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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。

嵌入模型将原始文本(例如句子、段落或推文)转换为固定长度的数字向量,该向量捕获了文本的语义含义。这些向量使得机器能够基于含义而非精确的词语来比较和搜索文本。

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在相近的位置。例如,嵌入不仅可以匹配短语 "机器学习",还可以检索出讨论相关概念的文档,即使这些文档使用了不同的措辞。

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. 相似性评分 — 使用数学度量来比较向量,以衡量底层文本的关联紧密程度。

相似性度量

通常使用以下几种度量来比较嵌入:

  • 余弦相似度 — 测量两个向量之间的夹角。
  • 欧几里得距离 — 测量点之间的直线距离。
  • 点积 — 测量一个向量在另一个向量上的投影程度。

接口

LangChain 通过 Embeddings 接口为文本嵌入模型(例如 OpenAI、Cohere、Hugging Face)提供了一个标准接口。

主要提供两个方法:

  • embedDocuments(documents: string[]) → number[][]:嵌入一个文档列表。
  • embedQuery(text: string) → number[]: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商以相同的方式处理它们。

安装与使用

OpenAI

安装依赖:

bash
npm i @langchain/openai
bash
yarn add @langchain/openai
bash
pnpm add @langchain/openai

添加环境变量:

bash
OPENAI_API_KEY=your-api-key

实例化模型:

typescript
import { OpenAIEmbeddings } from "@langchain/openai";

const embeddings = new OpenAIEmbeddings({
  model: "text-embedding-3-large"
});
Azure

安装依赖

bash
npm i @langchain/openai
bash
yarn add @langchain/openai
bash
pnpm add @langchain/openai

添加环境变量:

bash
AZURE_OPENAI_API_INSTANCE_NAME=<YOUR_INSTANCE_NAME>
AZURE_OPENAI_API_KEY=<YOUR_KEY>
AZURE_OPENAI_API_VERSION="2024-02-01"

实例化模型:

typescript
import { AzureOpenAIEmbeddings } from "@langchain/openai";

const embeddings = new AzureOpenAIEmbeddings({
  azureOpenAIApiEmbeddingsDeploymentName: "text-embedding-ada-002"
});
AWS

安装依赖:

bash
npm i @langchain/aws
bash
yarn add @langchain/aws
bash
pnpm add @langchain/aws

添加环境变量:

bash
BEDROCK_AWS_REGION=your-region

实例化模型:

typescript
import { BedrockEmbeddings } from "@langchain/aws";

const embeddings = new BedrockEmbeddings({
  model: "amazon.titan-embed-text-v1"
});
Google Gemini

安装依赖:

bash
npm i @langchain/google-genai
bash
yarn add @langchain/google-genai
bash
pnpm add @langchain/google-genai

添加环境变量:

bash
GOOGLE_API_KEY=your-api-key

实例化模型:

typescript
import { GoogleGenerativeAIEmbeddings } from "@langchain/google-genai";

const embeddings = new GoogleGenerativeAIEmbeddings({
  model: "text-embedding-004"
});
Google Vertex

安装依赖:

bash
npm i @langchain/google-vertexai
bash
yarn add @langchain/google-vertexai
bash
pnpm add @langchain/google-vertexai

添加环境变量:

bash
GOOGLE_APPLICATION_CREDENTIALS=credentials.json

实例化模型:

typescript
import { VertexAIEmbeddings } from "@langchain/google-vertexai";

const embeddings = new VertexAIEmbeddings({
  model: "gemini-embedding-001"
});
MistralAI

安装依赖:

bash
npm i @langchain/mistralai
bash
yarn add @langchain/mistralai
bash
pnpm add @langchain/mistralai

添加环境变量:

bash
MISTRAL_API_KEY=your-api-key

实例化模型:

typescript
import { MistralAIEmbeddings } from "@langchain/mistralai";

const embeddings = new MistralAIEmbeddings({
  model: "mistral-embed"
});
Cohere

安装依赖:

bash
npm i @langchain/cohere
bash
yarn add @langchain/cohere
bash
pnpm add @langchain/cohere

添加环境变量:

bash
COHERE_API_KEY=your-api-key

实例化模型:

typescript
import { CohereEmbeddings } from "@langchain/cohere";

const embeddings = new CohereEmbeddings({
  model: "embed-english-v3.0"
});
Ollama

安装依赖:

bash
npm i @langchain/ollama
bash
yarn add @langchain/ollama
bash
pnpm add @langchain/ollama

实例化模型:

typescript
import { OllamaEmbeddings } from "@langchain/ollama";

const embeddings = new OllamaEmbeddings({
  model: "llama2",
  baseUrl: "http://localhost:11434", // 默认值
});

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。这个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 fromBytesStore。它接受以下参数:

  • underlyingEmbeddings:用于嵌入的底层嵌入器。
  • documentEmbeddingStore:用于缓存文档嵌入的任何 BaseStore
  • options.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)。
typescript
import { CacheBackedEmbeddings } from "@langchain/classic/embeddings/cache_backed";
import { InMemoryStore } from "@langchain/core/stores";

const underlyingEmbeddings = new OpenAIEmbeddings();

const inMemoryStore = new InMemoryStore();

const cacheBackedEmbeddings = CacheBackedEmbeddings.fromBytesStore(
  underlyingEmbeddings,
  inMemoryStore,
  {
    namespace: underlyingEmbeddings.model,
  }
);

// 示例:缓存查询嵌入
const tic = Date.now();
const queryEmbedding = cacheBackedEmbeddings.embedQuery("Hello, world!");
console.log(`First call took: ${Date.now() - tic}ms`);

// 示例:缓存文档嵌入
const tic = Date.now();
const documentEmbedding = cacheBackedEmbeddings.embedDocuments(["Hello, world!"]);
console.log(`Cached creation time: ${Date.now() - tic}ms`);

在生产环境中,您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相关选项。

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