向量知识库（Vector Database）是一种能够存储和管理向量化数据的数据库，主要用于处理高维向量数据。这种数据库适合用于机器学习、自然语言处理（NLP）、计算机视觉等领域，尤其在需要快速检索相似数据的场景下表现出色。

向量知识库的核心概念

1、向量化表示：

• 在现代 AI 应用中，文本、图像、音频等非结构化数据通常通过神经网络模型被转换为高维向量（Embedding）。
• 这些向量捕获了数据的语义或特征，例如句子间的相似性、图像的内容等。

2、存储和检索：

• 向量知识库用于存储这些高维向量，并支持快速的相似性检索（比如通过余弦相似度、欧氏距离等度量向量之间的距离）。

3、高效的检索算法：

• 为了在大规模数据集上快速检索相似向量，向量知识库通常采用诸如**近似最近邻搜索（ANN，Approximate Nearest Neighbor Search）**的技术。

向量知识库的用途

• 支持语义搜索：通过输入问题，快速检索与之最相关的文档或回答。
• 文本分类、聚类、推荐系统等。

• 支持基于内容的图像检索（CBIR）：输入一张图片，找出内容相似的图片。
• 视频场景相似性匹配。

• 在推荐系统中，用用户和商品的特征向量计算相似性，提供个性化推荐。

• 在音乐或语音数据集中，快速找到相似的音频片段。

• 将文本、图像、音频等不同模态的内容映射到同一向量空间，实现跨模态检索。

向量知识库的技术特点

1、支持高维向量存储：

• 专门设计用于存储高维数据，支持快速插入和更新。

2、近似最近邻搜索（ANN）：

• 在大规模数据中快速找到与目标向量最近的向量，常用算法包括 HNSW、LSH、Faiss 等。

3、扩展性和分布式支持：

• 支持分布式存储和计算，能够处理数十亿级别的向量。

4、结合元数据管理：

• 不仅存储向量，还支持结合相关元数据（例如文档 ID、标签等），方便多条件检索。

5、开放接口和兼容性：

• 提供 REST API 或 Python SDK，易于集成到机器学习或深度学习系统中。

常见的向量知识库

1、Milvus：

专注于向量相似性搜索和分析，支持大规模向量数据管理。

开源，适合 NLP 和计算机视觉应用。

2、Weaviate：

开源知识图谱向量数据库，支持嵌入元数据，易于与机器学习管道集成。

3、Pinecone：

商业化的向量数据库，专注于语义搜索和推荐系统。

4、FAISS：

Facebook AI 开发的向量相似性搜索库，常用于离线搜索任务。

5、Annoy：

Spotify 开发的轻量级 ANN 库，适用于嵌入式场景。

6、ElasticSearch / OpenSearch：

借助向量插件（如 KNN 插件），支持向量化数据搜索。