文件 IVFlib.h

namespace faiss

实现具有多种变体的 k-means 聚类。

版权所有 (c) Facebook, Inc. 及其附属公司。

此源代码根据本源代码树根目录中的 LICENSE 文件中找到的 MIT 许可证获得许可。

IDSelector旨在定义要处理的向量子集(用于删除或作为搜索的子集)

PQ4 SIMD 打包和累积函数

基本内核使用 bbs = nb * 2 * 16 个向量累积 nq 查询向量,并为此生成一个输出矩阵。它对于 nq * nb <= 4 很有用,否则寄存器溢出变得太大。

这些函数的实现分布在 3 个 cpp 文件中,以减少并行编译时间。模板被显式实例化。

此文件包含用于计算距离的内核的回调。

在整个库中,向量以 float * 指针形式提供。当一起批量处理(添加/搜索)多个向量时,大多数算法都可以优化。在这种情况下,它们作为矩阵传入。当提供大小为 d 的 n 个向量作为 float * x 时,向量 i 的分量 j 为

x[ i * d + j ]

其中 0 <= i < n 且 0 <= j < d。换句话说,矩阵始终是紧凑的。在指定矩阵大小时,我们称其为 n*d 矩阵,这意味着行优先存储。

I/O 函数可以读取/写入到文件名、文件句柄或抽象介质的对象。

读取函数返回应使用 delete 释放的对象。这些对象中的所有引用都归该对象所有。

倒排列表的定义 + 一些实现该接口的常见类。

由于 IVF(倒排文件)索引对于大规模用例非常有用,因此我们将与它们相关的一些函数分组到这个小库中。大多数函数都适用于 IndexIVF 和嵌入在 IndexPreTransform 中的 IndexIVF。

在此文件中,实现了 L2 和内积之外的额外度量标准

实现了一些神经网络层,主要用于支持 QINCo

定义了一些将转换应用于向量集的对象。通常这些是预处理步骤。

namespace ivflib

函数

void check_compatible_for_merge(const Index *index1, const Index *index2)

检查两个索引是否具有相同的参数并且以相同的方式进行训练,否则抛出异常。

const IndexIVF *extract_index_ivf(const Index *index)

从索引中获取一个 IndexIVF。索引可以是一个 IndexIVF,或者是一些包含 IndexIVF 的包装类。

如果不是这种情况,则抛出异常。

IndexIVF *extract_index_ivf(Index *index)
const IndexIVF *try_extract_index_ivf(const Index *index)

与上面相同,但失败时返回 nullptr 而不是抛出异常

IndexIVF *try_extract_index_ivf(Index *index)
void merge_into(Index *index0, Index *index1, bool shift_ids)

将 index1 合并到 index0 中。适用于 IndexIVF 以及嵌入在 IndexPreTransform 中的 IndexIVF。输出时,index1 为空。

参数:

shift_ids – 将 id 从 index1 转换为 index0->prev_ntotal

void search_centroid(Index *index, const float *x, int n, idx_t *centroid_ids)
void search_and_return_centroids(Index *index, size_t n, const float *xin, long k, float *distances, idx_t *labels, idx_t *query_centroid_ids, idx_t *result_centroid_ids)
ArrayInvertedLists *get_invlist_range(const Index *index, long i0, long i1)

获取倒排列表的子集 [i0, i1)

void set_invlist_range(Index *index, long i0, long i1, ArrayInvertedLists *src)

设置倒排列表的子集。

void search_with_parameters(const Index *index, idx_t n, const float *x, idx_t k, float *distances, idx_t *labels, const IVFSearchParameters *params, size_t *nb_dis = nullptr, double *ms_per_stage = nullptr)

使用给定的参数搜索 IndexIVF,可能嵌入在 IndexPreTransform 中。这是一种以线程安全的方式设置 nprobe 并获取统计信息的方法。

可以选择返回(如果非空):

  • nb_dis:计算的距离数

  • ms_per_stage: [0]: 预处理时间 [1]: 粗量化, [2]: 列表扫描

void range_search_with_parameters(const Index *index, idx_t n, const float *x, float radius, RangeSearchResult *result, const IVFSearchParameters *params, size_t *nb_dis = nullptr, double *ms_per_stage = nullptr)

与 search_with_parameters 相同,但用于范围搜索

IndexIVFResidualQuantizer *ivf_residual_from_quantizer(const ResidualQuantizer&, int nlevel)

ResidualQuantizer 构建 IndexIVFResidualQuantizer,使用前 nlevel 个组件作为粗量化器,其余作为 invlist 中的代码

void ivf_residual_add_from_flat_codes(IndexIVFResidualQuantizer *ivfrq, size_t ncode, const uint8_t *codes, int64_t code_size = -1)

从代码添加。注意,未使用范数分量,因此可以提供 code_size。

参数:
  • ivfrq – 要使用代码填充的索引

  • codes – 要添加的代码,大小 (ncode, code_size)

  • code_size – 覆盖 ivfrq 的 code_size,如果范数编码不同,则很有用

struct SlidingIndexWindow
#include <IVFlib.h>

一组以 FIFO 方式连接在一起的 IndexIVF。在每个“步骤”中,删除最旧的索引切片并添加新的索引。

公共函数

SlidingIndexWindow(Index *index)

索引最初应该是空的并且经过训练

void step(const Index *sub_index, bool remove_oldest)

将一个索引添加到当前索引并删除最旧的索引。

参数:
  • sub_index – 要交换的切片(可以为 NULL)

  • remove_oldest – 如果为 true,则删除最旧的切片

公共成员

Index *index

包含滑动窗口的通用索引

ArrayInvertedLists *ils

索引的倒排列表

int n_slice

当前索引中的切片数量

size_t nlist

与 index->nlist 相同

std::vector<std::vector<size_t>> sizes

每个切片的累积列表大小