文章全面介绍了多模态RAG(MM-RAG)技术，解决了传统RAG仅支持单模态的局限。多模态RAG支持54种模态组合输入输出，目前仅18种被研究，存在大量创新机会。文章系统拆解了MM-RAG的四阶段工作流(预检索、检索、增强、生成)，对比了三种训练范式，并提供了针对不同任务的科研指南。未来，跨模态对齐、噪声安全与评测基准构建将是关键挑战，将文本RAG的成功范式迁移到多模态领域将引爆下一代应用。
为什么需要“多模态 RAG”？
| 传统 RAG 痛点 | 多模态 RAG 价值 |
|---|---|
| 只能检索/生成文本 | 图像、音频、视频、3D、代码、表格全支持 |
| 幻觉严重 | 外部知识实时注入，无需重新训练 |
| 单模态检索 → 单模态输出 | 任意模态组合输入 → 任意模态组合输出 |
MM-RAG数学定义
随着 GPT-4o、LLaVA、Qwen-Audio 等多模态大模型爆发，研究者意识到：
“既然模型能看懂/生成各种模态，为何检索知识库时仍只搜文本？”
于是MM-RAG（Multimodal Retrieval-Augmented Generation）应运而生，目标是用“外部多模态知识”实时增强任何输入输出组合。
系统拆解 MM-RAG
2.1 54 种输入输出组合全景图
统计：54 格中只有18 格被点亮，剩余36 格全是“新赛道”。
举例空白机会
| 输入 | 输出 | 潜在应用 |
|---|---|---|
| 图像 | 代码 | 手绘草图 → SVG/HTML 代码 |
| 文本+视频 | 视频 | 剧本+参考视频 → 新故事片段 |
| 音频 | 3D | 脚步声 → 3D 鞋底模型 |
2.2 四阶段统一工作流
- Pre-Retrieval
- 知识库：统一嵌入 / 图文对 / 图结构 3 种组织方式
- 查询：改写、扩展、跨模态转换（图片→caption）
- Retrieval
- 稀疏（BM25）仅文本； dense（CLIP、CLAP）跨模态
- 策略：混合检索、分层检索、单轮/多轮/自适应检索
- Augmentation
- 重排序、去冗余、上下文压缩、噪声注入、融合（FiE / FiD / 隐变量加权）
- Generation
- 统一架构：Modality Encoder → Input Projector → LLM → Output Projector → Modality Generator
- 增强技巧：Prompt 工程、LoRA/p-tuning 微调
2.3 训练范式对比
| 范式 | 代表工作 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|
| 参数冻结 | PICa、VideoRAG | 零训练成本 | 上限低 |
| 模块化训练 | RACC、ReVeaL | 可单独优化检索器或生成器 | 模块间可能失配 |
| 端到端训练 | RA-VQA、RA-CM3 | 全局最优 | 算力黑洞、难维护 |
科研上手指南
MM-RAG核心组件、任务、应用
| you想做… | 推荐直接参考的 backbone |
|---|---|
| 文本+图像 → 文本 | Retriever: CLIP / ColPali；Generator: LLaVA-1.5 + LoRA |
| 文本 → 图像 | KNN-Diffusion + Stable Diffusion XL |
| 文本 → 音频 | Re-AudioLDM + HiFi-GAN vocoder |
| 视频 → 文本 | Video-LLaVA + 帧级 OCR/ASR 转文本后检索 |
| 代码 → 代码 | RepoCoder（BM25 + CodeT5） |
最后
- 54 种组合仅 18 种被研究——空白就是机会。
- 文本-图像已卷成红海，3D/视频/音频-代码尚属蓝海。
- 跨模态对齐仍是瓶颈；CLIP 远不够，需要“视频-音频-3D”通用编码器。
- 噪声 & 安全被忽视，多模态毒化攻击更易隐藏。
- 评测基准极度缺失，现有几乎全是“文本+图像→文本”VQA 任务。
- 把文本 RAG 的成功范式（Agentic/Modular/Parametric）迁移到多模态，将引爆下一代应
用。
最后
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