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fat_deepffm

基于 FAT_DeepFFM 模型的点击率预估模型

以下是本例的简要目录结构及说明:

├── data # 样例数据
    ├── sample_data # 样例数据
        ├── train
            ├── sample_train.txt # 训练数据样例
├── __init__.py
├── README.md # 文档
├── config.yaml # sample数据配置
├── config_bigdata.yaml # 全量数据配置
├── net.py # 模型核心组网
├── criteo_reader.py # 数据读取程序
├── dygraph_model.py # 构建动态图

注:在阅读该示例前,建议您先了解以下内容:

PaddleRec入门教程

内容

模型简介

CTR(Click Through Rate),即点击率,是“推荐系统/计算广告”等领域的重要指标,对其进行预估是商品推送/广告投放等决策的基础。简单来说,CTR预估对每次广告的点击情况做出预测,预测用户是点击还是不点击。CTR预估模型综合考虑各种因素、特征,在大量历史数据上训练,最终对商业决策提供帮助。本模型实现了下述论文中的 FAT_DeepFFM 模型:

@article{FAT-DeepFFM2019,
  title={FAT-DeepFFM: Field Attentive Deep Field-aware Factorization Machine},
  author={Junlin Zhang, Tongwen Huang, Zhiqi Zhang},
  journal={arXiv preprint arXiv:1905.06336},
  year={2019},
  url={https://arxiv.org/pdf/1905.06336},
}

数据准备

训练及测试数据集选用Display Advertising Challenge所用的Criteo数据集。该数据集包括两部分:训练集和测试集。训练集包含一段时间内Criteo的部分流量,测试集则对应训练数据后一天的广告点击流量。 每一行数据格式如下所示:

<label> <integer feature 1> ... <integer feature 13> <categorical feature 1> ... <categorical feature 26>

其中<label>表示广告是否被点击,点击用1表示,未点击用0表示。<integer feature>代表数值特征(连续特征),共有13个连续特征。<categorical feature>代表分类特征(离散特征),共有26个离散特征。相邻两个特征用\t分隔,缺失特征用空格表示。测试集中<label>特征已被移除。
在模型目录的data目录下为您准备了快速运行的示例数据,若需要使用全量数据可以参考下方效果复现部分。

运行环境

PaddlePaddle>=2.0

python 2.7/3.5/3.6/3.7

os : windows/linux/macos

快速开始

本文提供了样例数据可以供您快速体验,在任意目录下均可执行。在fat_deepffm模型目录的快速执行命令如下:

# 进入模型目录
# cd models/rank/fat_deepffm # 在任意目录均可运行
# 动态图训练
python -u ../../../tools/trainer.py -m config.yaml # 全量数据运行config_bigdata.yaml 
# 动态图预测
python -u ../../../tools/infer.py -m config.yaml 

模型组网

FAT_DeepFFM 模型的组网,代码参考 net.py。模型主要组成是 Embedding 层,CENet 层,DeepFFM特征交叉层,DNN层以及相应的分类任务的loss计算和auc计算。模型架构如下:

CENet 层

FAT_DeepFFM 模型的特征输入,主要包括 sparse 类别特征。(在处理 dense 数值型特征时,进行升维与sparse 类别特征拼接) sparse features 经由 embedding 层查找得到相应的 embedding 向量。使用CENet显示地建模特征之间的依赖关系。CENet网络结构如下图所示:

根据网络结构图,通过CENet的注意力机制有选择性地突出信息特征并抑制不太有用的特征,公式如下所示:

DeepFFM层

DeepFFM网络结构如下图所示:

使用FFM对特征的不同field的关系进行建模,计算公式如下所示:

Loss 及 Auc 计算

  • 为了得到每条样本分属于正负样本的概率,我们将预测结果和 1-predict 合并起来得到 predict_2d,以便接下来计算 auc
  • 每条样本的损失为负对数损失值,label的数据类型将转化为float输入。
  • 该batch的损失 avg_cost 是各条样本的损失之和
  • 我们同时还会计算预测的auc指标。

效果复现

为了方便使用者能够快速的跑通每一个模型,我们在每个模型下都提供了样例数据。如果需要复现 README 中的效果,请按如下步骤依次操作即可。 在全量数据下模型的指标如下:

模型 auc batch_size epoch_num Time of each epoch
FAT_DeepFFM 0.803+ 1000 1 约 3.5 小时
  1. 确认您当前所在目录为 PaddleRec/models/rank/fat_deepffm
  2. 进入 PaddleRec/datasets/criteo 目录下,执行该脚本,会从国内源的服务器上下载我们预处理完成的criteo全量数据集,并解压到指定文件夹。
cd ../../../datasets/criteo
sh run.sh
  1. 切回模型目录,执行命令运行全量数据
cd - # 切回模型目录
# 动态图训练
python -u ../../../tools/trainer.py -m config_bigdata.yaml # 全量数据运行config_bigdata.yaml 
python -u ../../../tools/infer.py -m config_bigdata.yaml # 全量数据运行config_bigdata.yaml 

进阶使用

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