スパースデータ技術を使った広告ターゲティングの進化
革新的な手法で、まばらなデータと高度なアルゴリズムを使って広告のターゲティング効率が向上する。
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多くの分野、特にテクノロジーやマーケティングでは、大量のデータを扱ってるよね。しばしば、このデータはスパース(まばら)で、欠損値やゼロの値が多いんだ。これがデータを効果的に扱うのに課題を生むことがあるんだよ。従来のデータ処理方法は、データに基づいて特定の特徴や属性を作るから、これも結局スパースになることがある。
この課題を解決するために、研究者や実務者は新しい方法を探ってるんだ。特に期待できるのは、スパースデータの処理が得意な高度なアルゴリズムの活用だね。近似最近傍を見つけるためにグラフを利用する技術も含まれてるよ。
広告ターゲティングとスパース埋め込みの活用
これらの方法の重要な応用として、広告ターゲティングがある。ビジネスが正しい広告を正しい人に結びつけようとする場面だね。この文脈では、ユーザーやその行動に関するデータが収集されて、それが埋め込みに変換される。けど、特定の活性化関数を使うと、埋め込みがすごくスパースになっちゃうんだ。
広告を扱う上で、効果的な埋め込みを作ることが大事だよ。「コサイン二塔モデル」と新しい「カイ二乗二塔モデル」など、さまざまなモデルを使うことで、ユーザーと広告の類似性を見つけるのにうまく機能する埋め込みが生成できるんだ。どちらのモデルもスパースな埋め込みを生むから、ストレージと計算の効率が上がる。
続く課題は、どの広告がユーザーに最適かを見つけること。これには埋め込みを検索する必要があるんだ。大規模なデータセットに対処する際には、効率的な検索方法が必要だよ。
グラフベースのアルゴリズムの役割
HNSWのようなグラフベースのアルゴリズムは、これらの埋め込みを検索するのに役立つよ。HNSWは「階層的ナビゲーブル小世界」の略で、データセット内の類似アイテムを素早く効率的に見つけることで知られてる。
埋め込みを探す時、アルゴリズムはユーザーのクエリに最も近いグラフの隣接点を探すんだ。グラフの各頂点は埋め込みを表してて、エッジは隣接する埋め込みをつないでる。このグラフを辿ることで、アルゴリズムはユーザーに最適なマッチを見つけられるよ。
グラフの構造は迅速な検索を可能にするから、広告ターゲティングみたいに時間と効率がパフォーマンスに大きく影響する場面では重要なんだ。
スパース埋め込みの利点
スパース埋め込みにはいくつかの利点があるよ。一番大きな利点は、メモリスペースをあまり使わないこと。特に大規模なデータセットを扱う時は、ストレージコストがすぐに増えちゃうからね。さらに、スパース埋め込みは異なる埋め込み間の類似性を計算する際に、より速い計算を可能にするんだ。埋め込み内の非ゼロエントリーが少ないと、計算時の作業が減るからだよ。
たとえば、数百万次元の大きな埋め込みがあって、そのうちのほんの一部しか値が入っていない場合、処理がずっと早くできるんだ。検索や比較にかかる全体の時間は大幅に短縮できるよ。
他の技術の統合
スパース埋め込みやグラフベースのアルゴリズムだけじゃなくて、パフォーマンスをさらに向上させる追加の技術もあるよ。「サインコーシー乱数投影」っていう方法がその一つで、埋め込みをさらに小さなビットに圧縮することで、ストレージの必要量を減らす手助けをするんだ。
この方法を使うことで、埋め込みを非常に高速な操作が可能な形式に変換できるから、検索プロセス中に特に役立つよ。これにより、広告ターゲティングアプリケーションでの適切なマッチを探す際の時間とリソースの大幅な節約が得られるんだ。
異なる類似性測定の比較
広告ターゲティングの文脈では、異なる埋め込み間の類似性を測る方法も考慮する必要があるよ。元々のコサイン類似度がよく使われるけど、カイ二乗類似度のような代替手段もあるんだ。
実験によると、カイ二乗類似度は時々リトリーバル精度の観点でより良い結果を出すことがあるってわかった。これは、類似アイテムを検索する時に、類似性を測る方法が検索の効果に影響を及ぼす可能性があることを意味してるよ。
異なるモデルや測定技術を適用することで、さまざまな状況でどの方法が最も効果的かを判断できるんだ。これにより、ユーザーの行動や好みに基づいて関連する広告を提供できるよ。
広告ターゲティングでの実用的な応用
現実のシナリオでは、ここで話した技術やモデルが実用的に使われてるよ。たとえば、企業はこれらの方法を使って、より関連性が高くターゲットを絞った広告を作成できるんだ。ユーザーのデモグラフィックや行動など、さまざまな特徴に基づいてモデルをトレーニングすることで、システムは個々のユーザーに非常に関連性の高い広告を引き出すことができるよ。
これらのモデルをトレーニングするプロセスでは、大量のデータをシステムに送り込んで、それを学習させて時間とともに改善させることが含まれるんだ。トレーニングが完了したら、これらのモデルはユーザーにリアルタイムで推奨を行うために展開できて、デジタル広告の効果を高めることができるよ。
結論
結論として、スパースデータの取り扱い、特に広告ターゲティングの文脈での分野は進化してるよ。高度なアルゴリズムや技術を活用することで、データの表現、保存、検索方法を改善できるんだ。
これらの方法を洗練させていくことで、さまざまなアプリケーションでより良い結果が得られると思うし、効率的にターゲットを絞った広告と改善されたユーザー体験につながるはず。スパース埋め込み、グラフベースのアルゴリズム、革新的な技術の組み合わせは、この分野の将来の発展に向けた確固たる基盤を提供するよ。
