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Mejorando los Sistemas de Recomendación con OutRank

OutRank mejora la clasificación de características para mejores recomendaciones y búsquedas de modelos más rápidas.

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Los sistemas de recomendación son herramientas que ayudan a sugerir productos, servicios o contenido a los usuarios según sus preferencias. Estos sistemas juegan un papel importante en muchas plataformas en línea, desde servicios de streaming hasta sitios de comercio electrónico. Sin embargo, construir sistemas de recomendación efectivos no es fácil, sobre todo cuando se trata de grandes cantidades de datos que pueden ser desordenados y escasos.

Desafíos en los Sistemas de Recomendación

Los datos del mundo real suelen ser grandes y estar llenos de huecos. Esto dificulta que los sistemas determinen qué información es realmente importante para hacer buenas recomendaciones. Para lidiar con esto, los modelos necesitan ser rápidos y eficientes porque se usan a gran escala. Los métodos actuales para crear estos modelos a menudo implican varios pasos, como seleccionar las características correctas, optimizar el modelo y ajustarlo.

Una técnica común utilizada en estos sistemas son las máquinas de factorización. Son flexibles y pueden manejar varios tipos de datos, pero tardan mucho en encontrar las mejores características a usar. Aquí es donde entra el aprendizaje automático automatizado (AutoML), que intenta facilitar el proceso buscando automáticamente las mejores características y configuraciones.

Sin embargo, usar AutoML puede ser lento y a menudo necesita recursos informáticos potentes. Este es un gran inconveniente. Para acelerar las cosas, podemos usar métodos de clasificación de características, que identifican las características más útiles y ayudan a que el proceso de AutoML avance más rápido.

Presentando OutRank

OutRank es un sistema diseñado para ayudar con la clasificación de características y encontrar problemas de calidad de datos. Fue creado para trabajar bien con Datos categóricos y utiliza una forma especial de medir cuán informativa es cada característica, teniendo en cuenta el ruido. Esto ayuda a reconocer las características más esenciales en un mar de datos.

OutRank ha mostrado resultados prometedores al acelerar los sistemas de AutoML sin perder rendimiento. Puede manejar espacios de características mucho más grandes que los métodos tradicionales de AutoML, haciendo que sea más rápido encontrar mejores modelos usando hardware de computadora normal.

Cómo Funciona OutRank

OutRank se centra en procesar grandes conjuntos de datos, a veces con hasta mil millones de entradas. Para trabajar de manera eficiente, transmite datos a su motor en lotes. Cuando se recopilan suficientes datos, OutRank realiza la construcción y clasificación de características al vuelo. Este método ahorra memoria en comparación con calcular todas las posibles características de antemano.

OutRank está diseñado para trabajar fácilmente con varios métodos de clasificación y se adapta bien a la cantidad de datos. La idea principal detrás de OutRank es su capacidad para clasificar características de manera efectiva para conjuntos de datos categóricos escasos.

Tratando con Características de Alta Cardinalidad

Uno de los problemas comunes en los sistemas de recomendación es lidiar con características de alta cardinalidad, donde hay muchos valores únicos. Esto puede dificultar el análisis y la clasificación de características con precisión. OutRank aborda esto utilizando un método especial para medir la similitud que tiene en cuenta el número de valores únicos que tiene una característica.

Al normalizar las puntuaciones en función del ruido esperado de características con características similares, OutRank puede distinguir mejor entre características importantes y no importantes. Esto lleva a clasificaciones más precisas y ayuda a mantener la velocidad durante el proceso.

Interacciones de Mayor Orden

Otro aspecto importante de los sistemas de recomendación es identificar interacciones entre características. Estas interacciones pueden proporcionar información valiosa sobre el comportamiento del usuario. OutRank utiliza un método que combina la rápida clasificación de características con la capacidad de encontrar estas interacciones de manera efectiva.

Al muestrear diferentes combinaciones de características durante el procesamiento de datos, OutRank puede construir un perfil de interacciones relevantes sin ralentizar excesivamente el proceso. Esto significa que puede identificar combinaciones cruciales que podrían afectar las elecciones del usuario, lo cual es esencial para crear mejores recomendaciones.

