网站的外部推广,成都房产网官网,旅游设计专业网站,北京华昊网站建设3MN: Three Meta Networks for Multi-Scenario and Multi-Task Learning in Online Advertising Recommender Systems
背景
推荐领域的多场景多任务学习#xff1a;维护单模型即可节省资源也可节省人力#xff1b;各个场景的数据共享#xff0c;理论上面学习是更加充分的 …3MN: Three Meta Networks for Multi-Scenario and Multi-Task Learning in Online Advertising Recommender Systems
背景
推荐领域的多场景多任务学习维护单模型即可节省资源也可节省人力各个场景的数据共享理论上面学习是更加充分的
问题挑战
怎么学习复杂的多任务、多场景之间的关系MSMT(Multi-Scenario Multi-Task Learning),即场景-场景、场景-任务、任务-任务之间的相互关系单个模型如何解决多个场景多个任务的不同数据分布问题例如来自不同媒体的用户不同点击广告的意愿也不同即使用户来自同一媒体他们也点击广告的意愿通常会与他们下载应用程序的意愿不同不同场景下的样本分布严重不均来自主流媒体的样本通常比小规模媒体要多得多样本充足的场景怎么帮助哪些相关但是样本少的场景
解决方案
Three Meta Networks-based solution (3MN)
提出的三个场景自适应组件解决了挑战1极大地提升了多任务的性能。第二个挑战由场景任务自适应主干网络及分类器解决主干网络利用场景任务信息抽取分场景的任务特有、任务共享特征场景自适应分类器利用这些特征提升分场景的多任务预测性能。第三个挑战由场景自适应embedding层解决以一个自动的方式来选择不同场景下的Embedding维度。 点评这篇文章是把元网络用到了极致底层、中间层、顶层都注入了场景知识实现场景的自适应匹配
方案详情
Scenario-Adaptive Embedding Layer
step1:Unified Embedding Dimensions. 以往的每个特征在Embedding层都映射到一个固定维度的特征向量上面这里为了场景自适应匹配维度设计了根据场景来选择合适的维度。 具体就是预先设置一组维度列表 { α 1 , α 2 , . . . , α a } \{\alpha_1, \alpha_2, ..., \alpha_a\} {α1,α2,...,αa}长度为 ∣ α ∣ |\alpha| ∣α∣对于每个输入的特征产生 ∣ α ∣ |\alpha| ∣α∣个embedding向量 x i E m b e d d i n g i ( x ) i ∈ { 1 , 2 , . . . , ∣ α ∣ } \mathbf x_i \mathrm {Embedding}_i(\mathbf x) \ \ \ \ i \in \{1,2, ..., |\alpha|\} xiEmbeddingi(x) i∈{1,2,...,∣α∣} 然后使用一个形状转换层将形状转为统一的尺寸 x i ~ x i W i b i i ∈ { 1 , 2 , . . . , ∣ α ∣ } \widetilde {\mathbf x_i} \mathbf x_i \mathbf W_i \mathbf b_i \ \ \ \ i \in \{ 1,2,..., |\alpha| \} xi xiWibi i∈{1,2,...,∣α∣} 然后使用BatchNorm对这 ∣ α ∣ |\alpha| ∣α∣个向量进行处理避免出现由形状转换引起的极端数值变化 x i ‾ B a t c h N o r m ( x i ~ ) \overline {\mathbf x_i} \mathrm {BatchNorm} ( \widetilde {\mathbf x_i} ) xiBatchNorm(xi )
step2:Scenario-Adaptive Embedding Dimension Selection 然后将 ∣ α ∣ |\alpha| ∣α∣个向量进行加权求和得到特征最终的embedding向量 x s a e m b ∑ i 1 ∣ α ∣ p i ‾ x i ‾ \mathbf x_{sa_emb} \sum_{i1}^{|\alpha|} \overline {\mathbf {p_i}} \overline {\mathbf {x_i}} xsaemb∑i1∣α∣pixi 这里的权重 p i ‾ \overline {\mathbf {p_i}} pi是由元网络得到的而元网络的输入是场景特征因此能做到场景自适应的选择不同Embedding维度。 