RAG实战篇：优化查询转换的五种高级方法，让大模型真正理解用户意图

在《RAG实战篇：构建一个最小可行性的Rag系统》中，风叔详细介绍了Rag系统的实现框架，以及如何搭建一个最基本的Naive Rag系统。

在这篇文章中，围绕Query Translation（查询转换）环节，如下图红框所示，风叔详细介绍一下如何让大模型更准确地理解用户输入意图。

Query Translation（查询转换）主要处理用户的输入。在Naive Rag中，往往直接使用原始Query进行检索，这样会存在三个问题：

第一，原始query的措辞不当，尤其是涉及到很多专业词汇时，query可能存在概念使用错误的问题；

第二，往往知识库内的数据无法直接回答，需要组合知识才能找到答案；

第三，当query涉及比较多的细节时，由于检索效率有限，大模型往往无法进行高质量的回答。

下面，我们结合源代码，在查询转换环节实现Multi-query（多查询）、Rag-Fusion、Decomposition（查询分解）、Stepback和HYDE这五种优化方案。

一、Multi-query（多查询）

Multi-query是指借助提示工程通过大型语言模型来扩展查询，将原始Query扩展成多个相似的Query，然后并行执行，是一种非常简单直观的优化方案，如下图所示。

通过构建Prompt，告诉大模型在收到Query之后，生成5个相似的扩展问题。后续的步骤和Naive Rag一样，对所有Query进行检索和生成。

二、Rag-Fusion

Rag-Fusion也是Multi-Query的一种，相比Multi-query只是多了一个步骤，即在对多个query进行检索之后，应用倒数排名融合算法，根据文档在多个查询中的相关性重新排列文档，生成最终输出。

以下代码中的reciprocal_rank_fusion，就是rag-fusion多出来的一步。

三、Decomposition（问题分解）

通过分解和规划复杂问题，将原始Query分解成为多个子问题。比如原始Query的问题是“请详细且全面的介绍Rag“，这个问题就可以拆解为几个子问题，“Rag的概念是什么？”，“为什么会产生Rag？”，“Rag的原理是怎样的？”，“Rag有哪些使用场景”等等。

首先，构建Prompt，告诉大模型要将输入的问题分解成3个子问题。

在最终回答子问题的时候有两种方式。

第一种是递归回答，即先接收一个子问题，先回答这个子问题并接受这个答案，并用它来帮助回答第二个子问题。

给出prompt：

下面是递归回答的主逻辑，生成最终回答：

第二种方式是独立回答，然后再把所有的这些答案串联起来，得出最终答案。这更适合于一组有几个独立的问题，问题之间的答案不互相依赖的情况。

四、Step-back（Query后退）

如果原始查询太复杂或返回的信息太广泛，我们可以选择生成一个抽象层次更高的“退后”问题，与原始问题一起用于检索，以增加返回结果的数量。

例如，对于问题“勒布朗詹姆斯在2005年至2010年在哪些球队？”这个问题因为有时间范围的详细限制，比较难直接解决，可以提出一个后退问题，“勒布朗詹姆斯的职业生涯是怎么样的？”，从这个回答的召回结果中再检索上一个问题的答案。

先给大模型提供一些step-back的示例：

然后对输入问题进行step-back

结合prompt，生成最终回答

五、HYDE

全称是Hypothetical Document Embeddings，即用LLM生成一个“假设”答案，将其和问题一起进行检索。

HyDE的核心思想是接收用户提问后，先让LLM在没有外部知识的情况下生成一个假设性的回复。然后，将这个假设性回复和原始查询一起用于向量检索。假设回复可能包含虚假信息，但蕴含着LLM认为相关的信息和文档模式，有助于在知识库中寻找类似的文档。

到这里，优化查询转化的五种高级方法就介绍完了。

六、总结

在这篇文章中，风叔详细介绍了优化Query Translation（查询转换）的具体方法，包括Multi-Query、Rag-Fusion、Decomposition、Step-Back和HYDE这五种比较高级的方法。

在下一篇文章中，风叔将重点介绍Routing（路由）环节，通过对用户输入进行路由，从而让系统自动选择最合适的处理方案。因为Routing的存在，RAG系统具备了处理复杂问题和场景的能力。

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