La Heurística 3MR

Para mejorar aún más el proceso de clasificación, OutRank incluye una heurística llamada 3MR (Mínima Redundancia Máxima Relevancia Máxima Relación). Este enfoque refina la clasificación al considerar las similitudes entre características y su importancia en las interacciones.

Similar a algunos métodos existentes, la heurística 3MR pesa las características según cuán estrechamente se relacionan entre sí y cuán relevantes son en varios contextos. Al iterar a través de las clasificaciones, 3MR crea una clasificación más matizada e informativa.

Experimentando con OutRank

Para probar cuán efectivo es OutRank, se realizaron varios experimentos. Una prueba notable involucró un conjunto de datos bien conocido que mide la calidad de la clasificación de características. Después de ejecutar el proceso de AutoML varias veces, los investigadores observaron que usar OutRank podría acelerar significativamente la búsqueda de modelos adecuados sin sacrificar la precisión.

En escenarios donde se consideraron inicialmente un gran número de características, el sistema logró un aumento de hasta el 30% en la velocidad durante la búsqueda del modelo, demostrando cómo la clasificación eficiente de características puede preparar el terreno para un procesamiento más rápido más adelante.

Aplicaciones en el Mundo Real

Más allá de los experimentos con conjuntos de datos sintéticos, OutRank se ha probado en situaciones de la vida real. Por ejemplo, aceleró con éxito las búsquedas de modelos necesarias para predecir tasas de clic en marketing digital. Al filtrar características irrelevantes o centrarse en las mejor clasificadas, el sistema permitió a los investigadores omitir varias iteraciones costosas de búsqueda de modelos.

Esta capacidad proporciona ahorros de tiempo y eficiencia de recursos sustanciales, haciéndolo valioso para industrias que dependen en gran medida de decisiones basadas en datos.

Conclusión

En resumen, OutRank es una herramienta prometedora para mejorar la eficiencia de los sistemas de recomendación. Al centrarse en la clasificación de características y gestionar problemas de calidad de datos, permite búsquedas de modelos más rápidas y precisas. Su capacidad para trabajar con características de alta cardinalidad e identificar interacciones cruciales lo convierte en un activo vital para el análisis de datos moderno.

El trabajo futuro puede mejorar aún más el potencial de OutRank al explorar métodos más complejos para codificar interacciones. Esto podría llevar a avances significativos en el funcionamiento de los sistemas de recomendación, permitiéndoles proporcionar sugerencias e información aún mejor basadas en el comportamiento del usuario.

A medida que el mundo se vuelve cada vez más impulsado por datos, herramientas como OutRank desempeñarán un papel crucial en ayudar a las empresas y organizaciones a comprender sus datos y mejorar sus servicios.

Fuente original

Título: OutRank: Speeding up AutoML-based Model Search for Large Sparse Data sets with Cardinality-aware Feature Ranking

Resumen: The design of modern recommender systems relies on understanding which parts of the feature space are relevant for solving a given recommendation task. However, real-world data sets in this domain are often characterized by their large size, sparsity, and noise, making it challenging to identify meaningful signals. Feature ranking represents an efficient branch of algorithms that can help address these challenges by identifying the most informative features and facilitating the automated search for more compact and better-performing models (AutoML). We introduce OutRank, a system for versatile feature ranking and data quality-related anomaly detection. OutRank was built with categorical data in mind, utilizing a variant of mutual information that is normalized with regard to the noise produced by features of the same cardinality. We further extend the similarity measure by incorporating information on feature similarity and combined relevance. The proposed approach's feasibility is demonstrated by speeding up the state-of-the-art AutoML system on a synthetic data set with no performance loss. Furthermore, we considered a real-life click-through-rate prediction data set where it outperformed strong baselines such as random forest-based approaches. The proposed approach enables exploration of up to 300% larger feature spaces compared to AutoML-only approaches, enabling faster search for better models on off-the-shelf hardware.

Autores: Blaž Škrlj, Blaž Mramor

Última actualización: 2023-09-04 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2309.01552

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.01552

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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