DashVector + DashScope升级多模态检索
本教程在前述教程（DashVector + ModelScope玩转多模态检索）的基础之上，基于DashScope上新推出的ONE-PEACE通用多模态表征模型结合向量检索服务DashVector来对多模态检索进行升级，接下来我们将展示更丰富的多模态检索能力。
DashVector + ModelScope 玩转多模态检索
整体流程
主要分为两个阶段：
多模态数据Embedding入库。通过ONE-PEACE模型服务Embedding接口将多种模态的数据集数据转化为高维向量。
多模态Query检索。基于ONE-PEACE模型提供的多模态Embedding能力，我们可以自由组合不同模态的输入，例如单文本、文本+音频、音频+图片等多模态输入，获取Embedding向量后通过DashVector跨模态检索相似结果。
前提准备
1. API-KEY 准备
开通灵积模型服务，并获得API-KEY：开通DashScope并创建API-KEY
开通DashVector向量检索服务，并获得API-KEY：API-KEY管理
2. 环境准备
本教程使用的多模态推理模型服务是DashScope最新的ONE-PEACE模型。ONE-PEACE是一个图文音三模态通用表征模型，在语义分割、音文检索、音频分类和视觉定位几个任务都达到了新SOTA表现，在视频分类、图像分类图文检索、以及多模态经典benchmark也都取得了比较领先的结果。模型相关的环境依赖如下：
说明
需要提前安装Python3.7 及以上版本，请确保相应的python版本。
# 安装 dashscope 和 dashvector sdk
pip3 install dashscope dashvector
基本检索
1. 数据准备
说明
由于DashScope的ONE-PEACE模型服务当前只支持URL形式的图片、音频输入，因此需要将数据集提前上传到公共网络存储（例如 oss/s3），并获取对应图片、音频的url地址列表。
当前示例场景使用ImageNet-1k的validation数据集作为入库的图片数据集，将原始图片数据Embedding入库。检索时使用ESC-50数据集作为音频输入，文本和图片输入由用户自定义，用户也可对不同模态数据自由组合。
2. 数据Embedding入库
说明
本教程所涉及的 your-xxx-api-key 以及 your-xxx-cluster-endpoint，均需要替换为您自己的API-KAY及CLUSTER_ENDPOINT后，代码才能正常运行。
ImageNet-1k的validation数据集包含50000张标注好的图片数据，其中包含1000个类别，每个类别50张图片，这里我们基于ONE-PEACE模型提取原始图片的Embedding向量入库，另外为了方便后续的图片展示，我们也将原始图片的url一起入库。代码示例如下：
点击查看代码
import dashscope
from dashscope import MultiModalEmbedding
from dashvector import Client, Doc, DashVectorException
dashscope.api_key = '{your-dashscope-api-key}'
# 由于 ONE-PEACE 模型服务当前只支持 url 形式的图片、音频输入，因此用户需要将数据集提前上传到
# 公共网络存储（例如 oss/s3），并获取对应图片、音频的 url 列表。
# 该文件每行存储数据集单张图片的公共 url，与当前python脚本位于同目录下
IMAGENET1K_URLS_FILE_PATH = "imagenet1k-urls.txt"
def index_image():
# 初始化 dashvector client
client = Client(
api_key='{your-dashvector-api-key}',
endpoint='{your-dashvector-cluster-endpoint}'
)
# 创建集合：指定集合名称和向量维度, ONE-PEACE 模型产生的向量统一为 1536 维
rsp = client.create('imagenet1k_val_embedding', 1536)
if not rsp:
raise DashVectorException(rsp.code, reason=rsp.message)
# 调用 dashscope ONE-PEACE 模型生成图片 Embedding，并插入 dashvector
collection = client.get('imagenet1k_val_embedding')
with open(IMAGENET1K_URLS_FILE_PATH, 'r') as file:
for i, line in enumerate(file):
url = line.strip('\n')
input = [{'image': url}]
result = MultiModalEmbedding.call(model=MultiModalEmbedding.Models.multimodal_embedding_one_peace_v1,
input=input,
auto_truncation=True)
if result.status_code != 200:
print(f"ONE-PEACE failed to generate embedding of {url}, result: {result}")
continue
embedding = result.output["embedding"]
collection.insert(
Doc(
id=str(i),
vector=embedding,
fields={'image_url': url}
)
)
if (i + 1) % 100 == 0:
print(f"---- Succeeded to insert {i + 1} image embeddings")
if __name__ == '__main__':
index_image()
说明
上述代码需要访问DashScope的ONE-PEACE多模态Embedding模型，总体运行速度视用户开通该服务的qps有所不同。
因图片大小影响ONE-PEACE模型获取Embedding的成功与否，上述代码运行后最终入库数据可能小于50000条。
3. 模态检索
3.1. 文本检索
对于单文本模态检索，可以通过ONE-PEACE模型获取文本Embedding向量，再通过DashVector向量检索服务的检索接口，快速检索相似的底库图片。这里文本query是猫 “cat”，代码示例如下：
点击查看代码
import dashscope
from dashscope import MultiModalEmbedding
from dashvector import Client
from urllib.request import urlopen
from PIL import Image
dashscope.api_key = '{your-dashscope-api-key}'
def show_image(image_list):
for img in image_list:
# 注意：show() 函数在 Linux 服务器上可能需要安装必要的图像浏览器组件才生效
# 建议在支持 jupyter notebook 的服务器上运行该代码
img.show()
