Развертывание мультимодальной системы RAG с помощью vLLM и Milvus
Представьте, что вы потратили месяцы на точную настройку своего приложения ИИ для конкретного LLM через поставщика API. И тут, ни с того ни с сего, вы получаете письмо: "Мы отказываемся от используемой вами модели в пользу нашей новой версии". Знакомо? Хотя облачные API-провайдеры предлагают удобство мощных, готовых к использованию возможностей ИИ, полагаясь только на них, вы также сталкиваетесь с рядом существенных рисков:
- Отсутствие контроля: Вы не можете контролировать версии и обновления моделей.
- Непредсказуемость: Вы можете столкнуться с внезапными изменениями в поведении или возможностях модели.
- Ограниченное понимание: Зачастую возможности отслеживания производительности и моделей использования ограничены.
- Приватность: Конфиденциальность данных может быть очень важной проблемой, особенно при работе с конфиденциальной информацией.
Каково же решение? Как вернуть контроль? Как снизить эти риски и одновременно расширить возможности системы? Ответ заключается в создании более надежной, независимой системы с использованием решений с открытым исходным кодом.
Этот блог поможет вам создать Multimodal RAG с помощью Milvus и vLLM. Используя возможности векторной базы данных с открытым исходным кодом в сочетании с LLM, вы сможете создать систему, способную обрабатывать и понимать множество типов данных - текст, изображения, аудио и даже видео. Такой подход не только дает вам полный контроль над технологией, но и обеспечивает мощную и универсальную систему, превосходящую традиционные текстовые решения.
Что мы создадим: мультимодальный RAG под вашим контролем
Мы построим систему Multimodal RAG с использованием Milvus и vLLM, иллюстрирующую, как вы можете self host your LLM и получить полный контроль над своими приложениями ИИ. Наше руководство проведет вас через создание приложения Streamlit, которое продемонстрирует возможности интеграции нескольких типов данных. Вот что мы рассмотрим:
Обработка видеоданных путем извлечения кадров и расшифровки звука
Хранение и эффективное индексирование мультимодальных данных с помощью Milvus
- Мы используем OpenAI CLIP для кодирования изображений в эмбеддинги, которые затем могут быть найдены с помощью Milvus.
- Мы используем модель Mistral Embedding для кодирования текста в эмбеддинги.
Получаем релевантный контекст на основе запросов пользователя с помощью Milvus
Генерирование ответов с помощью Pixtral, работающего с vLLM, используя визуальное и текстовое понимание.
К концу этого урока вы создадите гибкую, масштабируемую систему, полностью подконтрольную вам, и больше не будете беспокоиться об устаревании API или неожиданных изменениях.
Что такое Milvus?
Milvus - это высокопроизводительная и масштабируемая векторная база данных с открытым исходным кодом, которая может хранить, индексировать и искать миллиардные объемы неструктурированных данных через высокоразмерные векторные вкрапления. Она идеально подходит для создания современных приложений ИИ, таких как поиск с расширенной генерацией (RAG), семантический поиск, мультимодальный поиск и рекомендательные системы. Milvus эффективно работает в различных средах, от ноутбуков до крупномасштабных распределенных систем.
Что такое vLLM?
Основная идея vLLM (Virtual Large Language Model) заключается в оптимизации обслуживания и выполнения LLM за счет использования эффективных методов управления памятью. Вот ключевые аспекты:
- Оптимизированное управление памятью: vLLM реализует передовые методы распределения и управления памятью, чтобы полностью использовать доступные аппаратные ресурсы. Эта оптимизация помогает эффективно запускать большие языковые модели, предотвращая узкие места в памяти, которые могут снижать производительность.
- Динамическая пакетная обработка: vLLM адаптирует размер и последовательность пакетов в зависимости от памяти и вычислительных возможностей базового оборудования. Эта динамическая настройка повышает пропускную способность и минимизирует задержки при выводе модели.
- Модульная конструкция: Архитектура vLLM является модульной, что обеспечивает простую интеграцию с различными аппаратными ускорителями. Эта модульность также позволяет легко масштабировать систему на несколько устройств или кластеров, что делает ее легко адаптируемой к различным сценариям развертывания.
- Эффективное использование ресурсов: vLLM оптимизирует использование критически важных ресурсов, таких как CPU, GPU и память. Такая эффективность позволяет системе поддерживать более крупные модели и обрабатывать большее количество одновременных запросов, что очень важно в производственных средах, где масштабируемость и производительность имеют ключевое значение.
- Бесшовная интеграция: Разработанный для плавной интеграции с существующими фреймворками и библиотеками машинного обучения, vLLM предоставляет дружественный интерфейс. Благодаря этому разработчики могут легко развертывать и управлять большими языковыми моделями в различных приложениях без значительной перенастройки.
