针对由其元数据确定的不同工具。
• ReAct Agent 工具选择：根据原始查询，确定要使用的工具并制定要在该工具上运行的特定查询。

HyDE来自于Precise Zero-Shot Dense Retrieval without Relevance Labels，这篇文章主要做zero-shot场景下的稠密检索，通过借助LLM的力量不需要Relevance Labels，开箱即用。作者提出Hypothetical Document Embeddings (HyDE)方法，即“假设”文档嵌入。具体的做法是通过GPT生成虚构的文档，并使用无监督检索器对其进行编码，并在其嵌入空间中进行搜索，从而不需要任何人工标注数据

模型结构如下图所示，HyDE将密集检索分解为两个任务，即 instruction-following的LM生成任务和对比编码器执行的文档相似性任务。

paper：https://arxiv.org/pdf/2212.10496
code：https://github.com/texttron/hyde

原理以及实现

典型的密集信息检索过程包括以下步骤：

• 将查询和文档转换为嵌入（向量）
• 计算查询和文档之间的余弦相似度
• 返回余弦相似度最高的文档
  
  通过 HyDE，query embedding我做了一些改进。首先让 LLM 生成回答查询的文档，然后将生成的虚拟答案转换为嵌入，而不是直接将查询转换为嵌入。

我们在LangChain上实际使用一下。

from langchain.embeddings import OpenAIEmbeddings
from langchain.chains import LLMChain, HypotheticalDocumentEmbedder
from langchain.prompts import PromptTemplate
from langchain.chat_models import ChatOpenAI
from dotenv import load_dotenv
# set the environment variables
load_dotenv()# prepare the prompt template for document generation
Prompt_template = """回答问题。
问题：{question}
回答：”””
llm = ChatOpenAI()
# multi_llm = ChatOpenAI(n=4)
prompt = PromptTemplate(input_variables=["question"], template=prompt_template)
llm_chain = LLMChain(llm=llm, prompt=prompt, verbose=True)# initialize the hypothetical document embedder
base_embeddings = OpenAIEmbeddings()
embeddings = HypotheticalDocumentEmbedder(llm_chain=llm_chain, base_embeddings=base_embeddings)result = embeddings.embed_query("塞尔达传说的主角是谁？")
len(result)