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面向 AI 的多模態資料庫,支援儲存向量、圖像、文本、影片等,與 LLM/LangChain 深度整合

Apache-2.0Python 8.7kactiveloopai Last Updated: 2025-06-10

Deep Lake - 面向 AI 的多模態資料庫

項目概述

Deep Lake 是一個專為 AI 應用優化的資料庫,由儲存格式驅動,特別針對深度學習應用進行了優化。該項目由 Activeloop 公司開發,是一個開源的資料管理平台,旨在簡化企業級 LLM 產品的部署。

核心功能

1. 多模態資料儲存

Deep Lake 能夠儲存各種型別的資料:

  • 向量嵌入 (Embeddings)
  • 圖像 (Images)
  • 文字 (Text)
  • 影片 (Videos)
  • 音訊 (Audio)
  • PDF 文件
  • DICOM 醫學影像
  • 註釋和標籤 (Annotations)

2. 無伺服器架構

Deep Lake 是無伺服器的,所有計算都在客戶端執行,這使用戶能夠在幾秒鐘內啟動輕量級生產應用。

3. 多雲支援

  • Amazon S3
  • Google Cloud Platform (GCP)
  • Microsoft Azure
  • Activeloop Cloud
  • 本地儲存
  • 記憶體儲存
  • 相容任何 S3 相容的儲存(如 MinIO)

4. 原生壓縮與懶加載

  • 以原生壓縮格式儲存圖像、音訊和影片
  • 支援類似 NumPy 的懶加載索引
  • 僅在需要時加載資料(如訓練模型或執行查詢時)

核心應用場景

LLM 應用開發

import deeplake
from langchain.vectorstores import DeepLake
from langchain.embeddings import OpenAIEmbeddings

embeddings = OpenAIEmbeddings()
db = DeepLake(dataset_path="./my_deeplake/", embedding_function=embeddings)

db.add_texts(["Deep Lake is amazing for LLM apps"])

深度學習模型訓練

import deeplake


ds = deeplake.load('hub://activeloop/coco-train')


train_loader = ds.pytorch(num_workers=0, batch_size=16, shuffle=True)


for batch in train_loader:

    pass

技術特性

資料加載器整合

  • PyTorch DataLoader - 內建支援
  • TensorFlow Dataset - 無縫整合
  • 自動資料集打亂
  • 高效能串流傳輸

查詢和搜尋能力

  • 向量相似性搜尋
  • 複雜查詢支援
  • 即時資料過濾
  • 多模態檢索

版本控制

ds.checkout('main')
ds.commit("Added new training data")
ds.branch('experiment-v2')

生態系統整合

LLM 工具整合

  • LangChain - 作為向量儲存後端
  • LlamaIndex - 支援 RAG 應用
  • OpenAI - 嵌入向量儲存
  • Hugging Face - 模型整合

MLOps 工具

  • Weights & Biases - 資料血緣追蹤
  • MMDetection - 目標檢測模型訓練
  • MMSegmentation - 語義分割模型訓練

可視化支援

Deep Lake 提供即時可視化支援,包括:

  • 邊界框顯示
  • 遮罩標註
  • 資料註釋
  • 互動式資料瀏覽器

內建資料集

Deep Lake 社群已上傳 100+ 圖像、影片和音訊資料集,包括:

  • MNIST - 手寫數字識別
  • COCO - 目標檢測和分割
  • ImageNet - 圖像分類
  • CIFAR - 小圖像分類
  • GTZAN - 音樂流派分類

性能優勢

儲存優化

  • 列式儲存格式 - 相比行式儲存更高效
  • 靈活壓縮方案 - 支援塊級和樣本級壓縮
  • 動態形狀陣列 - 支援不規則張量

網路傳輸

  • 快速資料流 - 優化的網路請求
  • 增量同步 - 僅傳輸變更部分
  • 斷點續傳 - 支援大檔案傳輸

與競品對比

vs. 傳統向量資料庫

特性 Deep Lake Pinecone Chroma Weaviate
部署方式 無伺服器 託管服務 本地/Docker Kubernetes/Docker
資料型別 多模態 僅向量+元資料 僅向量+元資料 僅向量+元資料
可視化
版本控制
成本 低(客戶端計算) 高(按查詢計費) 中等 中等

vs. 資料管理工具

特性 Deep Lake DVC TensorFlow Datasets
儲存格式 壓縮塊陣列 傳統檔案 TensorFlow 格式
雲端串流傳輸
框架支援 PyTorch + TensorFlow 通用 僅 TensorFlow
API 型別 Python 包 命令行 Python 包

安裝和快速開始

安裝

pip install deeplake

註冊帳戶

訪問 Deep Lake App 註冊帳戶以訪問所有功能。

快速示例

import deeplake

ds = deeplake.empty('./my_dataset')

ds.create_tensor('images')
ds.create_tensor('labels')

ds.images.append(image_array)
ds.labels.append(label_array)

ds.commit("Initial commit")

企業應用案例

Deep Lake 被以下知名企業和機構使用:

  • Intel - 處理器 AI 優化
  • Bayer Radiology - 醫學影像分析
  • Matterport - 3D 空間重建
  • Red Cross - 人道主義資料分析
  • Yale University - 學術研究
  • Oxford University - 科學研究

開源生態

學習資源

結論

Deep Lake 作為面向 AI 的現代資料庫,在多模態資料管理、LLM 應用開發和深度學習模型訓練方面提供了獨特的價值。其無伺服器架構、原生多模態支援和強大的生態系統整合,使其成為構建下一代 AI 應用的理想選擇。