“RAG界的DeepSeek”開源-企業(yè)復(fù)雜私域知識理解與推理框架PIKE-RAG
PIKE-RAG框架的設(shè)計目標(biāo)是提供一個靈活且可擴展的RAG系統(tǒng)，應(yīng)對工業(yè)應(yīng)用中復(fù)雜多樣的任務(wù)需求?？蚣艿暮诵氖峭ㄟ^有效的知識提取、理解和組織，以及構(gòu)建連貫的推理邏輯，解決了RAG系統(tǒng)在工業(yè)應(yīng)用中的局限性。下面來看下PIKE-RAG框架及其實現(xiàn)過程，供參考。
PIKE-RAG框架
PIKE-RAG框架主要由幾個基本模塊組成，包括文檔解析、知識抽取、知識存儲、知識檢索、知識組織、以知識為中心的推理以及任務(wù)分解與協(xié)調(diào)。
PIKE-RAG框架
從上圖可以看到，相比傳統(tǒng)的RAG框架，PIKE-RAG框架的核心是構(gòu)建一個多層次的異質(zhì)圖作為知識庫，涵蓋信息資源層、語料庫層和蒸餾知識層。每一層代表不同的信息抽象和粒度級別，支持在不同尺度上探索和檢索相關(guān)知識。
實現(xiàn)過程
1.Level-0: 知識庫構(gòu)建
圖片
1.1 文件解析
文件解析模塊負(fù)責(zé)處理各種類型的文件，這包括處理掃描文檔、圖像和復(fù)雜的表格等。為了保留多模態(tài)元素（如圖表），框架采用布局分析技術(shù)，并使用視覺語言模型來描述圖表內(nèi)容，以確保信息的完整性。
關(guān)于PDF相關(guān)文檔解析，筆者在前面系列中有許多詳細的技術(shù)鏈路可以參考《文檔智能記錄鏈路合集》
文檔解析流程
1.2 知識組織
知識庫被構(gòu)建為一個多層次的異質(zhì)圖，包括信息資源層、語料庫層和蒸餾知識層。每個層次代表不同的信息粒度和抽象級別。
多層次的異質(zhì)圖
- 信息資源層：捕獲多樣化的信息源，建立跨源的引用關(guān)系。
- 語料庫層：將解析的信息組織成段落和塊，保留文檔的原始層次結(jié)構(gòu)，并集成多模態(tài)內(nèi)容。
- 蒸餾知識層：將語料庫進一步提煉為結(jié)構(gòu)化的知識形式（如知識圖、原子知識和表格知識），以支持高級推理。
2.Level-1: 事實性問題回答
可以在知識提取過程中使用上下文感知切分技術(shù)、自動術(shù)語標(biāo)簽對齊技術(shù)和多粒度知識提取方法來提高知識提取和檢索的準(zhǔn)確率，從而增強事實信息檢索能力，如下面的流程所示：
方塊表示知識提取模塊中增強的分塊和自動標(biāo)注子模塊
- 增強的分塊：分塊是將大文本分割成小塊的過程，以提高檢索效率和準(zhǔn)確性。PIKE-RAG采用一種文本分割算法，迭代地將文本分割成小塊，同時保持上下文的連貫性。
- 自動標(biāo)注：自動標(biāo)注模塊用于最小化源文檔和查詢之間的域差距。通過提取和映射領(lǐng)域特定的標(biāo)簽，提高檢索的召回率和精確率。
- 多粒度檢索：在多層次的異質(zhì)圖上進行多粒度檢索，允許系統(tǒng)在不同層次上探索和檢索相關(guān)信息。通過計算查詢和圖節(jié)點之間的相似性得分，并進行傳播和聚合，優(yōu)化檢索過程。
3.Level-2: 可鏈接推理問題回答
基于上一層L1，增加一個任務(wù)分解與協(xié)調(diào)模塊，將復(fù)雜任務(wù)拆分為更小、可管理的子任務(wù)
深綠色（■）表示知識提取模塊中的原子知識生成，而深橙色（■）代表知識起源模塊中的知識重排和聚合子模塊。此外，淺藍色（■）表示以知識為中心推理模塊中的多跳推理、比較推理、總結(jié)子模塊。
- 知識原子化：知識原子化是將文檔中的知識分割成小的原子單元，以便更精細地檢索和使用。通過生成相關(guān)的問題作為知識索引，增強知識與查詢之間的匹配度。
- 知識感知的任務(wù)分解：任務(wù)分解模塊將復(fù)雜任務(wù)分解為更小的子任務(wù)，以提高系統(tǒng)的處理效率。通過生成和評估原子問題提案，動態(tài)調(diào)整檢索和推理過程。
- 知識感知任務(wù)分解器的訓(xùn)練：通過收集和訓(xùn)練數(shù)據(jù)，使任務(wù)分解器能夠更好地理解和處理領(lǐng)域特定的知識。通過強化學(xué)習(xí)等方法，優(yōu)化任務(wù)分解和結(jié)果尋找過程。
4.Level-3: 預(yù)測性問題回答
Level-3專注于處理預(yù)測性問題，強調(diào)基于知識的預(yù)測能力。
深紅色（■）表示知識組織模塊中的知識構(gòu)建和知識歸納，而深藍色（■）代表以知識為中心的推理模塊中的預(yù)測子模塊。
- 知識結(jié)構(gòu)和歸納：在知識組織模塊中，通過結(jié)構(gòu)化和歸納知識，支持高級分析和預(yù)測任務(wù)。通過分類和時間序列分析，優(yōu)化知識的使用。
- 預(yù)測子模塊：在知識中心推理模塊中，引入預(yù)測子模塊，以支持基于知識的預(yù)測。通過歷史數(shù)據(jù)和邏輯推理，生成未來的預(yù)測。
5.Level-4: 創(chuàng)造性問題回答
L4系統(tǒng)實現(xiàn)的特點是整合多智能體系統(tǒng)，支持多視角思考。通過并行處理和集成不同的推理路徑，生成綜合和連貫的解決方案。這種思維依賴于事實信息和對基本原理及規(guī)則的理解。
實驗
參考文獻
- PIKE-RAG: sPecIalized KnowledgE and Rationale Augmented Generation，https://arxiv.org/pdf/2501.11551
- 開源地址：https://github.com/microsoft/PIKE-RAG
