作者：十方，公眾號：煉丹筆記

熟悉雙塔的人都知道，在用戶側，模型最后往往都生成一個向量去檢索，這個向量不足以表達用戶的多興趣，《Multi-Interest Network with Dynamic Routing for Recommendation at Tmall》這篇就提出了一個label-aware attention把用戶表達為多個興趣。

左圖展示了天貓給上億用戶個性化的推薦，右圖展示了商品豐富的品類，我們肯定不希望最近買了個iphone12，打開天貓，一整面的手機配件商品推薦，多興趣的目標，也是增加推薦的多樣性。天貓上億的用戶，每個人都要每天瀏覽上百的商品，這些商品不同的類目，就反應了用戶不同的興趣。廢話不多說，下面直入論文主題。

問題定義

多興趣的目標，就是為每個用戶從上億規模的商品集合I中找到候選集，該候選集一般有幾千個商品，都和該用戶當前的興趣相關。歷史數據就尤為重要了，當前興趣和歷史行為強相關。每個樣本都能表達為一個三元組(Iu, Pu, Fi)，Iu表示歷史上，和用戶交互過的商品。Pu就是用戶的基礎特征(年齡性別啥的)，Fi就是商品的特征了(itemid, 類目id)。

這篇論文的模型，目標就是把每個用戶歷史交互特征和基本特征映射成多個向量：

然后把商品映射成向量:

最后ANN召回Top N:

MIND模型

上圖就是整個MIND模型，看似很復雜，其實沒那么復雜，我們拆解下。

從這張圖我們看到，有N個與用戶交互過的item，每個item有3個特征，分別是ItemID、Category ID、Brand ID。embeding后進入Pooling Layer。這里增加Category ID和Brand ID有利于冷啟動，當新的item出現，這些ID通過pooling層，還是有不錯的泛化性。

other features就是用戶特征了，直接embeding后concat在一起，不贅述。重要的當屬多興趣提取層了，如下圖。

大家看到個熟悉的字眼，興趣膠囊。沒錯，又是膠囊網絡。先回歸一下動態路由算法。假若有兩層膠囊。

• 低level的m個膠囊:

• 高level的n個膠囊：

每個膠囊就是個向量，高level的膠囊是由低level的膠囊聚合而成，其實就是簡單的線性加權，權重是模型自動學到的，計算權重的方式如下：

有了權重就可以線性加權了：

加權完后，就應該有激活函數了，膠囊網絡中用的激活函數都是squash，因為膠囊向量的方向表示特征，長度表示概率。最后高level的膠囊計算如下：

在MIND中，高level向量就是興趣向量，低level向量就是交互的item過pooling后的向量。這里要注意的是，在傳統膠囊網絡bij第一次計算是要初始化為0的，但是在MIND中卻不行，因為該論文對膠囊網絡做了3大改造。

共享Sij:這樣做其實很容易理解，畢竟低level的膠囊，都是item向量，量綱是統一的。

bij第一次按高斯分布隨機初始化:這樣做是因為共享Sij后，如果還把bij初始化為0，那么得到的興趣向量都是相同的。

動態調節興趣數量：Ku′ =max(1,min(K,log2(|Iu|))).

下面是動態路由算法的詳細過程：

所以該層就是通過動態路由算法將N個item生成的N個embedding映射成k個興趣embedding。

最后是Label-aware Attention層，該層做的事很簡單，把target item的embedding作為Q，興趣向量作為K和V，做attention操作，變成一個向量，如下：

p是我們可以調節的一個參數，p是0，最終向量就是興趣向量的平均。如果p>1，那最終向量偏向于和target向量最接近的向量。p無窮大，就相當于選擇和target向量最相關的興趣向量作為最終向量。論文實驗發現，調大p，收斂較快。

訓練&在線

有了最終興趣向量，和target向量，損失函數如下：

就是softmax計算概率，然后用logloss做梯度下降。在線服務的時候，每個興趣向量，都用來做召回，取最相關的top N個。需要注意的一點是，在用戶與item不斷交互的過程中，興趣向量是在不斷改變的。實驗就不詳細說了，想了解調參和算法比較的去看下原文。

結語

多興趣看似不是雙塔，其實本質上還是雙塔，只是用戶側向量映射成了多個。召回場景下雙塔的使用是最頻繁的，十方也在嘗試些其他召回方式，如TDM，DR等，大家在工作學習中有什么實踐經驗，歡迎留言或者進群交流！

參考論文

1、Multi-Interest Network with Dynamic Routing for Recommendation at Tmall

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的向量召回 MIND多兴趣双塔模型的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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