これらのコア要素に焦点を当てることで、ビジネスはテクノロジーを活用してマーケティング戦略を強化でき、最終的には成功と収益性の向上につながるんだ。デジタル広告の景観が変わり続ける中で、これらの進歩を受け入れることが競争力を保つ鍵になるね。
タイトル: Practice with Graph-based ANN Algorithms on Sparse Data: Chi-square Two-tower model, HNSW, Sign Cauchy Projections
概要: Sparse data are common. The traditional ``handcrafted'' features are often sparse. Embedding vectors from trained models can also be very sparse, for example, embeddings trained via the ``ReLu'' activation function. In this paper, we report our exploration of efficient search in sparse data with graph-based ANN algorithms (e.g., HNSW, or SONG which is the GPU version of HNSW), which are popular in industrial practice, e.g., search and ads (advertising). We experiment with the proprietary ads targeting application, as well as benchmark public datasets. For ads targeting, we train embeddings with the standard ``cosine two-tower'' model and we also develop the ``chi-square two-tower'' model. Both models produce (highly) sparse embeddings when they are integrated with the ``ReLu'' activation function. In EBR (embedding-based retrieval) applications, after we the embeddings are trained, the next crucial task is the approximate near neighbor (ANN) search for serving. While there are many ANN algorithms we can choose from, in this study, we focus on the graph-based ANN algorithm (e.g., HNSW-type). Sparse embeddings should help improve the efficiency of EBR. One benefit is the reduced memory cost for the embeddings. The other obvious benefit is the reduced computational time for evaluating similarities, because, for graph-based ANN algorithms such as HNSW, computing similarities is often the dominating cost. In addition to the effort on leveraging data sparsity for storage and computation, we also integrate ``sign cauchy random projections'' (SignCRP) to hash vectors to bits, to further reduce the memory cost and speed up the ANN search. In NIPS'13, SignCRP was proposed to hash the chi-square similarity, which is a well-adopted nonlinear kernel in NLP and computer vision. Therefore, the chi-square two-tower model, SignCRP, and HNSW are now tightly integrated.
著者: Ping Li, Weijie Zhao, Chao Wang, Qi Xia, Alice Wu, Lijun Peng
最終更新: 2023-06-13 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://arxiv.org/abs/2306.07607
ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2306.07607
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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