ColPali实现视觉RAG

文摘   2024-10-07 17:50   新加坡  

本文涉及到的详细测试代码和测试步骤放置于:

https://github.com/xinyuwei-david/david-share.git下的:Multimodal-Models/ColPali-RAG

本文中不再赘述代码实现。欢迎给repo点亮Star,您的点赞是作者持续创作的动力。

一、ColPali

RAG把信息检索和自然语言生成结合在一起,提升了AI模型的输出效果。

 ColPali 旨在利用视觉语言模型的强大功能来改进文档检索。传统的文档检索方法通常依赖OCR来提取文本,然后进行分析,这样可能会遗漏像布局、图片和字体这些重要的视觉信息。

 
RAG 一共分为三个步骤:检索、增强和生成。下面我们来详细看看每个步骤:

  1. 检索:当有一个查询或提示时,系统首先从知识库中检索相关的文档或信息。这一步对为模型提供合适的上下文数据非常关键。

  2. 增强:接下来,检索到的信息会用来增强原始输入。这可能包括整合与查询相关的额外事实、背景或细节。

  3. 生成:最后,增强后的输入被送入语言模型,生成输出,比如一个详细的答案,或者一段结合了查询和检索信息的文本。


ColPali 的特别之处在于它利用视觉语言模型来处理和理解文档。



它的架构主要由以下几个部分组成:

  • 视觉 Transformer(SigLIP-So400m):这个模型处理文档页面的图像,将它们转换成有意义的视觉嵌入。

  • PaliGemma-3B:这是一个大型的视觉语言模型,接收视觉嵌入,生成高质量的文档上下文表示。

  • 后期交互机制:类似于 ColBERT 方法,这个机制允许查询中的词语和文档的片段之间进行细粒度的匹配,确保检索过程既精确又有丰富的上下文。


二、与传统系统的比较

 
传统的文档检索系统主要依赖 OCR 将扫描的文档转换为文本,然后使用基于文本的检索技术。但这些方法往往会丢失文档中的重要视觉信息,比如布局、图片和格式。ColPali 通过直接处理文档的图像,避免了这个限制,保留了视觉上下文,从而提高了检索的准确性和效率。这种方法不仅提升了性能,还加快了建立索引的过程,非常适合那些视觉元素至关重要的实际应用场景。通过将先进的视觉语言模型与检索增强生成结合起来,ColPali 在文档理解和检索领域取得了重大突破。它为处理视觉丰富的文档提供了强大的解决方案,对于需要准确且上下文相关的信息提取的各种领域来说,都是一个非常有价值的工具。


三. 效果展示。

问题1:

回复:

['这张照片中有两个小朋友在户外,背景是一片绿色的植物,可能是果园或公园。两个小朋友都穿着长袖衣服,一个穿着粉色的衣服,另一个穿着灰色的衣服。他们手里都拿着一个梨,似乎在分享或交换梨。照片的右侧有一个小女孩,她正把一个梨递给另一个小女孩。照片的左侧还有一个小女孩,她手里拿着一个梨,似乎在观察或等待。整体氛围显得非常愉快和自然。']

文档中内容:


问题2:

回复:

['图片中有一个小男孩正在踢足球。他穿着一件绿色和红色相间的夹克,搭配深色裤子和棕色鞋子。小男孩的头发是黑色的,看起来很短。他正站在一个足球场上,手里拿着一个白色的足球,准备踢球。球场的地面是蓝色和黄色相间的,背景中可以看到一些其他的孩子在玩耍。']

文档中的内容:

问题3:

回复:

["针对'目标 2 具有初步的阅读理解能力'的教育建议如下:\n\n1. 经常和幼儿一起阅读,引导他以自己的经验为基础理解图书的内容。如:\n   - 引导幼儿仔细观察画面,结合画面讨论故事内容,学习建立画面与故事内容的联系。\n   - 和幼儿一起讨论或回忆书中的故事情节,引导他有条理地说出故事的大致内容。\n   - 在给幼儿读书或讲故事时,可先不告诉名字,让幼儿听完后自己命名,并说出这样命名的理由。\n\n2. 在阅读中发展幼儿的想象和创造能力。如:\n   - 鼓励幼儿依据画面线索讲述故事,大胆推测、想象故事情节的发展,改编故事部分情节或续编故事结尾。\n   - 鼓励幼儿用故事表演、绘画等不同的方式表达自己对图书和故事的理解。\n   - 鼓励和支持幼儿自编故事,并为自编的故事配上图画,制成图画书。\n\n3. 引导幼儿感受文学作品的美。如:\n   - 有意识地引导幼儿欣赏或模仿文学作品的语言节奏和韵律。\n   - 给幼儿读书时,通过表情、动作和抑扬顿挫的声音传达书中的情绪情感,让幼儿体会作品的感染力和表现力。"]

文档:

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https://github.com/davidsajare/david-share.git
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