多模态RAG实战:复杂的PPT文档如何处理?一文掌握关键技巧
RAG应用的一大复杂性体现在其多样的原始知识结构与表示。特别在企业场景下,混合多种媒体形式且具有复杂布局的文档随处可见,比如一份PPT:其中可能充满大量的文本、标注、图像与各种统计图表。那么如何对这样的文档构建有效的RAG管道?本文将为您介绍我们的实现过程。
RAG应用的一大复杂性体现在其多样的原始知识结构与表示。特别在企业场景下,混合多种媒体形式且具有复杂布局的文档随处可见,比如一份PPT:
其中可能充满大量的文本、标注、图像与各种统计图表。那么如何对这样的文档构建有效的RAG管道?本文将为您介绍我们的实现过程。实验Notebook:
https://github.com/pingcy/multimodal_ppt_rag
先看效果
这里使用《中文大模型基准测评2025年3月报告》这份PPT来做测试,因为它的内容够丰富,且含有大量图表,非常适合用来回答问题。我们期望并达到的效果是,**能够图文****结合的回答PPT内容相关的问题。**比如:
3月份中文大模型评测,通用能力水平最高的模型前五名是谁?
最后输出的答案如下:
通过对PPT相关的更多问题进行评估,效果基本达到了预期。
总体方案与工具
PPT文档(或者转成的PDF)的复杂之处在于:
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没有固定的格式与布局
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典型的图、文、表混排
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相对于文本,更倾向用图表来表示信息
不过PPT文档也有一个优势:有天然的知识块分割,每一页即为一个Chunk。
所以,简单的借助开源解析工具、OCR等做文本提取,然后按普通RAG流程处理,会丢失大量的语义信息。因此我们的方案是借助多模态的视觉大模型(LVM)在索引与生成阶段双管齐下:
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索引阶段:对每一页截图,并生成尽可能丰富的文本表示做嵌入
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生成阶段:将检索到的文本与关联的截图一起输入大模型用于生成
需要的工具有:
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文档解析:豆包vision模型或开启vision的LlamaParse
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向量库:本地Chroma
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嵌入模型:阿里云Embedding-V3
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生成模型:豆包vision模型
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框架:LlamaIndex或LangChain
这里的每一步你都可以选择替代方案。
文档解析与索引
有很多解析PDF(PPT转化成PDF)文档的开源工具,如Markitdown,Marker,PyMuPDF4LLM等。不过经过测试,面对PPT这种复杂文档,效果最好的是借助视觉大模型。比如我们用豆包的视觉模型对这一页进行生成(提示词参考源代码):
它可以很好的提取文字,并对必要内容做整理转化:
当然在一些不清晰,或者元素过多与混乱的局部区域,会有一些误差。这也是为什么在生成时我们希望同时输出原图片来参考的原因。
在测试时为了方便,我们采用了LlamaIndex提供的云端解析服务LlamaParse(打开Vision功能,原理也是借助视觉大模型)来完成这一步。其好处是会帮你保留每一次解析结果:
并可以在后台查看详细解析输出:
采用视觉大模型的解析与索引的处理流程:
【流程说明】
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原文档的每一页PPT转为图片,并借助多模态模型解析成每一页的Markdown文本(注意不是简单的文字提取)
-
【可选】借助LLM对生成的Markdown文本块做适当增强,我们做了两个动作:
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生成该页的简单摘要
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生成该页可以回答的5个假设性问题
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将每一页的Markdown文本块作为一个Chunk,并根据页码与页面图片关联起来(保存图片路径在Chunk元数据);用来在检索时能够根据Chunk找到对应图片
-
嵌入这些文本Chunks,保存到向量库。注意这里不用做分割(Split)。
检索与生成
检索与生成阶段的流程如下:
【流程说明】
- 从向量库检索关联的块,也就是前面对应到PPT页面的生成文本
- 根据这些块中的元数据(Image_path),找到对应的页面截图
- 将文本块组装成Prompt,与找到的图片一起输入多模态模型,等待响应
- 对响应做简单转换,以Markdown格式展示最终结果
【重点说明】
- 由于我们需要将关联的页面图片同时输入视觉模型,因此通常不能借助框架的高层抽象(比如LlamaIndex中的index.as_query_engine)来直接获得RAG引擎后查询。需要自定义一个查询过程,大致如下:
.....
lvm = DoubaoVisionLLM(model_name='你的豆包模型名字')
class MultimodalQueryEngine(CustomQueryEngine):
...
def custom_query(self, query_str: str):
#检索关联chunk(nodes)
nodes = recursive_retrieve(query_str)
#组装prompt
context_str = "\n\n".join(
[r.get_content(metadata_mode=MetadataMode.LLM) + f'\n以上来自图片:{r.metadata['image_path']}' for r in nodes]
)
fmt_prompt = self.qa_prompt.format(context_str=context_str, query_str=query_str)
#输入提示和图片
response = self.multi_modal_llm.generate_response(
prompt=fmt_prompt,
image_paths = [n.metadata["image_path"] for n in nodes]
)
...
multi_query_engine = MultimodalQueryEngine(
multi_modal_llm=lvm
)
这里简单封装了一个豆包的视觉大模型DoubaoVisionLLM,具体参考源码。
- 另一个技巧是关于输出。如何让输出结果用图文结合的方式来展示呢?我们在Prompt中给予了视觉大模型提示:
...
