MDDR：Multimodal Dialogue Dense Retriever模型

MDDR：能够实现文本或图片两种模态多轮对话的检索，通过对海量多模态历史交互信息的检索召回与排序，实现对当前问题的应答。模型结构见下图。

模型子模块：

1. 闲聊分类模块：
   针对多轮对话场景，判断当前用户问题是否含有充足的业务信息。在对话过程中，系统会使用该模块对用户问题进行判断，如果当前信息不足以进行有意义的应答，则系统会加上上一轮的用户问题，进行检索召回。该模块示例使用fasttext模型实现，并随机挑选了2200条此次比赛训练集中出现的数据进行标注，其中标签**"1"表示该问题是缺乏业务知识的闲聊**，标签**"0"表示该问题含有业务知识**。
2. 问答挖掘模型：
   该模块处理大赛发布的文本训练集数据，按照原始数据中的自然顺序将用户的消息当做问题，将客服的消息当做当前问题的应答，并根据人为制定的规则和闲聊分类模型的结果，将含有充足业务信息的问题和应答作为文档知识库保存下来。通过训练多轮对话数据集构建QA文本知识库（注：当前示例业务逻辑依赖于闲聊分类模型，请先训练闲聊模型）。疑问点：构建QA文本知识库，并没有说如果当前Q的意图是chat, 而将上一次的Q作为当前A的Q, 而是直接将当前的QA对丢弃，不对此条数据构建知识库(这样势必会造成数据的损失), 而inference过程如果Q意图是chat, 会使用上轮Q的索引做当前轮的检索召回。
3. 问答索引模块：
   该模块将句子或图片转换成为稠密向量后，再建立相关索引，可以通过向量之间的的相似性，得到请求向量的相似向量，并可以得到索引前的原始对象。
   1. 文本问答对知识库：
      该模块将句子或图片转换成为稠密向量后，再建立相关索引，可以通过向量之间的的相似性，得到请求向量的相似向量，并可以得到索引前的原始对象。
   2. 图片问答对知识库：
      会通过预训练Resent18模型提取问题图片特征，需要从Pytorch官网下载预训练esent18模型https://download.pytorch.org/models/resnet18-5c106cde.pth，并在程序运行前export相关路径。本示例将图片问答知识库中的图片问题提取特征建立了索引，在后面的处理中通过问图片问题的相似性进行候选应答的召回。
4. 应答文本分类模块：
   该模型以预训练的bert-base-chinese为基础，在大赛数据上自动构建Q-A对训练数据，使用bert中Next Sentence Prediction (NSP)（原理：简单的做分类任务，就是判断两个句子序列是不是前后关系，True->label_1, False->label_0）的任务对模型进行fine-tune。该模型可以对检索模型的召回结果进行排序， 从而得到最终的用户问题应答。 该模块以问答挖掘模块产生的文本问答知识库为数据资源，其中以知识库中存在的QA对，Q_n与A_n问答对作为正例，以Q_n与A_random问答对作为负例，构建用于该模型训练的数据。在生成了模型所需的训练数据后，即可进行该模型的训练。
5. 召回与排序模块：
   1. 召回：
      召回模块读取用户问题，并用闲聊模型进行判断，如果认为当前信息不充足，则会使用上轮用户问题进行检索。用户请求的句子会转换成平均词向量检索先前建立好的知识库，找出相似的候选QA对，并保存至临时文件test_text_recall.json；用户图片类问题请求通过预训练Resnet18提取特征后，检索图文问答知识库找出候选回答，并保存至临时文件test_safe_answer.json。代码详情如下：1. 获取有效Q，使用chat模型判断当前Q是否含有业务知识，不包含就获取上一轮的Q(但并没有判断上一轮的Q是否含有业务知识)；2. 使用gensim.models.KeyedVectors模块计算Q的每个词向量的平均值作为句子的稠密向量；3. 与已建立的文本QA向量索引库进行匹配, 获取索引(即Q向量库对应向量的ID号，一般向量库的shape为（n, 200），n代表向量库一共有多少条向量，200代表每个向量长度，匹配获取就是最相似的是 0到n 中哪几条向量，并将其ID号返回，每个ID号在QA文本库中都对应一个A(答案)，因为构建Q向量库就是根据QA文本知识库Q构建的，Q与A是一一对应的。向量索引检索召回，相似匹配距离是从大到小排序的，就是最相似的Q句子置于最后，一般不应该距离最近放最前面吗？)；4. 根据索引在QA文档库中查找候选集。（image Q获取召回候选集的原理一样）
   2. 排序：
      排序模块会读取临时文件存储的召回结果，并通过应答文本分类模型判断召回的结果是否与用户问题相匹配，从而找到最优的文本召回答案，并结合先前图文检索的答案，得到最终答案并转换成线上评测所需要的文本格式。代码详情如下：1. 首先将召回候选文档集(一系列的QA对, sentence1(Q) 与sentence2(A)一一对应), 送入NSP模型分类, 判断QA对是否为上下文关系, 分类label为1代表有上下文关系，分类label为0代表没有上下文关系；2. 获取第一次NSP分类label为1的QA对, 以此时A作为当前文本问题的最佳回复；3. 图像问题的最佳回复, 就是最佳召回文本的第一条回复(sentence2)。

Reference：

1. https://github.com/jd-aig/nlp_baai/blob/master/jddc2020_baseline/mddr/README.md