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ndcg是什么意思,评价指标概念

时间:2023-05-04 11:23:07 阅读:271609 作者:1034

胡思乱想:

相比于推荐,搜索结果,更加关注排序的位置。所以评价指标中加入位置信息可以理解,但是有人说用该指标衡量推荐效果,茫茫然的感觉,总觉得不合适。个人觉得推荐是强推出一系列item,对item之间的相关性要求不高,并且item之间的相关性不能太高!!为什么?如果推荐的item都是一个类别,你还想继续看吗?纯属过推荐,让用户喷做的啥东东。。。推荐中需要考虑一些多样性,结合用户喜好,增加多样性,让用户有可选的item,俗称多一些备份,保不齐你想要什么。如果有很相似的item近邻,也要将其打散开来,不要挤在一起。

下面资料是网上找的汇总后形成的文档。

概念

  NDCG,Normalized Discounted cumulative gain 直接翻译为归一化折损累计增益,可能有些晦涩,没关系下面重点来解释一下这个评价指标。这个指标通常是用来衡量和评价搜索结果算法(注意这里维基百科中提到了还有推荐算法,但是我个人觉得不太适合推荐算法,后面我会给我出我的解释)。DCG的两个思想:

  1、高关联度的结果比一般关联度的结果更影响最终的指标得分;

  2、有高关联度的结果出现在更靠前的位置的时候,指标会越高;

累计增益(CG)

  CG,cumulative gain,是DCG的前身,只考虑到了相关性的关联程度,没有考虑到位置的因素。它是一个搜素结果相关性分数的总和。指定位置p上的CG为:

  reli 代表i这个位置上的相关度。

  举例:假设搜索“篮球”结果,最理想的结果是:B1、B2、 B3。而出现的结果是 B3、B1、B2的话,CG的值是没有变化的,因此需要下面的DCG。

折损累计增益(DCG)

  DCG, Discounted 的CG,就是在每一个CG的结果上处以一个折损值,为什么要这么做呢?目的就是为了让排名越靠前的结果越能影响最后的结果。假设排序越往后,价值越低。到第i个位置的时候,它的价值是 1/log2(i+1),那么第i个结果产生的效益就是 reli * 1/log2(i+1),所以:

  当然还有一种比较常用的公式,用来增加相关度影响比重的DCG计算方式是:

  百科中写到后一种更多用于工业。当然相关性值为二进制时,即 reli在{0,1},二者结果是一样的。当然CG相关性不止是两个,可以是实数的形式。

归一化折损累计增益(NDCG)

  NDCG, Normalized 的DCG,由于搜索结果随着检索词的不同,返回的数量是不一致的,而DCG是一个累加的值,没法针对两个不同的搜索结果进行比较,因此需要归一化处理,这里是除以IDCG。

  IDCG为理想情况下最大的DCG值。

  其中 |REL| 表示,结果按照相关性从大到小的顺序排序,取前p个结果组成的集合。也就是按照最优的方式对结果进行排序。

 实际的例子

  假设搜索回来的5个结果,其相关性分数分别是 3、2、3、0、1、2

  那么 CG = 3+2+3+0+1+2

  可以看到只是对相关的分数进行了一个关联的打分,并没有对召回的所在位置对排序结果评分对影响。而我们看DCG:

i

reli

log2(i+1)

reli /log2(i+1)

1

3

1

3

2

2

1.58

1.26

3

3

2

1.5

4

0

2.32

0

5

1

2.58

0.38

6

2

2.8

0.71

  所以 DCG  = 3+1.26+1.5+0+0.38+0.71 = 6.86

  接下来我们归一化,归一化需要先结算 IDCG,假如我们实际召回了8个物品,除了上面的6个,还有两个结果,假设第7个相关性为3,第8个相关性为0。那么在理想情况下的相关性分数排序应该是:3、3、3、2、2、1、0、0。(仔细看清楚,这里对相关性从低到高进行了排序,已经无关乎当时排序的位置。什么是理想情况,idea situation,那就是最相关的排在最前面。)计算IDCG@6:

i

reli

log2(i+1)

reli /log2(i+1)

1

3

1

3

2

3

1.58

1.89

3

3

2

1.5

4

2

2.32

0.86

5

2

2.58

0.77

6

1

2.8

0.35

  所以IDCG = 3+1.89+1.5+0.86+0.77+0.35 = 8.37

  so 最终 NDCG@6 = 6.86/8.37 = 81.96%

应用

主要是应用评价搜索引擎的排序是否合理。应用主要有三种不同的方案:

最精准的方案是,用人工标注的方案,如果doc的数据量较少的时候,可以采用这种方案, 如果数据量较大, 会花费很多人力物力。拉取竞品的排序数据,可以为一个排序打分参考, 如果竞品做得比较好的,还是值得参考的。拉取用户点击行为进行评估。

有了排序的分值,即可实现NDCG的评估和计算。
 

代码

一个list的ndcg计算方式如下:

topK的dcg计算:

def dcg_at_k(list_data, k): list_float_data = np.asfarray(list_data)[:k] dcg = np.sum(list_float_data / np.log2(np.arange(2, list_float_data.size + 2))) return dcg

这里解释一下,在推荐场景中,根据列表进行计算dcg,没有对相关进行约束,默认相关度rel=1。

topk的ndcg计算:

def ndcg_at_k(list_data, k, label_index): list_label_data = [line[label_index] for line in list_data] ideal_dcg = dcg_at_k(sorted(list_label_data, reverse=True), k) if ideal_dcg <= 0.0: return 0.0 dcg = dcg_at_k(list_label_data, k) / ideal_dcg ndcg = dcg / ideal_dcg return ndcg

计算idcg时,加入了label,这个label就是输入样本的label,比如点击或者下单为1,曝光未点击为0;

 

参考https://www.cnblogs.com/by-dream/p/9403984.html

代码可参考https://blog.csdn.net/zhouwenyuan1015/article/details/68072431

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