推薦質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)

推薦質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)

Precision & Recall & F1-Measure

內(nèi)容過(guò)于基礎(chǔ)扭粱,在此不作詳細(xì)描述。如有興趣滔蝉,請(qǐng)參考以下鏈接:

  1. 準(zhǔn)確率(Accuracy), 精確率(Precision), 召回率(Recall)和F1-Measure
  2. Precision and Recall - Wikipedia

RMSE

均方誤差(Root Mean Square Error, RMSE), 其計(jì)算公式如下:
RMSE = \sqrt{\frac{1}{m}\sum_{i=1}^m{(y_i - \hat{y_i})^2}}

MAP

平均正確率均值(Mean Average Precision, MAP)
其中 AP 的計(jì)算方法如下:
\operatorname{AveP} = \frac{\sum_{k=1}^n (P(k) \times \operatorname{rel}(k))}{\mbox{# of relevant documents}} \!
其中巴比,k 為檢索結(jié)果隊(duì)列中的排序位置,P(k)為前 k 個(gè)結(jié)果的準(zhǔn)確率站楚,rel(k) 表示位置 k 的文檔是否相關(guān)脱惰,相關(guān)為 1,不相關(guān)為 0窿春。

MAP 即是將多個(gè) query 對(duì)應(yīng)的 AP 求平均:
\operatorname{MAP} = \frac{\sum_{q=1}^Q \operatorname{AveP(q)}}{Q} \!
Qquery 的數(shù)量拉一。

NDCG

CG

CG(cumulative gain采盒,累計(jì)增益)可以用于評(píng)價(jià)基于打分/評(píng)分的個(gè)性推薦系統(tǒng)。假設(shè)我們推薦 k 個(gè)物品, 這個(gè)推薦列表的 CG_k 計(jì)算公式如下:
CG_k=\sum_{i=1}^k \text{rel}_i
\text{rel}_i 表示第 k 個(gè)物品的相關(guān)性或者評(píng)分舅踪。假設(shè)我們共推薦 k 個(gè)電影纽甘,\text{rel}_i 可以是用戶對(duì)第i部電影的評(píng)分。

比如豆瓣給用戶推薦了五部電影:
M_1, M_2, M_3, M_4, M_5
該用戶對(duì)這五部電影的評(píng)分分別是:
5, 3, 2, 1, 2
那么這個(gè)推薦列表的 CG 等于
CG_5=5+3+2+1+2=13

DCG

CG 沒(méi)有考慮推薦的次序抽碌,在此基礎(chǔ)之后我們引入對(duì)物品順序的考慮, 就有了 DCG (Discounted CG), 折扣累積增益悍赢。公式如下:
DCG_k=\sum_{i=1}^k \frac{2^{\text{rel}_i}-1}{\log_2(i+1)}
上例中推薦列表的 DCG 等于:
DCG_5=\frac{2^5-1}{\log_2 2}+\frac{2^3-1}{\log_2 3}+\frac{2^2-1}{\log_2 4}+\frac{2^1-1}{\log_2 5}+\frac{2^2-1}{\log_2 6}=31+4.4+1.5+0.4+1.2=38.5

NDCG

DCG 沒(méi)有考慮到推薦列表和每個(gè)檢索中真正有效結(jié)果個(gè)數(shù), 所以最后我們引入 NDCG (Normalized discounted CG), 顧名思義就是標(biāo)準(zhǔn)化之后的 DCG
NDCG_k=\frac{DCG_k}{IDCG_k}
其中IDCG是指 Ideal \, DCG货徙,也就是完美結(jié)果下的 DCG左权。
繼續(xù)上面的例子, 如果相關(guān)電影一共有7部:
M_1, M_2, M_3, M_4, M_5, M_6, M_7
該用戶對(duì)這七部電影的評(píng)分分別是:
5, 3, 2, 1, 2 , 4, 0
把這 7 部電影按評(píng)分排序
5, 4, 3, 2, 2, 1, 0
這個(gè)情況下的完美 DCG
IDCG_5=\frac{2^5-1}{\log_2 2}+\frac{2^4-1}{\log_2 3}+\frac{2^3-1}{\log_2 4}+\frac{2^2-1}{\log_2 5}+\frac{2^2-1}{\log_2 6}=31+9.5+3.5+1.3+1.2=46.5
所以
NDCG_5 = \frac{DCG_5}{IDCG_5}=\frac{38.5}{46.5}=0.827
NDCG01 的數(shù),越接近 1 說(shuō)明推薦越準(zhǔn)確痴颊。
NDCG提供了一種計(jì)算方式赏迟,當(dāng)我們有其他排名類似的需求的時(shí)候,NDCG 都是值得參考的蠢棱,其 Gain 以及 Discounted 的計(jì)算的變化可以產(chǎn)生很多其他有價(jià)值的評(píng)價(jià)指標(biāo)锌杀。

MRR

平均倒數(shù)排名(Mean Reciprocal Rank, MRR), 是統(tǒng)計(jì)學(xué)中,依據(jù)排序的正確性泻仙,對(duì)查詢請(qǐng)求響應(yīng)結(jié)果的評(píng)估糕再。查詢響應(yīng)結(jié)果的倒數(shù)排名是第一個(gè)正確答案的倒數(shù)積。平均倒數(shù)排名是多個(gè)查詢結(jié)果的平均值玉转。
{\displaystyle {\text{MRR}}={\frac {1}{|Q|}}\sum _{i=1}^{|Q|}{\frac {1}{{\text{rank}}_{i}}}.\!}
平均倒數(shù)排名的倒數(shù)正好表示所有排名的調(diào)和平均值突想。

備注

  1. 如果所有結(jié)果都不正確,結(jié)果為 0
  2. 如果存在多個(gè)正確答案究抓,考慮使用平均準(zhǔn)確度 (MAP)

參考文獻(xiàn)

  1. Evaluation_measures_(information_retrieval)
  2. 平均倒數(shù)排名
  3. 信息檢索中的評(píng)價(jià)指標(biāo)MAP和NDCG
  4. 怎么理解推薦系統(tǒng)中的NDCG猾担?
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