推荐系统论文阅读（三)-阿里巴巴个性化重排序算法

论文原文

论文题目：《Personalized Re-ranking for Recommendation》

论文链接：https://arxiv.org/pdf/1904.06813.pdf

一、背景

大型推荐系统的推荐分为好几个阶段：

Fig 1 推荐系统的四个阶段

ps:图来源张俊林老师知乎文章《推荐系统技术演进趋势：从召回到排序再到重排》

在传统的推荐系统中，推荐可以分为召回+排序两个阶段，召回阶段从海量商品库中筛选出用户感兴趣的商品，召回任务的特点是快速，能快速选出用户感兴趣的大量商品，这个阶段用的特征不用很多很全面，模型通常比较简单。在排序阶段，由于要精确给用户推荐商品了，这个时候就会用比较复杂的模型，把更多的特征融入到模型中，通过精准的排序方法把对应的商品推荐给用户。

如果在召回阶段召回了大量的商品，但是排序阶段不再细分的情况下，排序模型可能跟不上召回阶段，所以这个时候可以加上粗排，后面在进行精排，粗排阶段可以引入多一点的用户特征和商品特征了，而在精排环节，就可以引入你所能想到的所有特征，模型也可以更加复杂。

排序结果出来后是可以直接推给用户的，但是有时候为了更多的业务需求，需要对这些物品进行重排序，比如去已读、去重、打散、多样性保证、固定类型物品插入等等。

本文的主要工作就是推荐系统的最后一个阶段：重排序

为什么进行重排序而不是直接把精排的结果直接推荐给用户呢，文中提到，排序阶段从标记的数据集中学习排序功能以优化全局性能，从而为每个单独的项目生成一个得分。但是，它可能不是最佳选择，因为评分功能分别应用于每个项目，并且没有明确考虑项目之间的相互影响以及用户偏好或意图的差异。所以，在重排序阶段引入了Transformer结构来对每一个item pair关系进行建模，从而直接优化整个推荐列表，进一步提高性能。

二、问题和符号定义

2.1 符号定义

Table 1 符号定义

2.2 Learning to Rank

LTR(learning to rank) 方法通过一个全局的函数给每一个item打分，然后根据分数进行排序来产生初始化的推荐列表，全局的损失函数如下：

公式中的每个参数跟Table 1中的定义一样，l 是计算 $y_{i}$ 和P( $y_{i}$ | .)的交叉熵损失，其实就是Ctr预估中的损失。

但是通过这种方式去优化模型的参数会产生问题，光靠item的特征x不足以学习到一个很理想的排序函数。阿里的研究人员发现，推荐系统的排名应考虑以下额外信息：

(a）项目对之间的相互影响

(b) 用户与项目之间的互动关系

物品对之间的相互影响可以直接从现有LTR模型为请求r给出的初始列表 $S_{r}$ = [ $i_{1}$ ， $i_{2}$ ，...， $i_{n}$ ]中学习。但是，很少有模型考虑用户和项目之间的交互。物品对的相互影响程度因用户而异。本文引入了个性化矩阵PV来学习用户特定的编码功能，该功能可以对物品对之间的个性化相互影响进行建模。