隨著對(duì)話(huà)系統(tǒng)和推薦系統(tǒng)的快速發(fā)展，新方向——對(duì)話(huà)推薦系統(tǒng)（Conversational Recommender System，簡(jiǎn)稱(chēng)CRS）也開(kāi)始了蓬勃發(fā)展，其關(guān)注于如何通過(guò)基于自然語(yǔ)言的對(duì)話(huà)來(lái)獲得用戶(hù)的意圖和偏好，以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)推薦。但是現(xiàn)有的CRS相關(guān)數(shù)據(jù)集和模型在建模場(chǎng)景、最終目標(biāo)和使用技術(shù)等方面存在一定差異，使得研究者們很難對(duì)這些模型進(jìn)行統(tǒng)一的評(píng)測(cè)對(duì)比。對(duì)于科研新手來(lái)說(shuō)，更是難以在這些模型和數(shù)據(jù)集中抉擇并快速搭建CRS系統(tǒng)。

為幫助各位道友“快樂(lè)+快速”上手研究對(duì)話(huà)推薦任務(wù)，我們（中國(guó)人民大學(xué)AI BOX團(tuán)隊(duì)）推出了開(kāi)源項(xiàng)目CRSLab——一個(gè)用于構(gòu)建對(duì)話(huà)推薦系統(tǒng)（CRS）的開(kāi)源工具包，在這里我們致力于幫您實(shí)現(xiàn)一鍵復(fù)現(xiàn)，快速開(kāi)發(fā)，自動(dòng)評(píng)測(cè)的一條龍服務(wù)，相關(guān)代碼和對(duì)應(yīng)論文目前也已經(jīng)開(kāi)源。

目前為止，我們支持以下幾大功能，還有更多好玩的功能正在路上！

便捷的使用方法：新手別害怕，CRSLab提供了簡(jiǎn)單而靈活的配置，快速調(diào)用分分鐘的事；

6個(gè)數(shù)據(jù)集和18個(gè)模型：各種數(shù)據(jù)預(yù)處理已幫您完成，各種新模型也適配完畢，任君取用；

多樣的評(píng)測(cè)方式：各個(gè)自動(dòng)的評(píng)測(cè)指標(biāo)都已經(jīng)幫您實(shí)現(xiàn)，甚至還有人機(jī)交互的接口哦；

通用和可擴(kuò)展的框架：還不滿(mǎn)意？框架給您搭好，函數(shù)接口給您安排上，想怎么玩就怎么玩；

論文地址：https://arxiv.org/pdf/2101.00939.pdf

項(xiàng)目GitHub地址：https://github.com/RUCAIBox/CRSLab

懶人一鍵安裝：pip install crslab

特性介紹

CRSLab完全基于 PyTorch 實(shí)現(xiàn)、主要面向研究者使用，其具有以下四大特性。

通用和可擴(kuò)展的結(jié)構(gòu)

我們?cè)O(shè)計(jì)了通用和可擴(kuò)展的結(jié)構(gòu)來(lái)統(tǒng)一各種對(duì)話(huà)推薦數(shù)據(jù)集和模型，并集成了多種內(nèi)置接口和函數(shù)以便于快速開(kāi)發(fā)。其具體框架如下所示：

圖片: CRSLab 的總體架構(gòu)

其中Configuration模塊提供了針對(duì)用戶(hù)的接口，用戶(hù)可以通過(guò)簡(jiǎn)單的命令行操作或修改給出的config文件，即可實(shí)現(xiàn)快速調(diào)用不同的CRS模型！Data，Model和Evaluator模塊中集成了多個(gè)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)集，模型和評(píng)測(cè)方案，省去了用戶(hù)自行復(fù)現(xiàn)的時(shí)間。Utilities中集成了多個(gè)常用的功能函數(shù)，可以幫助用戶(hù)快速?gòu)男麓罱ㄒ粋€(gè)新的對(duì)話(huà)推薦系統(tǒng)！

全面的基準(zhǔn)模型和數(shù)據(jù)集

在CRSLab中，我們集成了常用的 6 個(gè)數(shù)據(jù)集和 18 個(gè)模型。這6個(gè)數(shù)據(jù)集均為常用的人工標(biāo)注數(shù)據(jù)集，但是其在任務(wù)定義、領(lǐng)域等方面存在差異。我們對(duì)其進(jìn)行了預(yù)處理以得到統(tǒng)一的格式，并努力使其支持更多的先進(jìn)模型，這些預(yù)處理包括：推薦商品抽取、實(shí)體鏈接、BPE分詞等。我們提供了預(yù)處理后數(shù)據(jù)的下載鏈接以方便用戶(hù)使用，如下為這些數(shù)據(jù)集的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：

