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flen

基于 FLEN 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(动静统一)
├── avazu_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 FLEN 模型:

@article{FLEN2020,
  title={FLEN: Leveraging Field for Scalable CTR Prediction},
  author={Wenqiang Chen, Lizhang Zhan, Yuanlong Ci, Minghua Yang, Chen Lin, Dugang Liu},
  journal={arXiv preprint arXiv:1911.04690},
  year={2020},
  url={https://arxiv.org/abs/1911.04690},
}

数据准备

训练及测试数据集选用Click-Through Rate Prediction所用的Avazu数据集。该数据集包括10天时间段的点击数据,包含两部分:训练集和测试集。训练集包含前9天内Avazu的点击流量,测试集则对应训练数据后一天的点击流量。 每一行数据格式如下所示:

<label> <categorical feature 1> ... <categorical feature 22>

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。<categorical feature>代表分类特征(离散特征),共有22个离散特征。相邻两个特征用分隔,缺失特征用'-1'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FLEN模型目录的快速执行命令如下:

# 进入模型目录
# cd models/rank/flen # 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 # 全量数据运行config_bigdata.yaml

模型组网

FLEN 模型的组网,代码参考 net.py。模型主要组成是 Embedding层,FieldWiseBiInteraction 层,MLP 层,以及相应的分类任务的loss计算和auc计算。模型架构如下:

Embedding 层

FLEN 模型的特征输入,主要包括 sparse 类别特征。sparse features 经由 Embedding 层查找得到相应的 embedding 向量。同时,将Sparse特征根据语义划分为三个不 同Fields,最终得到三个Fields的特征嵌入表示。Embedding层的网络结构如下图所示:

FieldWiseBiInteraction层

FieldWiseBiInteraction层主要包含两个部分,FM模块和MF模块。特征经过Embedding层后分别输入到FM和MF部分,再将两部分的输出进行SumPooling输出,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 logloss batch_size epoch_num Time of each epoch
FLEN 0.7516 0.3963 512 1 约 1 小时
  1. 确认您当前所在目录为PaddleRec/models/rank/flen
  2. 进入paddlerec/datasets/Avazu_flen目录下,根据readme.md获取数据,您可以下载原始数据放到指定文件夹,执行命令得到训练集 和测试集,或者在AiStudio数据集获取已经预处理好的训练集和测试集。
cd ../../../datasets/Avazu_flen
sh run.sh
  1. 确认您当前所在目录为 PaddleRec/models/rank/flen
# 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 

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