输出格式:{{"response": #你的Markdown格式的回答#, "image_path": [#与答案最相关的图片路径#]}}
...
然后对输出结果做简单转化:
...
response_json = json.loads(response)
answer = response_json.get("response", "")
image_paths = response_json.get("image_path", [])
markdown_output = f"### 答案:\n\n{answer}\n\n### 参考来源:\n"
for image_path in image_paths:
markdown_output += f"\n"
至此,对PPT构建的多模态RAG管道已经完成。我们用代码做测试:
response = multi_query_engine.query("这次评测中表现最好的开源模型有哪些?")
from IPython.display import Markdown
display(Markdown(response.response))
得到如下答案:
效果似乎还不错!
问题与优化
在测试过程中,我们也发现一些问题与可能优化的空间,包括:
-
尽管视觉模型已经很强大,但也并非完美,在一些图片解释上会发生少量偏差
-
多模态模型的使用,特别是在生成阶段,响应速度相对普通LLM会下降,且对Tokens消耗更大(但并非不可接受)。
-
如果PPT的页数或文档更多,在检索时精确度会下降,特别是输入问题较为模糊时。我们提供了两个优化实现,但未做评估验证:
-
-
对每个页面再次分割,减小Chunk的粒度,以提高检索精度;并在检索时查找到“父块”用于生成
-
尝试构建了关键词表索引,可结合向量索引进行融合检索。
-
此外,还可以考虑的一些优化有:
-
如果有大量PPT,可以借助元数据先做一次过滤
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借助Agentic RAG回答不同类型的问题,比如总结性与细节性问题
-
测试多个向量模型与多模态模型,特别是向量模型对检索结果有较大影响
-
在实际应用中,生成的页面图片最好放在共享存储用URI访问
以上就是本次全部内容。RAG系统是典型的“三天上线,一年优化”,很多优化都需要反复的验证与评估,如果你有更好的想法,欢迎与我们分享。
如何学习大模型 AI ?
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第一阶段(10天):初阶应用
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- 大模型 AI 能干什么?
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- 用好 AI 的核心心法
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- 提示工程的意义和核心思想
- Prompt 典型构成
- 指令调优方法论
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第二阶段(30天):高阶应用
该阶段我们正式进入大模型 AI 进阶实战学习,学会构造私有知识库,扩展 AI 的能力。快速开发一个完整的基于 agent 对话机器人。掌握功能最强的大模型开发框架,抓住最新的技术进展,适合 Python 和 JavaScript 程序员。
- 为什么要做 RAG
- 搭建一个简单的 ChatPDF
- 检索的基础概念
- 什么是向量表示(Embeddings)
- 向量数据库与向量检索
- 基于向量检索的 RAG
- 搭建 RAG 系统的扩展知识
- 混合检索与 RAG-Fusion 简介
- 向量模型本地部署
- …
第三阶段(30天):模型训练
恭喜你,如果学到这里,你基本可以找到一份大模型 AI相关的工作,自己也能训练 GPT 了!通过微调,训练自己的垂直大模型,能独立训练开源多模态大模型,掌握更多技术方案。
到此为止,大概2个月的时间。你已经成为了一名“AI小子”。那么你还想往下探索吗?
- 为什么要做 RAG
- 什么是模型
- 什么是模型训练
- 求解器 & 损失函数简介
- 小实验2:手写一个简单的神经网络并训练它
- 什么是训练/预训练/微调/轻量化微调
- Transformer结构简介
- 轻量化微调
- 实验数据集的构建
- …
第四阶段(20天):商业闭环
对全球大模型从性能、吞吐量、成本等方面有一定的认知,可以在云端和本地等多种环境下部署大模型,找到适合自己的项目/创业方向,做一名被 AI 武装的产品经理。
- 硬件选型
- 带你了解全球大模型
- 使用国产大模型服务
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- 热身:基于阿里云 PAI 部署 Stable Diffusion
- 在本地计算机运行大模型
- 大模型的私有化部署
- 基于 vLLM 部署大模型
- 案例:如何优雅地在阿里云私有部署开源大模型
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学习是一个过程,只要学习就会有挑战。天道酬勤,你越努力,就会成为越优秀的自己。
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