深度學習推薦模型 NFM

2021-10-22 20:28:19 字數 1707 閱讀 8619

知乎-推薦nfm

fm對於特徵的組合僅限於二階,缺少對特徵之間深層次關係的抽取。因此,nfm提出來就是在fm的基礎上引入神經網路,實現對特徵的深層次抽取。

與fm(因式分解機)相似,nfm使用實值特徵向量。給定乙個稀疏向量x∈rn作為輸入,其中特徵值為xi=0表示第i個特徵不存在,nfm預估的目標為:

其中第一項和第二項是線性回歸部分,與fm相似,fm模擬資料的全域性偏差和特徵權重。第三項f(x)是nfm的核心組成部分,用於建模特徵互動。它是乙個多層前饋神經網路。

首先輸入就是離散化的特徵,然後再進行embedding操作,獲得每乙個特徵的向量表示。接著就到了bi-interaction pooling層,這裡其實就是fm部分。fm的公式如下圖所示:

去掉最外層的累加號,我們得到的是乙個長度為k的向量,也就是embedding部分的長度。然後再對這個向量送入幾層全連線層即可,最後輸出ctr預估值。這就是nfm的整體思路。

和其他的dnn模型處理稀疏輸入一樣,embedding將輸入轉換到低維度的稠密的嵌入空間中進行處理。這裡做稍微不同的處理是,使用原始的特徵值乘以embedding vector,使得模型也可以處理real valued feature。

bi是bi-linear的縮寫,這一層其實是乙個pooling層操作,它把很多個向量轉換成乙個向量,形式化如下:

fbi的輸入是整個的嵌入向量,xi ,xj是特徵取值,vi, vj是特徵對應的嵌入向量。中間的操作表示對應位置相乘。所以原始的嵌入向量任意兩個都進行組合,對應位置相乘結果得到乙個新向量;然後把這些新向量相加,就得到了bi-interaction的輸出。這個輸出只有乙個向量。

這個跟其他的模型基本一樣,堆積隱藏層以期來學習高階組合特徵。一般選用constant的效果要好一些。

最後一層隱藏層zl到輸出層最後**結果形式化如下:

其中h是中間的網路引數。考慮到前面的各層隱藏層權重矩陣,f(x)形式化如下:

這裡相比於fm其實多出的引數其實就是隱藏層的引數,所以說fm也可以看做是乙個神經網路架構,就是去掉隱藏層的nfm。

1. nfm核心就是在nn中引入了bilinear interaction(bi-interaction) pooling操作。基於此,nn可以在low level就學習到包含更多資訊的組合特徵。

2. 通過deepen fm來學習高階的非線性的組合特徵。

3. nfm相比於上面提到的dnn模型,模型結構更淺、更簡單(shallower structure),但是效能更好,訓練和調整引數更加容易。

所以,依舊是fm+dnn的組合套路,不同之處在於如何處理embedding向量,這也是各個模型重點關注的地方。現在來看業界就如何用dnn來處理高維稀疏的資料並沒有乙個統一普適的方法,依舊在摸索中。

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