推荐系统-FM模型

news2024/11/9 3:57:46

参考:推荐系统(三)Factorization Machines(FM)_svmmf-CSDN博客

一句话概括下FM:隐式向量特征交叉----类似embedding的思想

LR

如果利用LR做特征的二阶交叉,有:

y = w_0x_0+\sum w_ix_i+\sum\sum w_{ij}x_ix_j

但这个公式存在显著缺点:

  1. 时间段复杂度是O(N^2)。

  2. 依赖于xixj特征对的共现,如果这个特征对在训练集中没有出现,那么wij这个参数学习不到。

SVM

支持向量机的核心:低维空间下无法找到一个超平面来划分两类样本,那么可以经过一个映射,把低维空间映射成高维空间来找到一个超平面划分样本

原始公式为:

y=w^T\phi (x)+b

如果要实现特征交叉,利用核函数

k=<\phi(x_i) ,\phi(x_j)>=\phi(x_i)^T \phi(x_j)

1.线性核函数 k = <xi , xj>+1

y = w_0 + \sum w_ix_i

2. 多项式核函数

k = (<x_i,x_j>+1)^2

y = w_0 + \sqrt 2 \sum w_ix_i + \sum w_ii^2x_ii + \sqrt 2 \sum\sum w_ij^2x_ix_j

还是同LR一样有显著的缺点:
交叉项的参数是独立的,这会使得如果这个交叉特征值没有在样本里出现,这个参数是无法学到的。

总结一下,主要存在两个难点:

  • 交叉特征 xixj 的参数独立,如果交叉特征值没有出现,那么参数无法学习。

  • 时间复杂度过高,如果直接做二阶交叉,时间复杂度为O(N^2)。

FM

基本原理

FM则解决了上面两个问题,公式为:

y = w_0x_0+\sum w_ix_i+\sum\sum <v_i ,v_j>x_ix_j

将wij分解成了<vi ,vj>,通过学习每一个特征对应的隐向量(embedding向量),不再依赖于交叉特征xixj的共现信息,因为即使没有共现,对应的<vi ,vj>依然能够得到训练。

推导过程

时间复杂度由O(n^2)降到O(KN)

思想来源-MF

矩阵分解MF(matrix factorization),在推荐系统里,每个用户对每个物品的评分,可以构建出一个user-item矩阵,而矩阵分解的核心思想是用一个用户embedding矩阵和一个物品embedding矩阵的乘积来近似这个大矩阵,这两个embedding矩阵是可训练学习的。

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