def text_search(input_text):
# 初始化 dashvector client
client = Client(
api_key='{your-dashvector-api-key}',
endpoint='{your-dashvector-cluster-endpoint}'
)
# 获取上述入库的集合
collection = client.get('imagenet1k_val_embedding')
# 获取文本 query 的 Embedding 向量
input = [{'text': input_text}]
result = MultiModalEmbedding.call(model=MultiModalEmbedding.Models.multimodal_embedding_one_peace_v1,
input=input,
auto_truncation=True)
if result.status_code != 200:
raise Exception(f"ONE-PEACE failed to generate embedding of {input}, result: {result}")
text_vector = result.output["embedding"]
# DashVector 向量检索
rsp = collection.query(text_vector, topk=3)
image_list = list()
for doc in rsp:
img_url = doc.fields['image_url']
img = Image.open(urlopen(img_url))
image_list.append(img)
return image_list
if __name__ == '__main__':
"""文本检索"""
# 猫
text_query = "cat"
show_image(text_search(text_query))
运行上述代码，检索结果如下：
3.2. 音频检索
单音频模态检索与文本检索类似，这里音频query取自ESC-50的“猫叫声”片段，代码示例如下：
点击查看代码
import dashscope
from dashscope import MultiModalEmbedding
from dashvector import Client
from urllib.request import urlopen
from PIL import Image
dashscope.api_key = '{your-dashscope-api-key}'
def show_image(image_list):
for img in image_list:
# 注意：show() 函数在 Linux 服务器上可能需要安装必要的图像浏览器组件才生效
# 建议在支持 jupyter notebook 的服务器上运行该代码
img.show()
def audio_search(input_audio):
# 初始化 dashvector client
client = Client(
api_key='{your-dashvector-api-key}',
endpoint='{your-dashvector-cluster-endpoint}'
)
# 获取上述入库的集合
collection = client.get('imagenet1k_val_embedding')
# 获取音频 query 的 Embedding 向量
input = [{'audio': input_audio}]
result = MultiModalEmbedding.call(model=MultiModalEmbedding.Models.multimodal_embedding_one_peace_v1,
input=input,
auto_truncation=True)
if result.status_code != 200:
raise Exception(f"ONE-PEACE failed to generate embedding of {input}, result: {result}")
audio_vector = result.output["embedding"]
# DashVector 向量检索
rsp = collection.query(audio_vector, topk=3)
image_list = list()
for doc in rsp:
img_url = doc.fields['image_url']
img = Image.open(urlopen(img_url))
image_list.append(img)
return image_list
if __name__ == '__main__':
"""音频检索"""
# 猫叫声
audio_url = "http://proxima-internal.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/audio-dataset/esc-50/1-47819-A-5.wav"
show_image(audio_search(audio_url))
运行上述代码，检索结果如下：
3.3. 文本+音频检索
接下来，我们尝试“文本+音频”联合模态检索，同上，首先通过ONE-PEACE模型获取“文本+音频”输入的Embedding向量，再通过DashVector向量检索服务检索结果。这里的文本query选取的是草地“grass”，音频query依然选择的是ESC-50的“猫叫声”片段。代码示例如下：
点击查看代码
import dashscope
from dashscope import MultiModalEmbedding
from dashvector import Client
from urllib.request import urlopen
from PIL import Image
dashscope.api_key = '{your-dashscope-api-key}'
def show_image(image_list):
for img in image_list:
# 注意：show() 函数在 Linux 服务器上可能需要安装必要的图像浏览器组件才生效
# 建议在支持 jupyter notebook 的服务器上运行该代码
img.show()
def text_audio_search(input_text, input_audio):
# 初始化 dashvector client
client = Client(
api_key='{your-dashvector-api-key}',
endpoint='{your-dashvector-cluster-endpoint}'
)
# 获取上述入库的集合
collection = client.get('imagenet1k_val_embedding')
# 获取文本+音频 query 的 Embedding 向量
input = [
{'text': input_text},
{'audio': input_audio},
]
result = MultiModalEmbedding.call(model=MultiModalEmbedding.Models.multimodal_embedding_one_peace_v1,
input=input,
auto_truncation=True)
