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概述

本概述涵盖基于文本的嵌入模型。LangChain 目前暂不支持多模态嵌入。请参阅热门嵌入模型
嵌入模型将原始文本(如句子、段落或推文)转换为固定长度的数字向量,以捕捉其语义含义。这些向量使机器能够基于含义而非精确词汇来比较和搜索文本。 在实践中,这意味着具有相似思想的文本在向量空间中被放置得很近。例如,嵌入不仅可以匹配短语 “机器学习”,还能找出讨论相关概念的文档,即使使用了不同的措辞。

工作原理

  1. 向量化 — 模型将每个输入字符串编码为一个高维向量。
  2. 相似度评分 — 使用数学度量来比较向量,以衡量底层文本的关联程度。

相似度度量

比较嵌入时常用的几种度量方法:
  • 余弦相似度 — 测量两个向量之间的夹角。
  • 欧几里得距离 — 测量两点之间的直线距离。
  • 点积 — 测量一个向量在另一个向量上的投影量。
以下是计算两个向量之间余弦相似度的示例:
import numpy as np

def cosine_similarity(vec1, vec2):
    dot = np.dot(vec1, vec2)
    return dot / (np.linalg.norm(vec1) * np.linalg.norm(vec2))

similarity = cosine_similarity(query_embedding, document_embedding)
print("Cosine Similarity:", similarity)

接口

LangChain 通过 Embeddings 接口为文本嵌入模型(例如 OpenAI、Cohere、Hugging Face)提供了标准接口。 提供两个主要方法:
  • embed_documents(texts: List[str]) → List[List[float]]:嵌入文档列表。
  • embed_query(text: str) → List[float]:嵌入单个查询。
该接口允许查询和文档使用不同的策略进行嵌入,尽管在实践中大多数提供者以相同的方式处理它们。

热门集成

缓存

嵌入可以被存储或临时缓存,以避免重复计算。 可以使用 CacheBackedEmbeddings 来缓存嵌入。此包装器将嵌入存储在键值存储中,其中文本被哈希处理,哈希值用作缓存中的键。 初始化 CacheBackedEmbeddings 的主要支持方式是 from_bytes_store。它接受以下参数:
  • underlying_embedder:用于嵌入的嵌入器。
  • document_embedding_cache:用于缓存文档嵌入的任何 ByteStore
  • batch_size:(可选,默认为 None)存储更新之间要嵌入的文档数量。
  • namespace:(可选,默认为 "")用于文档缓存的命名空间。有助于避免冲突(例如,将其设置为嵌入模型名称)。
  • query_embedding_cache:(可选,默认为 None)用于缓存查询嵌入的 ByteStore,或设置为 True 以重用与 document_embedding_cache 相同的存储。
import time
from langchain_classic.embeddings import CacheBackedEmbeddings  
from langchain_classic.storage import LocalFileStore 
from langchain_core.vectorstores import InMemoryVectorStore

# 创建底层嵌入模型
underlying_embeddings = ... # 例如,OpenAIEmbeddings()、HuggingFaceEmbeddings() 等。

# 存储将嵌入持久化到本地文件系统
# 这不适用于生产环境,但对本地开发有用
store = LocalFileStore("./cache/")

cached_embedder = CacheBackedEmbeddings.from_bytes_store(
    underlying_embeddings,
    store,
    namespace=underlying_embeddings.model
)

# 示例:缓存查询嵌入
tic = time.time()
print(cached_embedder.embed_query("Hello, world!"))
print(f"第一次调用耗时: {time.time() - tic:.2f} 秒")

# 后续调用使用缓存
tic = time.time()
print(cached_embedder.embed_query("Hello, world!"))
print(f"第二次调用耗时: {time.time() - tic:.2f} 秒")
在生产环境中,通常会使用更健壮的持久化存储,例如数据库或云存储。请参阅存储集成了解选项。

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