W 1 , b 1 , W 2 , b 2 M e t a N e t e m b ( x s c e n e ) \mathbf W_1, \mathbf b_1, \mathbf W_2, \mathbf b_2 \mathrm {MetaNet_{emb}} (\mathbf x_{scene}) W1,b1,W2,b2MetaNetemb(xscene) p f 1 ( σ ( W 2 T ( σ ( W 1 T E m b e d d i n g ( x s e l e c t e d ) ) b 1 ) b 2 ) ) \mathbf p f_1(\sigma ( \mathbf W_2^T( \sigma(\mathbf W^T_1 \mathrm {Embedding}( \mathbf x_{selected})) b_1) \mathbf b_2)) pf1(σ(W2T(σ(W1TEmbedding(xselected))b1)b2))
其中 x s e l e c t e d \mathbf x_{selected} xselected是用户及item的一些频次统计特征也就是基于user、item、scene三者来选择不同维度的Embedding p ∈ R ∣ α ∣ ∗ n f i e l d \mathbf p\in R^{|\alpha| * n^{field}} p∈R∣α∣∗nfield先reshape成 R n f i e l d ∗ ∣ α ∣ R^{n^{field}*|\alpha| } Rnfield∗∣α∣,然后经过softmax后再拆分成 α \alpha α p 1 ‾ , p 2 ‾ , . . . , p ∣ α ∣ ‾ S p l i t ( S o f t m a x ( R e s h a p e ( p ) ) ) \overline {\mathbf {p_1}},\overline {\mathbf {p_2}},...,\overline {\mathbf {p_{|\alpha|}}} \mathrm {Split} (\mathrm { Softmax}( \mathrm {Reshape ( \mathbf p)} )) p1,p2,...,p∣α∣Split(Softmax(Reshape(p)))
ScenarioTask-Adaptive Backbone Network
类似于PLE的结构有任务特有和任务共享的专家 Shared and Specific Experts. 首先BN处理下 x b n B a t c h N o r m ( x s a e m b ) \mathbf x_{bn} \mathrm {BatchNorm} (\mathbf x_{sa_emb}) xbnBatchNorm(xsaemb) 然后任务特有的专家和任务共享的专家 e i , j T a s h S p e c E x p e r t i ( x b n ) \mathbf e_{i,j} \mathrm {TashSpecExpert_i}(\mathbf x_{bn}) ei,jTashSpecExperti(xbn) s k T a s h S h a r e E x p e r t k ( x b n ) \mathbf s_{k} \mathrm {TashShareExpert_k}(\mathbf x_{bn}) skTashShareExpertk(xbn)
ScenarioTask-Adaptive Expert Selection
对专家进行加权融合 x t i ~ p t i ~ X t i \widetilde {\mathbf x_{t_i}} \widetilde{ \mathbf p_{t_i}} \mathbf X_{t_i} xti pti Xti 这里的专家即 X t i [ e i , 1 T , e i , 2 T , . . . , e i , n n i T , s 1 T , s 2 T , . . . , s n s e T ] \mathbf X_{t_i} [ \mathbf e_{i,1}^T, \mathbf e_{i,2}^T, ..., \mathbf e_{i,n^{n_i}}^T, \mathbf s_1^T, \mathbf s_2^T, ..., \mathbf s_{n^{se}}^T] Xti[ei,1T,ei,2T,...,ei,nniT,s1T,s2T,...,snseT]