if result.status_code != 200:
raise Exception(f"ONE-PEACE failed to generate embedding of {input}, result: {result}")
text_audio_vector = result.output["embedding"]
# DashVector 向量检索
rsp = collection.query(text_audio_vector, topk=3)
image_list = list()
for doc in rsp:
img_url = doc.fields['image_url']
img = Image.open(urlopen(img_url))
image_list.append(img)
return image_list
if __name__ == '__main__':
"""文本+音频检索"""
# 草地
text_query = "grass"
# 猫叫声
audio_url = "http://proxima-internal.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/audio-dataset/esc-50/1-47819-A-5.wav"
show_image(text_audio_search(text_query, audio_url))
运行上述代码，检索结果如下：
3.4. 图片+音频检索
我们再尝试下“图片+音频”联合模态检索，与前述“文本+音频”检索类似，这里的图片选取的是草地图像（需先上传到公共网络存储并获取 url），音频query依然选择的是ESC-50的“猫叫声”片段。代码示例如下：
点击查看代码
import dashscope
from dashscope import MultiModalEmbedding
from dashvector import Client
from urllib.request import urlopen
from PIL import Image
dashscope.api_key = '{your-dashscope-api-key}'
def show_image(image_list):
for img in image_list:
# 注意：show() 函数在 Linux 服务器上可能需要安装必要的图像浏览器组件才生效
# 建议在支持 jupyter notebook 的服务器上运行该代码
img.show()
def image_audio_search(input_image, input_audio):
# 初始化 dashvector client
client = Client(
api_key='{your-dashvector-api-key}',
endpoint='{your-dashvector-cluster-endpoint}'
)
# 获取上述入库的集合
collection = client.get('imagenet1k_val_embedding')
# 获取图片+音频 query 的 Embedding 向量
# 注意，这里音频 audio 模态输入的权重参数 factor 为 2（默认为1）
# 目的是为了增大音频输入（猫叫声）对检索结果的影响
input = [
{'factor': 1, 'image': input_image},
{'factor': 2, 'audio': input_audio},
]
result = MultiModalEmbedding.call(model=MultiModalEmbedding.Models.multimodal_embedding_one_peace_v1,
input=input,
auto_truncation=True)
if result.status_code != 200:
raise Exception(f"ONE-PEACE failed to generate embedding of {input}, result: {result}")
image_audio_vector = result.output["embedding"]
# DashVector 向量检索
rsp = collection.query(image_audio_vector, topk=3)
image_list = list()
for doc in rsp:
img_url = doc.fields['image_url']
img = Image.open(urlopen(img_url))
image_list.append(img)
return image_list
if __name__ == '__main__':
"""图片+音频检索"""
# 草地
image_url = "http://proxima-internal.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/image-dataset/grass-field.jpeg"
# 猫叫声
audio_url = "http://proxima-internal.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/audio-dataset/esc-50/1-47819-A-5.wav"
show_image(image_audio_search(image_url, audio_url))
输入示意图如下：
运行代码，检索结果如下：
进阶使用
上述场景里作为检索底库数据的是单模态的图片数据，这里我们也可以将多种模态的数据同时通过ONE-PEACE模型获取Embedding向量，将Embedding向量作为检索库数据入库检索，观察检索效果。
1. 数据准备
本示例场景使用微软COCO在Captioning场景下的validation数据集，将图片以及对应的图片描述caption文本两种模态数据一起Embedding入库。对于检索时输入的图片、音频与文本等多模态数据，用户可以自定义，也可以使用公共数据集的数据。
2. 数据Embedding入库
说明
本教程所涉及的 your-xxx-api-key 以及 your-xxx-cluster-endpoint，均需要替换为您自己的API-KAY及CLUSTER_ENDPOINT后，代码才能正常运行。
微软COCO的Captioning validation验证集包含5000张标注良好的图片及对应的说明文本，这里我们需要通过 DashScope的ONE-PEACE模型提取数据集的“图片+文本”的Embedding向量入库，另外为了方便后续的图片展示，我们也将原始图片url和对应caption文本一起入库。代码示例如下：
点击查看代码
import dashscope
from dashscope import MultiModalEmbedding
from dashvector import Client, Doc, DashVectorException
dashscope.api_key = '{your-dashscope-api-key}'
# 由于 ONE-PEACE 模型服务当前只支持 url 形式的图片、音频输入，因此用户需要将数据集提前上传到
# 公共网络存储（例如 oss/s3），并获取对应图片、音频的 url 列表。
# 该文件每行存储数据集单张图片的公共 url 和对应的 caption 文本，以`;`分割
COCO_CAPTIONING_URLS_FILE_PATH = "cocoval5k-urls-captions.txt"
