推荐系统遇上深度学习(四)--多值离散特征的embedding解决方案

作者：石晓文   中国人民大学信息学院在读研究生

个人公众号：小小挖掘机（ID:wAIsjwj）

前文传送门：

1、背景

在本系列第三篇文章中，在处理DeepFM数据时，由于每一个离散特征只有一个取值，因此我们在处理的过程中，将原始数据处理成了两个文件，一个记录特征的索引，一个记录了特征的值，而每一列，则代表一个离散特征。

但假如，我们某一个离散特征有多个取值呢？举个例子来说，每个人喜欢的NBA球队，有的人可能喜欢火箭和湖人，有的人可能只喜欢勇士，也有的人喜欢骑士、绿军、猛龙等一大堆。对于这种特征，我们本文将其称为多值离散特征。

根据DeepFM的思想，我们需要将每一个field的特征转换为定长的embedding，即使有多个取值，也是要变换成定长的embedding。

那么，一种思路来了，比如一个用户喜欢两个球队，这个field的特征可能是[1,1,0,0,0,0,0.....0]，那么我们使用两次embedding lookup，再取个平均不就好了嘛。

嗯，这的确也许可能是一种思路吧，在tensorflow中，其实有一个函数能够实现我们上述的思路，那就是tf.nn.embedding_lookup_sparse。别着急，我们一步一步来实现多值离散特征的embedding处理过程。

2、解决方案

输入数据

假设我们有三条数据，每条数据代表一个user所喜欢的nba球员，比如有登哥，炮哥，杜老四，慕斯等等：

csv = [
 "1,harden|james|curry",
 "2,wrestbrook|harden|durant",
 "3,|paul|towns",
]

我们建立一个所有球员的集合：

TAG_SET = ["harden", "james", "curry", "durant", "paul","towns","wrestbrook"]

数据处理

这里我们需要一个得到一个SparseTensor，即多为稀疏矩阵的一种表示方式，我们只记录非0值所在的位置和值。

比如说，下面就是我们对上面数据处理过后的一个SparseTensor，indices是数组中非0元素的下标，values跟indices一一对应，表示该下标位置的值，最后一个表示的是数组的大小。

处理得到SparseTensor的完整代码如下：

def sparse_from_csv(csv):
 ids, post_tags_str = tf.decode_csv(csv, [[-1], [""]])
 table = tf.contrib.lookup.index_table_from_tensor(
     mapping=TAG_SET, default_value=-1) ## 这里构造了个查找表 ##
 split_tags = tf.string_split(post_tags_str, "|")
 return tf.SparseTensor(
     indices=split_tags.indices,
     values=table.lookup(split_tags.values), ## 这里给出了不同值通过表查到的index ##
     dense_shape=split_tags.dense_shape)

定义embedding变量

定义我们的embedding的大小为3:

TAG_EMBEDDING_DIM = 3
embedding_params = tf.Variable(tf.truncated_normal([len(TAG_SET), TAG_EMBEDDING_DIM]))

得到embedding值

将我们刚才得到的SparseTensor，传入到tf.nn.embedding_lookup_sparse中，我们就可以得到多值离散特征的embedding值。

tags = sparse_from_csv(csv)
embedded_tags = tf.nn.embedding_lookup_sparse(embedding_params, sp_ids=tags, sp_weights=None)

sp_ids就是我们刚刚得到的SparseTensor，而sp_weights=None代表的每一个取值的权重，如果是None的话，所有权重都是1，也就是相当于取了平均。如果不是None的话，我们需要同样传入一个SparseTensor，代表不同球员的喜欢权重。大家感兴趣可以自己去尝试。

测试输出

最后我们来看看得到的效果：

with tf.Session() as s:
 s.run([tf.global_variables_initializer(), tf.tables_initializer()])
 print(s.run([embedded_tags]))

这只是一种解决方案，大家可以去探索更多的方法哟。

Python爱好者社区历史文章大合集：

福利：文末扫码立刻关注公众号，“Python爱好者社区”，开始学习Python课程：

关注后在公众号内回复“课程”即可获取：

小编的Python入门免费视频课程！！！

【最新免费微课】小编的Python快速上手matplotlib可视化库！！！

崔老师爬虫实战案例免费学习视频。

陈老师数据分析报告制作免费学习视频。

玩转大数据分析！Spark2.X+Python 精华实战课程免费学习视频。