推荐系统论文阅读（五十三)-基于多任务模型的蒸馏召回模型

论文：

论文题目：《Distillation based Multi-task Learning: A Candidate Generation Model for Improving Reading Duration》

论文地址：https://arxiv.org/pdf/2102.07142.pdf

中间因为工作原因断更了几个月，今天我们来重新阅读一篇关于蒸馏的论文吧，刚好笔者最近一直在做蒸馏相关的任务。

一 、背景

在qq看点中，用户可能会被一些标题党吸引住，这就造成了用户的点击率很高，但是浏览体验不是很好。通常要解决这种任务，就会同时对ctr任务和浏览时长任务进行建模，也就是用多任务学习的框架来建模。

多任务建模有两个挑战：

1）那些没有发生点击行为的样本，也就是0阅读时长的样本，这些样本没有被电击过，我们不能简单的当成负样本，有可能是用户压根就没有见过这些样本。如果简单把这些样本全部当成负样本，可能就会导致有偏的预估。

2）在召回阶段，一般很少进行多任务的学习，尤其是双塔模型，因为召回阶段通常是ann的方式生成候选集合，多个任务难以使用ann，多任务模型的如何利用同一份双塔来建模多个任务呢？这也是一个挑战。

为了解决以上两个问题，qq看点就提出了基于多任务模型框架的蒸馏模型，并运用到召回任务中，下面我们一起来看看细节吧。

二 、模型结构

先来看看模型的整体结构：

熟悉蒸馏的人都知道，如果要在粗排或者召回任务里去使用蒸馏，有几种方式，第一种是精排模型同召回一起训练，然后用精排的预估分数作为softlabel来蒸馏召回的logits，第二种是精排模型不跟召回一起训练，而是通过线上直接把打点的分数埋下来后在来蒸馏召回。

两种方法都可以，如果说想节约训练时间，可以直接同时训练两个模型，也可以用两阶段训练的方式。

我们现在回过来看这个模型结构图，先来看左边的网络，左边是精排的多任务模型，采用的结构是MMoE，关于MMoE，这里不在进行细说，感兴趣的可以自己去搜一下之前的文章。

精排模型建模的是ctr任务和cvr任务，这qq看点中的cvr任务被定义为浏览时长，也就是说浏览时长的建模这时候并不是一个回归任务了，而是分类任务，正样本选取浏览时间超过30s的样本，负样本选取浏览时长小于30s的样本。也就是说我们通过一个阈值，把用户的浏览时长任务转变成了分类任务，所以就有了模型结构中的Pctr和Pcvr这两个分数。

其实精排模型的思想跟ESMM类似，通过建模ctr和ctcvr任务来间接的优化cvr任务，看点这篇文章也是通过这个方法来建模的，关于ESMM和MMoE这里不在进行赘述，直接给出下面的公式：

ctr的向量

cvr的向量：

ctr和cvr的分数：

ctcvr分数的计算：

模型的浏览时长任务loss：

模型的ctr任务的loss：

模型的总loss：

好了，现在我们回到整个模型的框架里，左边是teacher网络，右边呢自然是student网络，student网络是一个双塔结构，前面我们已经说了，在召回模型里，很难来直接建模多个任务，一般都是ctr跟cvr两个双塔模型。如果，我们能够将精排模型的ctcvr分数直接对召回模型的logits直接进行蒸馏，这样就能让召回模型学习到了点击和浏览时长这两个任务来。

有一个重要的点，我们必须要明确，蒸馏必须是在同一个人任务里做蒸馏，也就是说我们的teacher的分数如果是ctcvr的话，那么召回的任务也只能是ctcvr，不能拿ctcvr的分数去蒸馏召回的ctr分数。所以可以看到召回分数也是ctcvr的预测分数，label是精排的logits，loss计算为：

ps：我觉得上面的损失好像少个log？

模型的总loss为：

三、实验结果