我們將對(duì)話(huà)推薦任務(wù)主要拆分成三個(gè)子任務(wù)：推薦任務(wù)（生成推薦的商品），對(duì)話(huà)任務(wù)（生成對(duì)話(huà)的回復(fù)）和策略任務(wù)（規(guī)劃對(duì)話(huà)推薦的策略）。其中所有的對(duì)話(huà)推薦系統(tǒng)都具有對(duì)話(huà)和推薦任務(wù)，它們是對(duì)話(huà)推薦系統(tǒng)的核心功能，而策略任務(wù)是一個(gè)輔助任務(wù)，其致力于更好的控制對(duì)話(huà)推薦系統(tǒng)，在不同的模型中的實(shí)現(xiàn)也可能不同（如TG-ReDial采用一個(gè)主題預(yù)測(cè)模型，DuRecDial中采用一個(gè)對(duì)話(huà)規(guī)劃模型等）

在CRSLab中，我們實(shí)現(xiàn)了18 個(gè)模型，覆蓋CRS、推薦、對(duì)話(huà)和策略模型四種類(lèi)別，其中CRS模型是指同時(shí)對(duì)推薦和對(duì)話(huà)任務(wù)（甚至策略任務(wù)）進(jìn)行建模的融合模型，其可以利用這些任務(wù)以相互增強(qiáng)彼此的表現(xiàn)；而其他模型則只針對(duì)于某一個(gè)子任務(wù)。這些模型中還包括一些已經(jīng)在CRS任務(wù)上表現(xiàn)較好的前沿模型，如圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（GCN）和預(yù)訓(xùn)練模型（BERT 和 GPT-2）。下表為這些模型的相關(guān)信息：

多樣的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)測(cè)

我們支持一系列被廣泛使用的評(píng)估方式來(lái)測(cè)試和比較不同的 CRS。針對(duì)對(duì)話(huà)推薦中包含的各個(gè)子任務(wù)（推薦，對(duì)話(huà)，策略），我們分別設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)的評(píng)測(cè)方法，供直接用戶(hù)使用，如下表所示：

這里的推薦任務(wù)的若干指標(biāo)均為常用的基于排序的指標(biāo)；對(duì)話(huà)任務(wù)的指標(biāo)包括評(píng)估概率分布（PPL），關(guān)聯(lián)度（BLEU，Embedding）和多樣性（Distinct）的指標(biāo)；由于對(duì)話(huà)推薦系統(tǒng)中的策略往往不盡相同，這里我們采用常用的Accuracy和Hit來(lái)進(jìn)行評(píng)估。

此外，我們還提供了人機(jī)交互接口，用戶(hù)可以直接通過(guò)特定的接口函數(shù)和命令和自己搭建的對(duì)話(huà)推薦系統(tǒng)進(jìn)行交互，進(jìn)而分析其中的的bad case等，也可以幫助初學(xué)者掌握系統(tǒng)的運(yùn)行流程。

便捷的使用方法

我們?yōu)樾率痔峁┝撕?jiǎn)單而靈活的配置，以快速啟動(dòng)集成在 CRSLab 中的模型。對(duì)于已經(jīng)集成的模型和數(shù)據(jù)集，可以直接使用命令行進(jìn)行調(diào)用，使用以下命令，系統(tǒng)將依次完成數(shù)據(jù)的預(yù)處理，以及各模塊的訓(xùn)練、驗(yàn)證和測(cè)試，并得到指定的模型評(píng)測(cè)結(jié)果：

pythonrun_crslab.py--configconfig/kgsf/redial.yaml

如果您希望保存數(shù)據(jù)預(yù)處理結(jié)果與模型訓(xùn)練結(jié)果，可以使用如下命令：

pythonrun_crslab.py--configconfig/kgsf/redial.yaml--save_data--save_system

總的來(lái)說(shuō)，run_crslab.py有如下參數(shù)可供調(diào)用：

--config 或 -c：配置文件的相對(duì)路徑，以指定運(yùn)行的模型與數(shù)據(jù)集。

--save_data 或 -sd：保存預(yù)處理的數(shù)據(jù)。

--restore_data 或 -rd：從文件讀取預(yù)處理的數(shù)據(jù)。

--save_system 或 -ss：保存訓(xùn)練好的 CRS 系統(tǒng)。

--restore_system 或 -rs：從文件載入提前訓(xùn)練好的系統(tǒng)。

--debug 或 -d：用驗(yàn)證集代替訓(xùn)練集以方便調(diào)試。

--interact 或 -i：與你的系統(tǒng)進(jìn)行交互的對(duì)話(huà)。

如果希望調(diào)節(jié)模型或數(shù)據(jù)集的參數(shù)設(shè)置，可以直接對(duì)yaml文件進(jìn)行更改，其提供了相比較于命令行更方便的編輯功能，具體的各項(xiàng)參數(shù)定義在文檔中已經(jīng)給出。