各个专家的权重 p t i ~ \widetilde{ \mathbf p_{t_i}} pti 是场景自适应的也是由元网络得到的元网络的输入是场景信息和任务信息 p t i f 2 ( σ ( W 2 T ( σ ( W 1 T E m b e d d i n g ( x b n ) ) b 1 ) b 2 ) ) \mathbf p_{t_i} f_2(\sigma ( \mathbf W_2^T( \sigma(\mathbf W^T_1 \mathrm {Embedding}( \mathbf x_{bn})) b_1) \mathbf b_2)) ptif2(σ(W2T(σ(W1TEmbedding(xbn))b1)b2)) W 1 , b 1 , W 2 , b 2 M e t a N e t b a c k b o n e ( [ x s c e n e ∣ ∣ x t a s k ] ) \mathbf W_1, \mathbf b_1, \mathbf W_2, \mathbf b_2 \mathrm {MetaNet_{backbone}} ([\mathbf x_{scene} \ || \ \mathbf x_{task}]) W1,b1,W2,b2MetaNetbackbone([xscene ∣∣ xtask]) p t i ‾ S o f t m a x ( p t i ) \overline {\mathbf p_{t_i}} \mathrm {Softmax}(\mathbf p_{t_i}) ptiSoftmax(pti)
ScenarioTask-Adaptive Classifiers
得到专家的加权输出后再通过各自任务的tower层得到最终任务的输出 o t i f 3 ( σ ( W 2 T ( σ ( W 1 T E m b e d d i n g ( x t i ~ ) ) b 1 ) b 2 ) ) \mathbf o_{t_i} f_3(\sigma ( \mathbf W_2^T( \sigma(\mathbf W^T_1 \mathrm {Embedding}( \widetilde {\mathbf x_{t_i}})) b_1) \mathbf b_2)) otif3(σ(W2T(σ(W1TEmbedding(xti ))b1)b2)) W 1 , b 1 , W 2 , b 2 M e t a N e t c l a s s i f y ( [ x s c e n e ∣ ∣ x t a s k ] ) \mathbf W_1, \mathbf b_1, \mathbf W_2, \mathbf b_2 \mathrm {MetaNet_{classify}} ([\mathbf x_{scene} \ || \ \mathbf x_{task}]) W1,b1,W2,b2MetaNetclassify([xscene ∣∣ xtask])
MSMT Meta Networks
详解 meta 网络也有三个组件 meta embedding layer, meta backbone network, and meta fully-connected layers
meta embedding layer x e m b E m b e d d i n g ( [ x s c e n e ∣ ∣ x t a s k ] ) \mathbf x_{emb} \mathrm {Embedding} ([\mathbf x_{scene} \ || \ \mathbf x_{task}]) xembEmbedding([xscene ∣∣ xtask])
meta backbone network x m e t a L a y e r N o r m ( D r o p o u t ( M H ( x e m b ) ) ) x e m b \mathbf x_{meta} \mathrm {LayerNorm} ( \mathrm {Dropout} ( \mathrm {MH} (\mathbf x_{emb}) ) ) \mathbf x_{emb} xmetaLayerNorm(Dropout(MH(xemb)))xemb x m e t a ‾ M L P ( x m e t a ) \overline {\mathbf x_{meta}} \mathrm {MLP} (\mathbf x_{meta}) xmetaMLP(xmeta)
meta fully-connected layers 得到最终的权重 W i , b i W i m e t a x m e t a ‾ b i m e t a i ∈ { 1 , 2 } \mathbf W_i, \mathbf b_i \mathbf W_i^{meta} \overline {\mathbf x_{meta}} \mathbf b_i^{meta} \ \ \ i \in \{1,2\} Wi,biWimetaxmetabimeta i∈{1,2} 其中 W i m e t a \mathbf W_i^{meta} Wimeta和 b i m e t a \mathbf b_i^{meta} bimeta是元网络FCN的参数 这里产出的 W i , b i \mathbf W_i, \mathbf b_i Wi,bi就是上面用到的权重
实验消融分析
数据集 实验效果 各个组件消融分析 专家选择权重的可视化 不同embedding尺寸选择权重的可视化 SA embedding layer加在base模型上的效果增益