def index_image_text():
# 初始化 dashvector client
client = Client(
api_key='{your-dashvector-api-key}',
endpoint='{your-dashvector-cluster-endpoint}'
)
# 创建集合：指定集合名称和向量维度, ONE-PEACE 模型产生的向量统一为 1536 维
rsp = client.create('coco_val_embedding', 1536)
if not rsp:
raise DashVectorException(rsp.code, reason=rsp.message)
# 调用 dashscope ONE-PEACE 模型生成图片 Embedding，并插入 dashvector
collection = client.get('coco_val_embedding')
with open(COCO_CAPTIONING_URLS_FILE_PATH, 'r') as file:
for i, line in enumerate(file):
url, caption = line.strip('\n').split(";")
input = [
{'text': caption},
{'image': url},
]
result = MultiModalEmbedding.call(model=MultiModalEmbedding.Models.multimodal_embedding_one_peace_v1,
input=input,
auto_truncation=True)
if result.status_code != 200:
print(f"ONE-PEACE failed to generate embedding of {url}, result: {result}")
continue
embedding = result.output["embedding"]
collection.insert(
Doc(
id=str(i),
vector=embedding,
fields={'image_url': url, 'image_caption': caption}
)
)
if (i + 1) % 20 == 0:
print(f"---- Succeeded to insert {i + 1} image embeddings")
if __name__ == '__main__':
index_image_text()
说明
上述代码需要访问DashScope的ONE-PEACE多模态Embedding模型，总体运行速度视用户开通该服务的qps有所不同。
3. 模态检索
3.1. 文本检索
首先我们尝试单文本模态检索。代码示例如下：
点击查看代码
import dashscope
from dashscope import MultiModalEmbedding
from dashvector import Client
from urllib.request import urlopen
from PIL import Image
dashscope.api_key = '{your-dashscope-api-key}'
def show_image_text(image_text_list):
for img, cap in image_text_list:
# 注意：show() 函数在 Linux 服务器上可能需要安装必要的图像浏览器组件才生效
# 建议在支持 jupyter notebook 的服务器上运行该代码
img.show()
print(cap)
def text_search(input_text):
# 初始化 dashvector client
client = Client(
api_key='{your-dashvector-api-key}',
endpoint='{your-dashvector-cluster-endpoint}'
)
# 获取上述入库的集合
collection = client.get('coco_val_embedding')
# 获取文本 query 的 Embedding 向量
input = [{'text': input_text}]
result = MultiModalEmbedding.call(model=MultiModalEmbedding.Models.multimodal_embedding_one_peace_v1,
input=input,
auto_truncation=True)
if result.status_code != 200:
raise Exception(f"ONE-PEACE failed to generate embedding of {input}, result: {result}")
text_vector = result.output["embedding"]
# DashVector 向量检索
rsp = collection.query(text_vector, topk=3)
image_text_list = list()
for doc in rsp:
img_url = doc.fields['image_url']
img_cap = doc.fields['image_caption']
img = Image.open(urlopen(img_url))
image_text_list.append((img, img_cap))
return image_text_list
if __name__ == '__main__':
"""文本检索"""
# 狗
text_query = "dog"
show_image_text(text_search(text_query))
运行上述代码，检索结果如下：
3.2. 音频检索
我们再尝试单音频模态检索。我们使用ESC-50数据集的“狗叫声片段”作为音频输入，代码示例如下：
点击查看代码
import dashscope
from dashscope import MultiModalEmbedding
from dashvector import Client
from urllib.request import urlopen
from PIL import Image
dashscope.api_key = '{your-dashscope-api-key}'
def show_image_text(image_text_list):
for img, cap in image_text_list:
# 注意：show() 函数在 Linux 服务器上可能需要安装必要的图像浏览器组件才生效
# 建议在支持 jupyter notebook 的服务器上运行该代码
img.show()
print(cap)
def audio_search(input_audio):
# 初始化 dashvector client
client = Client(
api_key='{your-dashvector-api-key}',
endpoint='{your-dashvector-cluster-endpoint}'
)
# 获取上述入库的集合
collection = client.get('coco_val_embedding')
