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文档太长模型“吃不下”?15种Chunking神技,助你打造聪明绝顶的RAG系统!

发布日期:2025-07-14 09:01:34 浏览次数: 1557
作者:许泽宇的技术分享

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文档切块是RAG系统的灵魂,15种神技让你的AI模型"消化"更高效!

核心内容:
1. Chunking的核心原理与三大考量因素
2. 15种实用切块技术详解(含代码示例)
3. 不同场景下的最优切块策略选择

杨芳贤
53AI创始人/腾讯云(TVP)最具价值专家

你以为RAG系统的“聪明才智”全靠大模型?错!真正的高手,都是切块(Chunking)切得好!


一、前言:RAG系统的“吃饭哲学”

大家好,我是你们的AI技术侃侃君。今天我们聊点硬核又接地气的:RAG系统里的文档切块(Chunking)

你是不是也遇到过这种尴尬:明明有一份厚厚的文档,想让大模型帮你总结、问答、检索,结果模型一脸懵逼——“对不起,token太多,我吃不下!”
别急,这不是模型太菜,而是你没掌握切块的艺术

RAG(Retrieval-Augmented Generation)系统,已经是NLP圈的“顶流”了。无论是智能问答、知识库、文档摘要,还是企业内部的智能检索,RAG都能大显身手。但你要让它“吃得好、消化快、输出香”,Chunking绝对是核心秘诀。

今天,侃侃君就带你一口气盘点15种Chunking神技,让你的RAG系统聪明到飞起!


二、Chunking到底是啥?为啥这么重要?

1. Chunking的本质

Chunking,直译就是“切块”。在RAG系统里,就是把一份大文档,拆成模型能“咀嚼”的小块。
为什么要切?

  • 模型有token上限(比如GPT-4最多8K tokens),文档太长直接塞进去,模型会“噎住”。
  • 不切块,检索时很难精准定位答案,模型容易“漏看”关键信息。
  • 切得太碎,语义断裂,模型“看不懂”;切得太大,token爆表,模型“吃不下”。

所以,Chunking不是简单的“切”,而是信息架构的艺术
你要在“保留上下文”和“适配模型能力”之间,找到那个黄金分割点。

2. Chunking的三大核心考量

  • 块的大小(Chunk Size)
    太大,token超限,检索慢;太小,语义丢失,生成质量差。
    建议:100~500 tokens/块,根据模型实际能力灵活调整。

  • 上下文保留(Context Preservation)
    切块不能“断句断意”,否则模型“看不懂”。
    滑动窗口、语义切块等方式,可以有效保留上下文。

  • 多模态处理(Modality Handling)
    文档里可能有表格、图片、代码块,不同内容类型要用不同切块策略。


三、15种Chunking神技大盘点(附代码&场景)

1. 固定大小切块(Fixed-Size Chunking)

原理:按固定词数或token数切分。
适用:结构简单的小文档。
优点:实现简单,速度快。
缺点:可能切断句子,丢失语义。

def fixed_size_chunk(text, max_words=100):
    words = text.split()
    return [' '.join(words[i:i + max_words]) for i in range(0, len(words), max_words)]

2. 句子切块(Sentence-Based Chunking)

原理:按句子边界切分。
适用:需要保留语义完整性的文档。
优点:语义清晰,上下文连贯。
缺点:句子长度不一,chunk大小不稳定。

import spacy
nlp = spacy.load("en_core_web_sm")
def sentence_chunk(text):
    doc = nlp(text)
    return [sent.text for sent in doc.sents]

3. 段落切块(Paragraph-Based Chunking)

原理:按段落切分。
适用:结构清晰的文档,如论文、报告。
优点:自然分段,语义完整。
缺点:段落长度不一,可能超token限制。

def paragraph_chunk(text):
    return text.split('\n\n')

4. 语义切块(Semantic Chunking)

原理:基于语义相似度进行切块。
适用:技术文档、复杂文本。
优点:上下文保留好。
缺点:实现复杂,需依赖模型。

def semantic_chunk(text, max_len=200):
    doc = nlp(text)
    chunks = []
    current_chunk = []
    for sent in doc.sents:
        current_chunk.append(sent.text)
        if len(' '.join(current_chunk)) > max_len:
            chunks.append(' '.join(current_chunk))
            current_chunk = []
    if current_chunk:
        chunks.append(' '.join(current_chunk))
    return chunks

5. 模态感知切块(Modality-Specific Chunking)

原理:文本、表格、图片分别处理。
适用:PDF、技术手册等混合内容文档。
优点:保留多种模态信息。
缺点:实现复杂。

def modality_chunk(text, images=None, tables=None):
    text_chunks = paragraph_chunk(text)
    return {'text_chunks': text_chunks, 'images': images, 'tables': tables}

6. 滑动窗口切块(Sliding Window Chunking)

原理:相邻chunk之间有重叠。
适用:法律、学术文档。
优点:上下文连贯。
缺点:内容重复,处理量大。

def sliding_window_chunk(text, chunk_size=100, overlap=20):
    tokens = text.split()
    chunks = []
    for i in range(0, len(tokens), chunk_size - overlap):
        chunk = ' '.join(tokens[i:i + chunk_size])
        chunks.append(chunk)
    return chunks

