白话Elasticsearch24- 深度探秘搜索技术之TF&IDF算法/向量空间模型算法/lucene的相关度分数算法

2021-08-17 14:49:05 浏览数 (1)

概述

继续跟中华石杉老师学习ES,第24篇

课程地址: https://www.roncoo.com/view/55


boolean model

类似and这种逻辑操作符,先过滤出包含指定term的doc

query “hello world” --> 过滤 --> hello / world / hello & world bool --> must/must not/should --> 过滤 --> 包含 / 不包含 / 可能包含 doc --> 不打分数 --> 正或反 true or false --> 为了减少后续要计算的doc的数量,提升性能


TF/IDF

单个term在doc中的分数

代码语言:javascript复制
query: hello world --> doc.content
doc1: java is my favourite programming language, hello world !!!
doc2: hello java, you are very good, oh hello world!!!

hello对doc1的评分

TF: term frequency

找到hello在doc1中出现了几次,1次,会根据出现的次数给个分数 一个term在一个doc中,出现的次数越多,那么最后给的相关度评分就会越高


IDF:inversed document frequency

找到hello在所有的doc中出现的次数,3次 一个term在所有的doc中,出现的次数越多,那么最后给的相关度评分就会越低


length norm

hello搜索的那个field的长度,field长度越长,给的相关度评分越低; field长度越短,给的相关度评分越高

最后,会将hello这个term,对doc1的分数,综合TF,IDF,length norm,计算出来一个综合性的分数

hello world --> doc1 --> hello对doc1的分数,world对doc1的分数 --> 但是最后hello world query要对doc1有一个总的分数 --> vector space model


vector space model向量空间模型

多个term对一个doc的总分数

hello world --> es会根据hello world在所有doc中的评分情况,计算出一个query vector,query向量

hello这个term,给的基于所有doc的一个评分就是2 world这个term,给的基于所有doc的一个评分就是5

[2, 5]

query vector

doc vector,3个doc,一个包含1个term,一个包含另一个term,一个包含2个term

3个doc

doc1:包含hello --> [2, 0] doc2:包含world --> [0, 5] doc3:包含hello, world --> [2, 5]

会给每一个doc,拿每个term计算出一个分数来,hello有一个分数,world有一个分数,再拿所有term的分数组成一个doc vector

画在一个图中,取每个doc vector对query vector的弧度,给出每个doc对多个term的总分数

每个doc vector计算出对query vector的弧度,最后基于这个弧度给出一个doc相对于query中多个term的总分数 弧度越大,分数月底; 弧度越小,分数越高

如果是多个term,那么就是线性代数来计算,无法用图表示


lucene的相关度分数算法

我们boolean model、TF/IDF、vector space model

深入讲解TF/IDF算法,在lucene中,底层,到底进行TF/IDF算法计算的一个完整的公式是什么?

boolean model

query: hello world

代码语言:javascript复制
"match": {
	"title": "hello world"
}

"bool": {
	"should": [
		{
			"match": {
				"title": "hello"
			}
		},
		{
			"natch": {
				"title": "world"
			}
		}
	]
}

普通multivalue搜索,转换为bool搜索,boolean model


lucene practical scoring function

practical scoring function,来计算一个query对一个doc的分数的公式,该函数会使用一个公式来计算

代码语言:javascript复制
    score(q,d)  =  
                queryNorm(q)  
              · coord(q,d)    
              · ∑ (           
                    tf(t in d)   
                  · idf(t)2      
                  · t.getBoost() 
                  · norm(t,d)    
                ) (t in q) 

score(q,d) score(q,d) is the relevance score of document d for query q.

这个公式的最终结果,就是说是一个query(叫做q),对一个doc(叫做d)的最终的总评分


  • queryNorm(q) is the query normalization factor (new).

queryNorm,是用来让一个doc的分数处于一个合理的区间内,不要太离谱,举个例子,一个doc分数是10000,一个doc分数是0.1,你们说好不好,肯定不好

  • coord(q,d) is the coordination factor (new).

简单来说,就是对更加匹配的doc,进行一些分数上的成倍的奖励

The sum of the weights for each term t in the query q for document d.

  • ∑:求和的符号

∑ (t in q):query中每个term,query = hello world,query中的term就包含了hello和world

query中每个term对doc的分数,进行求和,多个term对一个doc的分数,组成一个vector space,然后计算吗,就在这一步

  • tf(t in d) is the term frequency for term t in document d.

计算每一个term对doc的分数的时候,就是TF/IDF算法

  • idf(t) is the inverse document frequency for term t.
  • t.getBoost() is the boost that has been applied to the query (new).
  • norm(t,d) is the field-length norm, combined with the index-time field-level boost, if any. (new).

query normalization factor

代码语言:javascript复制
queryNorm = 1 / √sumOfSquaredWeights

sumOfSquaredWeights = 所有term的IDF分数之和,开一个平方根,然后做一个平方根分之1,主要是为了将分数进行规范化 --> 开平方根,首先数据就变小了 --> 然后还用1去除以这个平方根,分数就会很小 --> 1.几 / 零点几分数就不会出现几万,几十万,那样的离谱的分数


query coodination

奖励那些匹配更多字符的doc更多的分数

Document 1 with hello → score: 1.5 Document 2 with hello world → score: 3.0 Document 3 with hello world java → score: 4.5

Document 1 with hello → score: 1.5 * 1 / 3 = 0.5 Document 2 with hello world → score: 3.0 * 2 / 3 = 2.0 Document 3 with hello world java → score: 4.5 * 3 / 3 = 4.5

把计算出来的总分数 * 匹配上的term数量 / 总的term数量,让匹配不同term/query数量的doc,分数之间拉开差距


field level boost

权重相关的设置,权重越大,相关度分数越高

0 人点赞