# 获取音频 query 的 Embedding 向量
input = [{'audio': input_audio}]
result = MultiModalEmbedding.call(model=MultiModalEmbedding.Models.multimodal_embedding_one_peace_v1,
input=input,
auto_truncation=True)
if result.status_code != 200:
raise Exception(f"ONE-PEACE failed to generate embedding of {input}, result: {result}")
audio_vector = result.output["embedding"]
# DashVector 向量检索
rsp = collection.query(audio_vector, topk=3)
image_text_list = list()
for doc in rsp:
img_url = doc.fields['image_url']
img_cap = doc.fields['image_caption']
img = Image.open(urlopen(img_url))
image_text_list.append((img, img_cap))
return image_text_list
if __name__ == '__main__':
""""音频检索"""
# dog bark
audio_url = "http://proxima-internal.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/audio-dataset/esc-50/1-100032-A-0.wav"
show_image_text(audio_search(audio_url))
运行上述代码，检索结果如下：
3.3. 文本+音频检索
进一步的，我们尝试使用“文本+音频”进行双模态检索。这里使用ESC-50数据集的“狗叫声片段”作为音频输入，另外使用“beach”作为文本输入，代码示例如下：
``
点击查看代码
import dashscope
from dashscope import MultiModalEmbedding
from dashvector import Client
from urllib.request import urlopen
from PIL import Image
dashscope.api_key = '{your-dashscope-api-key}'
def show_image_text(image_text_list):
for img, cap in image_text_list:
# 注意：show() 函数在 Linux 服务器上可能需要安装必要的图像浏览器组件才生效
# 建议在支持 jupyter notebook 的服务器上运行该代码
img.show()
print(cap)
def text_audio_search(input_text, input_audio):
# 初始化 dashvector client
client = Client(
api_key='{your-dashvector-api-key}',
endpoint='{your-dashvector-cluster-endpoint}'
)
# 获取上述入库的集合
collection = client.get('coco_val_embedding')
# 获取文本+音频 query 的 Embedding 向量
input = [
{'text': input_text},
{'audio': input_audio},
]
result = MultiModalEmbedding.call(model=MultiModalEmbedding.Models.multimodal_embedding_one_peace_v1,
input=input,
auto_truncation=True)
if result.status_code != 200:
raise Exception(f"ONE-PEACE failed to generate embedding of {input}, result: {result}")
text_audio_vector = result.output["embedding"]
# DashVector 向量检索
rsp = collection.query(text_audio_vector, topk=3)
image_text_list = list()
for doc in rsp:
img_url = doc.fields['image_url']
img_cap = doc.fields['image_caption']
img = Image.open(urlopen(img_url))
image_text_list.append((img, img_cap))
return image_text_list
if __name__ == '__main__':
"""文本+音频检索"""
text_query = "beach"
# 狗叫声
audio_url = "http://proxima-internal.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/audio-dataset/esc-50/1-100032-A-0.wav"
show_image_text(text_audio_search(text_query, audio_url))
运行上述代码，检索结果如下：
观察上述检索结果，发现后两张图的重点更多的是在展示 “beach” 文本输入对应的沙滩，而 “狗叫声片段”音频输入指示的狗的图片形象则不明显，其中第二张图需要放大后才可以看到图片中站立在水中的狗，第三张图中基本没有狗的形象。
对于上述情况，我们可以通过调整不同输入的权重来设置mbedding向量中哪种模态占更大的比重，从而在检索中突出重点。例如对于上述代码，我们可以给予“狗叫声片段”更大的权重，重点突出检索结果里狗的形象。
点击查看代码
# 其他代码一致
# 通过 `factor` 参数来调整不同模态输入的权重，默认为 1，这里设置 audio 为 2
input = [
{'factor': 1, 'text': input_text},
{'factor': 2, 'audio': input_audio},
]
替换 后，运行上述代码，结果如下：input
写在最后
本文结合DashScope的ONE-PEACE模型的和DashVector向量检索服务向大家展示了丰富多样的多模态检索示例，得益于ONE-PEACE模型优秀的多模态Embedding能力和DashVector强大的向量检索能力，我们能初步看到AI多模态检索令人惊喜的效果。
本文的范例中，我们的向量检索服务，模型服务以及数据均可以公开获取，我们提供的示例也只是有限的展示了多模态检索的效果，非常欢迎大家来体验，自由发掘多模态检索的潜力。
免费体验阿里云高性能向量检索服务：https://www.aliyun.com/product/ai/dashvector
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