7. 层级切块(Hierarchical Chunking)

原理:按章节、段落、子段落分层切块。
适用:结构化文档,如论文、合同。
优点:保留文档结构。
缺点:实现复杂。

def hierarchical_chunk(text, section_keywords):
    sections = []
    current_section = []
    for line in text.splitlines():
        if any(keyword in line for keyword in section_keywords):
            if current_section:
                sections.append("\n".join(current_section))
            current_section = [line]
        else:
            current_section.append(line)
    if current_section:
        sections.append("\n".join(current_section))
    return sections

8. 内容感知切块(Content-Aware Chunking)

原理:根据内容特征动态调整切块策略。
适用:电子书、技术文档。
优点:灵活适应不同内容。
缺点:逻辑复杂。

def content_aware_chunk(text):
    chunks = []
    current_chunk = []
    for line in text.splitlines():
        if line.startswith(('##''###''Introduction''Conclusion')):
            if current_chunk:
                chunks.append('\n'.join(current_chunk))
            current_chunk = [line]
        else:
            current_chunk.append(line)
    if current_chunk:
        chunks.append('\n'.join(current_chunk))
    return chunks

9. 表格感知切块(Table-Aware Chunking)

原理:将表格独立切块。
适用:财务报表、技术文档。
优点:保留表格结构。
缺点:格式可能丢失。

import pandas as pd
def table_aware_chunk(table):
    return table.to_markdown()

10. Token级切块(Token-Based Chunking)

原理:按token数切块,适配Transformer模型。
适用:GPT、BERT等模型。
优点:适配模型限制。
缺点:可能切断句子。

from transformers import GPT2Tokenizer
tokenizer = GPT2Tokenizer.from_pretrained("gpt2")
def token_based_chunk(text, max_tokens=200):
    tokens = tokenizer(text)["input_ids"]
    chunks = [tokens[i:i + max_tokens] for i in range(0, len(tokens), max_tokens)]
    return [tokenizer.decode(chunk) for chunk in chunks]

11. 实体感知切块(Entity-Based Chunking)

原理:基于NER识别实体进行切块。
适用:简历、合同、法律文档。
优点:保留实体信息。
缺点:需训练NER模型。

def entity_based_chunk(text):
    doc = nlp(text)
    return [ent.text for ent in doc.ents]

12. 主题切块(Topic-Based Chunking)

原理:使用LDA等主题模型进行切块。
适用:新闻、研究论文等多主题文档。
优点:按主题聚合信息。
缺点:需额外建模。

from sklearn.feature_extraction.text import CountVectorizer
from sklearn.decomposition import LatentDirichletAllocation
def topic_based_chunk(text, num_topics=3):
    sentences = text.split('. ')
    vectorizer = CountVectorizer()
    sentence_vectors = vectorizer.fit_transform(sentences)
    lda = LatentDirichletAllocation(n_components=num_topics, random_state=42)
    lda.fit(sentence_vectors)
    # 省略主题分配逻辑
    return sentences

13. 页面切块(Page-Based Chunking)

原理:按PDF页面切块。
适用:PDF文档。
优点:实现简单。
缺点:可能断句。

def page_based_chunk(pages):
    return pages

14. 关键词切块(Keyword-Based Chunking)

原理:按关键词切分。
适用:结构清晰的文档。
优点:符合文档结构。
缺点:需预定义关键词。

def keyword_based_chunk(text, keywords):
    chunks = []
    current_chunk = []
    for line in text.splitlines():
        if any(keyword in line for keyword in keywords):
            if current_chunk:
                chunks.append('\n'.join(current_chunk))
            current_chunk = [line]
        else:
            current_chunk.append(line)
    if current_chunk:
        chunks.append('\n'.join(current_chunk))
    return chunks

15. 混合切块(Hybrid Chunking)

原理:结合多种策略。
适用:复杂文档。
优点:灵活强大。
缺点:实现复杂。

def hybrid_chunk(text):
    paragraphs = paragraph_chunk(text)
    hybrid_chunks = []
    for paragraph in paragraphs:
        hybrid_chunks += sentence_chunk(paragraph)
    return hybrid_chunks

四、不同场景下,如何选对Chunking策略?

场景类型
推荐策略
FAQ、客服系统
句子切块、关键词切块
学术论文
层级切块、语义切块
技术文档
表格感知切块、内容感知切块
多模态文档
模态感知切块、混合切块
法律文档
滑动窗口切块、实体感知切块

侃侃君小贴士

  • 文档结构清晰,优先用“层级/关键词/段落”切块。
  • 语义复杂,优先用“语义/滑动窗口/混合”切块。
  • 有表格、图片,记得用“模态感知/表格感知”切块。
  • Token卡得紧,直接“token级切块”走起。

五、结语:Chunking不是“切”,是“设计”!

很多人以为Chunking就是“把文档切碎”,其实这是信息架构的高级设计
切得好,RAG系统如虎添翼;切得烂,模型再大也白搭。

最后,侃侃君送你一句话:

“RAG系统的聪明,不在于模型多大,而在于你切块多巧。”

如果你正在做RAG系统,建议把这15种Chunking神技收藏起来,结合你的业务场景,灵活搭配,逐步优化。
让你的RAG系统,吃得下、消化好、输出香!


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