FFM模型

论文《Field-aware Factorization Machines for CTR Prediction》

ffm模型其实相对于fm模型的改进并不大,主要改动是embedding向量区分了特征的类别,fm的embedding向量并不区分特征类别。

假设存在三个特征性别,年龄和购物商品,每个特征都对应与一个向量。在fm里,对于特征性别的向量,其会和年龄与购买商品两个特征的向量分别做点积运算,但是后两者之间在人类的认知中是非常迥异且不可比较的,那么实际上我们是要求特征性别的向量可以同时的兼顾其在年龄和购买商品两个不同空间中的特性,这会对性别这个特征的向量的学习造成一定的麻烦。而且从另一个角度上说,性别这个特征的向量里就会包含了购买商品相关的信息,带着这个信息和年龄特征进行运算的时候,很难说是好还是坏。解决的办法是不再使用一个向量来表示一个特征,而是对于一个特征在不同领域内都会训练一个独立的向量来表示。对于上面这个例子,性别=男这个特征最后会训练得到4个向量:性别=男->性别,性别=男->年龄,性别=男->购买,性别=男->差评。因此当我们计算性别和年龄这两个特征的联合权重时,实际上使用的是:性别=男->年龄点乘年龄=18->性别,这样我们就避免了上述问题中要求一个向量可以同时精确表达其在不同领域中的意义造成的困难

也就是说,ffm用多个embeeding向量表示一个特征和不同领域的交互。这从直觉来说是合理的。
不过field的引入,是需要人类先验知识的,人为经验的引入,感觉有一个潜在的影响

因为field的引入,fm的二阶式参数量是输入size*embeeding的size, n*k。ffm的参数量是n*f*k。但是由于每个embedding只需要学习特定field,所以k_{ffm} << k_{fm}

梯度优化

论文是把正样本看成1,负样本标记成-1。因此loss function和一般的logloss不太一样。

min \frac{\lambda}{2}\left\|w\right\|_2^2+\sum_{i=1}^m{log(1+exp(-y_i\phi(w_i,x_i)))}
其中对于ffm来说
\phi(w,x)=\sum_{j_1=1}^{n}\sum_{j_2=j_1+1}^{n}(w_{j_1,f_2}w_{j_2,f_1}x_{j_1}x_{j_2})

ffm采用sgd优化,同时使用了AdaGrad算法,因此需要计算累计梯度。具体的梯度计算:


ffm中w的梯度g的计算

在计算出对于权重w_{j_1,f_2}的梯度g之后, 就可以更新权重和累积梯度了。如下图所示,\eta是学习率

更新累积梯度和权重
论文里对w初始化采用了的均匀分布,累计梯度刚开始设成了1,以防止算的时候过大。同时发现,将每条样本归一化成单位长度,可以提升性能。

实验结果

与线性模型,poly不同,ffm对number of epoches比较敏感,因此设计了一个early stopping策略。
ffm训练采用的是随机梯度下降法,每次选取一个样本来进行梯度更新
evaluation采用logloss指标来衡量
在实现上,发现提升bias和线性项在某些数据集上提升了表现,并且这些很少发现是对模型表现有损对。这也证明了,低阶特征在点击率模型中的重要性。

参数设置

embedding长度k对loss影响不大
正则项参数\alpha 比较大的时候,模型效果不好,较小时能取得较好的性能,但是容易过拟合
学习率较大容易收敛,不如狗容易过拟合

early stop策略

如果在验证集的logloss下降了,stop或者重新训练

结果比较

ffm效果超过其他模型,但是训练时间最长。
fm取得了训练效果和训练效率的良好平衡
ffm取得最显著的两个数据集是 KDD2010-bridge and KDD2012。这两个数据集具有大多数特征是类别特征,且高度稀疏的特点。
非稀疏数据上,ffm没有表现出显著的提升。
对于数值特征,如果每个值作为一个特征,ffm没有显著超过fm。如果对数值特征离散化,ffm效果最好,但是不如每个值做一个特征。
综上可以得出:ffm适用于离散特征,如果特征不够sparse或者偏数值,ffm带来的提升较小

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,684评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 87,143评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,214评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,788评论 1 277
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,796评论 5 368
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,665评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,027评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,679评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 41,346评论 1 299
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,664评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,766评论 1 331
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,412评论 4 321
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,015评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,974评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,203评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,073评论 2 350
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,501评论 2 343

推荐阅读更多精彩内容