Основные компоненты нашей мультимодальной RAG
Мультимодальное приложение RAG, которое мы создаем, состоит из следующих ключевых компонентов:
- vLLM - библиотека выводов, которую мы будем использовать для вывода и обслуживания мультимодальной модели Pixtral.
- Koyeb обеспечивает инфраструктурный слой для нашего развертывания, предлагая бессерверную платформу, специализированную для ИИ-нагрузок. Благодаря встроенной интеграции vLLM и автоматизированному управлению ресурсами GPU, она позволяет легко развернуть LLM, сохраняя производительность и масштабируемость производственного уровня.
- Pixtral от Mistral AI выступает в роли нашего мультимодального мозга, объединяя 400M параметров кодера зрения с 12B параметрами мультимодального декодера. Такая архитектура позволяет ему обрабатывать изображения и текст в одном и том же контекстном окне.
- Milvus обеспечивает основу для хранения векторов, эффективно управляя вкраплениями из различных модальностей. Его способность обрабатывать множество типов векторов и выполнять быстрый поиск сходства делает его идеальным для мультимодальных приложений.
Рисунок - Мультимодальная архитектура RAG.png
Рисунок: Мультимодальная архитектура RAG
Начало работы
Сначала установим наши зависимости:
``Python
Основные пакеты LlamaIndex
pip install -U llama-index-vector-stores-milvus llama-index-multi-modal-llms-mistralai llama-index-embeddings-mistralai llama-index-multi-modal-llms-openai llama-index-embeddings-clip llama_index
Обработка видео и аудио
pip install moviepy pytube pydub SpeechRecognition openai-whisper ffmpeg-python soundfile
Обработка и визуализация изображений
pip install torch torchvision matplotlib scikit-image git+https://github.com/openai/CLIP.git
Утилиты и инфраструктура
pip install pymilvus streamlit ftfy regex tqdm
## Настройка окружения
Начнем с настройки окружения и импорта необходимых библиотек:
``Python
импорт os
import base64
import json
from pathlib import Path
from dotenv import load_dotenv
from llama_index.core import Settings
from llama_index.embeddings.mistralai import MistralAIEmbedding
# Загрузка переменных окружения
load_dotenv()
# Настройте модель встраивания по умолчанию
Settings.embed_model = MistralAIEmbedding(
"mistral-embed",
api_key=os.getenv("MISTRAL_API_KEY")
)
Конвейер обработки видео
Сердцем нашей системы является конвейер обработки видео, который преобразует необработанный видеоконтент в данные, которые наша система RAG может понять и эффективно обработать.
``Python def process_video(video_path: str, output_folder: str, output_audio_path: str) -> dict: # Создаем выходной каталог, если он не существует Path(output_folder).mkdir(parents=True, exist_ok=True)
# Извлечение кадров из видео
video_to_images(video_path, output_folder)
# Извлечение и расшифровка аудио
video_to_audio(video_path, output_audio_path)
text_data = audio_to_text(output_audio_path)
# Сохранить транскрипцию
with open(os.path.join(output_folder, "output_text.txt"), "w") as file:
file.write(text_data)
os.remove(output_audio_path)
return {"Автор": "Пример автора", "Заголовок": "Пример заголовка", "Просмотры": "1000000"}
Этот конвейер разбивает видео на части:
- Кадры изображения (извлекаются со скоростью 0,2 кадр/с)
- Аудио транскрипция с помощью Whisper
- Метаданные о видео
## Построение векторного индекса
Мы используем Milvus для хранения наших мультимодальных вкраплений. Вот как мы создаем наш индекс:
``Python
def create_index(output_folder: str):
# Создаем разные коллекции для текста и изображений
text_store = MilvusVectorStore(
uri="milvus_local.db",
имя_коллекции="text_collection",
overwrite=True,
dim=1024
)
image_store = MilvusVectorStore(
uri="milvus_local.db",
collection_name="image_collection",
overwrite=True,
dim=512
)
storage_context = StorageContext.from_defaults(
vector_store=text_store,
хранилище_изображений=хранилище_изображений
)
# Загрузка и индексирование документов
документы = SimpleDirectoryReader(output_folder).load_data()
return MultiModalVectorStoreIndex.from_documents(
документы,
storage_context=storage_context
)
Обработка запросов с помощью Pixtral
Когда пользователь задает вопрос, нам необходимо:
- Извлечь соответствующий контекст из нашего векторного хранилища
- Обработать запрос с помощью Pixtral, используя как текст, так и изображения.
