LongRefiner：解决长文档检索增强生成的新思路
大语言模型与RAG的应用越来越广泛，但在处理长文档时仍面临不少挑战。今天我们来聊聊一个解决这类问题的新方法——LongRefiner。
背景问题：长文档处理的两大难题
使用检索增强型生成（RAG）系统处理长文档时，主要有两个痛点：
- 信息杂乱：长文档中往往包含大量与用户问题无关的内容，就像大海捞针，模型很难准确找到真正有用的信息。
- 计算成本高：处理完整长文档会大大增加输入长度，导致计算资源消耗增加，系统响应变慢，尤其在实际应用中更为明显。
LongRefiner：三步走策略
如图所示，针对这些问题，研究者提出了LongRefiner，一个即插即用的文档精炼系统。它通过三个关键步骤来提高长文档处理效率：
1. 双层查询分析
不同的问题需要不同深度的信息，LongRefiner把查询分为两种类型：
- 局部查询：只需要文档中某个部分或片段的信息就能回答
- 全局查询：需要对整个文档进行全面理解才能回答
系统会先判断用户的问题属于哪种类型，然后再决定需要提取多少信息。
2. 文档结构化处理
把杂乱无章的长文档变成有条理的结构化文档，主要包括：
- 设计基于XML的文档结构表示方式，用特殊标签（如
<section>、<subsection>）标记出文档的层次结构 - 利用维基百科网页数据建立文档结构树，方便后续处理
3. 自适应文档精炼
根据不同问题类型，系统会从两个角度评估文档各部分的重要性：
- 局部视角：从文档的最小单元（如段落）开始，计算与查询的相关性
- 全局视角：从文档的整体结构出发，确保能够全面理解文档
最后，系统会结合这两种视角的评分，筛选出最相关的内容来回答问题。
实验成果：事实胜于雄辩
研究者在多种问答数据集上进行了测试，结果相当出色：
- 在保持低延迟的情况下，LongRefiner在所有测试数据集上都取得了最佳性能
- 与现有方法相比，性能提升了9%以上
- 与直接使用完整文档的方法相比，LongRefiner将标记使用量减少了10倍，延迟降低了4倍，同时在多数数据集上性能反而更好
关键发现
实验分析还揭示了几个有意思的发现：
- 系统中的三个组件（双层查询分析、文档结构化、自适应精炼）缺一不可，移除任何一个都会导致性能明显下降
- 随着模型参数的增加，性能提升会逐渐变小
- LongRefiner在处理较长文档时表现尤为出色
- 该方法在不同的基础生成器上都能表现稳定
总结
LongRefiner为长文档的RAG系统提供了一种高效的解决方案。通过理解查询类型、结构化文档以及自适应精炼机制，它成功地在保持高性能的同时大幅降低了计算成本。这一研究为未来大语言模型处理长文档问题提供了新的思路。
对于需要处理大量长文档的应用场景，如智能客服、文档检索系统、知识库问答等，LongRefiner无疑是一个值得关注的技术。