知识库是企业经营过程中的面向客户和内部员工的知识沉淀文档库,里面包含各类教程、问答、案例等,知识库的检索匹配是自然语言处理(NLP)中一个重要的基础问题,本质是进行文本语义的相似度计算,也就是语义匹配,我们很多领域的任务都可以抽象为文本匹配检索任务,例如检索引擎、智能客服、知识检索、信息推荐等领域。知识库检索匹配可以概述为:给定一个query和大量候选知识库的文档,从这些文档中找出与用户输入query最匹配的TopK个文档。
检索优化第一步:DSL改写,接手前业务方自己已经对检索结果做过优化,调整不同字段的匹配权重,这一方法的已经难以继续优化。从知识运营的角度出发,在用户检索时,将运营认为重要的文档推到前面,由于文档之间互相有链接引用,可以使用PageRank算法给每个文档计算重要分(PR值)。PageRank的核心思想是,被引用次数越多的文档越重要。算法原理如下,假设只有四个网页ABCD,以AB间的箭头为例,代表可以从B网页跳转到A网页,对B即一次引用(链出),对A则一次被引用(链入)。L(B)表示B网页的链出数量,PR(B)表示B网页的PageRank分数。假设所有文档的初始PR值是0.25,这里L(B)=2,L(C)=1,L(D)=3,计算出PR(A)=0.458,接下来计算所有其他被引用(有链入)的文档PR值,PageRank是个迭代算法,反复计算以后所有的PR值会收敛,那就是最终每个文档的PR值,也是用来改写DSL的关键信息:
newscore=oldscore*log(1+2*PageRank)oldscore指原来不同字段加不同权重由ES算出来的BM25分数,PageRank缺失值使用1代替。
文本召回是召回中最常用的一种策略,最常见的方式是通过对Query直接进行分词,然后将分词后的关键词到ES构建倒排索引,进行tf-idf等相似计算匹配索引召回,这种召回方式的优点是实现简单,不需要训练模型、低资源需求、检索速度快,然而它的缺点也很明显,文本是具有语义的、是有语法结构的,文本召回忽略了语句的语法结构,同时也无法解决一词多义和同义词的问题,对query进行语义层面相似的召回效果就比较一般,解决这个问题就要用到向量召回。
L_i=-log(\frac{exp(sim(z_i,z_i^+)/\tau)}{\sum_j{exp(sim(z_i,z_j)/\tau)}})分子是正例对的相似度,分母是正例对+所有负例对的相似度,最小化infoNCEloss,就是最大化正例对的相似度,最小化负例对的相似度。在计算损失时,label可以在batch内生成,检索词和文档的编码向量经过矩阵乘法可以得到一个相似度方阵,对角位置就是互相匹配的检索词和文档的分数,如果batchsize=4,那每行对应的label就是[0,1,2,3]。inbatch负采样损失计算示意图:
模型训练好以后,就得到文本的编码器,输入两个文本,就可以得到一个匹配的分数,将这个模型部署到小盒子,在需要排序时,输入候选的文档标题和检索词,按计算出来的分数从高到低排序,就完成了一次对检索结果的排序。
当线上接受一条检索请求文本后,先调用在线推理-小盒子计算Query向量,然后去Milvus向量库中和知识库向量进行相似度计算,并返回距离最近的TopN个Item作为向量召回的结果。
海量的知识语料库向量化计算在自研DP平台离线运行,使得全库文本匹配速度较快:1)语料库预处理:包括语料库的文本清洗、文本筛选等预处理逻辑2)语料库向量化:利用上述的向量计算模型进行向量化3)导入Milvus库:将集合部署在Milvus集群,依次批量导入更新机器的集合保证线上可用
{"inputs":[{"name":"INPUT","shape":[1,1],"datatype":"BYTES","data":["满足条件满减送没有赠品"]}],"outputs":[{"name":"OUTPUT"}]}4.3、Milvus向量检索Milvus是一款开源的、针对海量特征向量的向量相似性检索(ANNS,Approximatelynearestneighborsearch)引擎,集成了Faiss、Annoy等广泛应用的向量索引,成本更低、性能更好、高度灵活、稳定可靠以及高速查询等特点,十亿向量检索仅毫秒响应。1、Milvus向量索引列表如下:简言之,每种索引都有自己的适用场景,如何选择合适的索引可以简单遵循如下原则:1)当查询数据规模小,且需要100%查询召回率时,用FLAT;2)当需要高性能查询,且要求召回率尽可能高时,用IVF_FLAT;3)当需要高性能查询,且磁盘、内存、显存资源有限时,用IVFSQ8H;4)当需要高性能查询,且磁盘、内存资源有限,且只有CPU资源时,用IVFSQ8。
2、Milvus目前支持的距离计算方式与数据格式、索引类型之间的兼容关系:选择合适的距离计算方式比较向量间的距离,能很大程度地提高数据分类和聚类性能,主要采用内积(IP)的计算方式,内积更适合计算向量的方向。内积计算两条向量之间的夹角余弦,并返回相应的点积。内积距离的计算公式为:假设有A和B两条向量,则||A||与||B||分别代表A和B归一化后的值。cosθ代表A与B之间的余弦夹角。在向量归一化之后,内积与余弦相似度等价。因此Milvus并没有单独提供余弦相似度作为向量距离计算方式。
算法模型接口服务由ai-service和ai-app两个服务组成,ai-service负责调用算法模型在线推理、Milvus实时向量召回等接入库,ai-app负责业务逻辑的开发。1、ai-service配置示例:
{"model_name":"similarity_jira","model_source_type":"YZ_MODEL","model_version":1,"model_invoke_timeout":3000,"protocol":"kfserving","infer_type":"triton","feature_maps":[{"model_feature_key":"INPUT","data_type":"string","shape":"(-1,1)","default_value":"","feature_source":"PARAMS","source_key":"jira_text","is_required":1}],"param_mapping":{"jira_text":"
invokecom.youzan.ai.app.api.service.jira.Service.retrieve({"fromApp":"test","scene":"similarity_predict","Title":"满足条件没有赠品","Key":"XXX"})c、返回示例:
{"code":200,"data":{"Similaritys":[{"createdAt":1648137600000,"score":0.9390,"key":"XXX0123442334","title":"满足条件没有赠品"},{"createdAt":1636214400000,"score":0.9010,"key":"XXX0123365819","title":"满足条件没有送赠品"},{"createdAt":1653408000000,"score":0.8735,"key":"XXX0123482446","title":"订单满足条件没有送赠品"},{"createdAt":1655308800000,"score":0.8312,"key":"XXX0123496337","title":"订单满足条件但是没有送赠品"},{"createdAt":1659628800000,"score":0.8028,"key":"XXX0123527965","title":"订单满条件但是赠品没有送"}]},"success":true,"message":"successful"}