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如何在向量数据库中处理多模态数据(文本 + 图像)?

在向量数据库中处理多模态数据(文本 + 图像)需要一种策略,该策略集成两种数据类型,同时保持高效的存储、检索和查询性能。 核心挑战在于将文本和图像表示为向量,从而保留它们的语义关系并实现跨模态搜索。 以下是解决此问题的结构化方法

首先,使用专门的模型分别处理每个模态。 对于文本,基于 Transformer 的模型(如 BERT 或 sentence-transformers)将句子转换为捕获语义意义的密集向量。 对于图像,卷积神经网络 (CNN)(如 ResNet)或视觉 Transformer (ViT) 提取表示视觉内容的特征向量。 例如,您可以使用 CLIP(对比语言-图像预训练),它在共享向量空间中对齐文本和图像,从而可以直接比较两者。 这种对齐简化了诸如使用文本查询搜索图像或反之亦然的任务。 确保两种模态都生成兼容维度的向量(例如,CLIP 为 512 维向量),以实现统一的存储和检索。

接下来,设计数据库模式以存储多模态嵌入。 许多向量数据库(例如,Pinecone、Milvus 或 Weaviate)支持每个记录存储多个向量。 为每个数据条目(例如,带有图像和描述的产品列表)分配一个唯一标识符,并将其文本和图像向量存储在单独的字段中。 例如,产品数据库可能包含诸如 product_idtext_embeddingimage_embedding 等字段。 如果您的数据库支持,请使用元数据过滤将其他上下文(例如,产品类别或标签)与嵌入相关联。 这允许查询将语义相似性与结构化过滤器相结合,例如“查找与此图像相似的红色连衣裙。”

最后,实现跨模态搜索逻辑。 查询时,使用与存储相同的模型为输入(文本或图像)生成嵌入,然后在相关向量字段中执行最近邻搜索。 对于混合查询(例如,“查找与此图像匹配且价格低于 50 美元的商品”),将向量相似度得分与元数据过滤器结合起来。 如果您的用例需要联合文本-图像相似性,请考虑融合向量(例如,平均产品的文本和图像嵌入)或使用支持多索引查找的数据库。 例如,食谱应用程序可能允许用户使用配料的照片(图像向量搜索)和像“素食”这样的文本查询(元数据过滤器)搜索菜肴,并按相关性对结果进行排序。

通过专注于特定于模态的处理、统一存储和灵活的查询设计,您可以构建一个系统,该系统可以利用文本和图像数据的优势,同时保持可扩展性和性能。

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