Вот наша функция обработки запроса:
``Python def process_query_with_image(query_str, context_str, metadata_str, image_document): client = OpenAI( base_url=os.getenv("KOYEB_ENDPOINT"), api_key=os.getenv("KOYEB_TOKEN") )
with open(image_document.image_path, "rb") as image_file:
image_base64 = base64.b64encode(image_file.read()).decode("utf-8")
qa_tmpl_str = """
Учитывая предоставленную информацию, включая соответствующие изображения и извлеченный контекст
из видео, точно и точно ответьте на запрос без каких-либо
дополнительных предварительных знаний.
---------------------
Контекст: {context_str}
Метаданные: {metadata_str}
---------------------
Запрос: {query_str}
Ответ: """
# Подготовка сообщений для Pixtral
messages = [
{
"роль": "пользователь",
"content": [
{
"type": "текст",
"text": qa_tmpl_str.format(
context_str=context_str,
query_str=query_str,
metadata_str=metadata_str
)
},
{
"type": "image_url",
"image_url": {
"url": f "data:image/jpeg;base64,{image_base64}"
}
},
],
}
]
completion = client.chat.completions.create(
model="mistralai/Pixtral-12B-2409",
сообщения=сообщения,
max_tokens=300
)
return completion.choices[0].message.content
## Создание интерфейса Streamlit
Наконец, мы создадим удобный интерфейс Streamlit:
``Python
def main():
st.title("MultiModal RAG with Pixtral & Milvus")
# Инициализация состояния сессии
if 'index' not in st.session_state:
st.session_state.index = None
st.session_state.retriever_engine = None
st.session_state.metadata = None
# Ввод видео
video_path = st.text_input("Введите путь к видео:")
если video_path и не st.session_state.index:
with st.spinner("Обработка видео..."):
# Обработка видео и создание индекса
[... код обработки ...]
if st.session_state.index:
st.subheader("Пообщайтесь с видео")
query = st.text_input("Задайте вопрос о видео:")
if query:
with st.spinner("Генерируем ответ..."):
# Генерируем и отображаем ответ
[... код обработки запроса ...]
if __name__ == "__main__":
main()
Запуск приложения
Перед запуском приложения убедитесь, что у вас есть:
- Настройте переменные окружения в файле
.env. - Установили все необходимые зависимости
Затем запустите приложение:
``Bash streamlit run app.py
Вы увидите домашнюю страницу, где вы можете:
- Загружать видео для обработки
- Задавать вопросы о содержании видео
- Прочитать ответы от Pixtral с соответствующими кадрами видео
Рисунок: Интерфейс мультимодального приложения RAG, созданного с помощью Milvus и Pixtral
Теперь вы можете взаимодействовать с видео и, например, узнать больше о гауссовом распределении.
Рисунок: Выполнение мультимодального поиска
## Заключение
В этой статье мы показали, как построить мощную мультимодальную систему RAG с использованием Milvus, Pixtral и vLLM. Благодаря сочетанию эффективных возможностей векторного хранения Milvus и продвинутого мультимодального понимания Pixtral мы создали систему, которая может обрабатывать, понимать и отвечать на запросы о видеоконтенте. И эта система полностью под вашим контролем.
## Мы будем рады услышать ваше мнение!
Если вам понравилась эта статья в блоге, пожалуйста, подумайте:
- ⭐ Дать нам звезду на [GitHub](https://github.com/milvus-io/milvus)
- 💬 Присоединиться к нашему сообществу [Milvus Discord](https://discord.gg/FG6hMJStWu), чтобы поделиться своим опытом
- 🔍 Изучите наш репозиторий [Bootcamp](https://github.com/milvus-io/bootcamp), чтобы найти больше примеров мультимодальных приложений с Milvus
Stephen BatifolStephen Batifol is a Developer Advocate at Zilliz. He previously worked as a Machine Learning Engineer at Wolt, where he was working on the ML Platform and as a Data Scientist at Brevo. Stephen studied Computer Science and Artificial Intelligence. He enjoys dancing and surfing.
- Что мы создадим: мультимодальный RAG под вашим контролем
- Что такое Milvus?
- Что такое vLLM?
- Основные компоненты нашей мультимодальной RAG
- Начало работы
- Конвейер обработки видео
- Обработка запросов с помощью Pixtral
Контент
Начните бесплатно, масштабируйтесь легко
Попробуйте полностью управляемую векторную базу данных, созданную для ваших GenAI приложений.
Попробуйте Zilliz Cloud бесплатноЧитать далее
Selecting the Right ETL Tools for Unstructured Data to Prepare for AI
Learn the right ETL tools for unstructured data to power AI. Explore key challenges, tool comparisons, and integrations with Milvus for vector search.
Vector Databases vs. Hierarchical Databases
Use a vector database for AI-powered similarity search; use a hierarchical database for organizing data in parent-child relationships with efficient top-down access patterns.
Vector Databases vs. Spatial Databases
Use a vector database for AI-powered similarity search; use a spatial database for geographic and geometric data analysis and querying.