安裝與使用

CRSLab 可以在以下幾種系統(tǒng)上運(yùn)行：

Linux

Windows 10

macOS X

CRSLab 需要在 Python 3.6 或更高的環(huán)境下運(yùn)行。CRSLab 要求 torch 版本在 1.4.0 及以上，如果用戶(hù)想在 GPU 上運(yùn)行 CRSLab，請(qǐng)確保你的 CUDA 版本或者 CUDAToolkit 版本在 9.2 及以上。

提醒：因?yàn)橛脩?hù)可能會(huì)因?yàn)槲凑_配置PyTorch，PyTorch Geometric等環(huán)境而導(dǎo)致無(wú)法使用，這里我們提供了詳細(xì)的從零開(kāi)始的安裝流程，確保大家能夠順利安裝。

安裝 PyTorch

使用 PyTorch 本地安裝命令或者先前版本安裝命令安裝 PyTorch，比如在 Linux 和 Windows 下：

#CUDA10.1 pipinstalltorch==1.6.0+cu101torchvision==0.7.0+cu101-fhttps://download.pytorch.org/whl/torch_stable.html #CPUonly pipinstalltorch==1.6.0+cputorchvision==0.7.0+cpu-fhttps://download.pytorch.org/whl/torch_stable.html

安裝完成后，如果你想在 GPU 上運(yùn)行 CRSLab，請(qǐng)確保如下命令輸出True：

$python-c"importtorch;print(torch.cuda.is_available())" >>>True

安裝 PyTorch Geometric

確保安裝的 PyTorch 版本至少為 1.4.0：

$python-c"importtorch;print(torch.__version__)" >>>1.6.0

找到安裝好的 PyTorch 對(duì)應(yīng)的 CUDA 版本：

$python-c"importtorch;print(torch.version.cuda)" >>>10.1

安裝相關(guān)的包：

pipinstalltorch-scatter-fhttps://pytorch-geometric.com/whl/torch-${TORCH}+${CUDA}.html pipinstalltorch-sparse-fhttps://pytorch-geometric.com/whl/torch-${TORCH}+${CUDA}.html pipinstalltorch-cluster-fhttps://pytorch-geometric.com/whl/torch-${TORCH}+${CUDA}.html pipinstalltorch-spline-conv-fhttps://pytorch-geometric.com/whl/torch-${TORCH}+${CUDA}.html pipinstalltorch-geometric

其中${CUDA}和${TORCH}應(yīng)使用確定的 CUDA 版本（cpu，cu92，cu101，cu102，cu110）和 PyTorch 版本（1.4.0，1.5.0，1.6.0，1.7.0）來(lái)分別替換。比如，對(duì)于 PyTorch 1.6.0 和 CUDA 10.1，輸入：

pipinstalltorch-scatter-fhttps://pytorch-geometric.com/whl/torch-1.6.0+cu101.html pipinstalltorch-sparse-fhttps://pytorch-geometric.com/whl/torch-1.6.0+cu101.html pipinstalltorch-cluster-fhttps://pytorch-geometric.com/whl/torch-1.6.0+cu101.html pipinstalltorch-spline-conv-fhttps://pytorch-geometric.com/whl/torch-1.6.0+cu101.html pipinstalltorch-geometric

安裝 CRSLab

gitclonehttps://github.com/RUCAIBox/CRSLab&&cdCRSLab pipinstall-e.

快速測(cè)試

從 GitHub 下載 CRSLab 后，可以使用提供的腳本進(jìn)行簡(jiǎn)單的測(cè)試：

pythonrun_crslab.py--configconfig/kgsf/redial.yaml

系統(tǒng)將依次完成數(shù)據(jù)的預(yù)處理，以及各模塊的訓(xùn)練、驗(yàn)證和測(cè)試，并得到指定的模型評(píng)測(cè)結(jié)果。

結(jié)果展示

我們?cè)?TG-ReDial 數(shù)據(jù)集上對(duì)模型進(jìn)行了訓(xùn)練和測(cè)試，并記錄了在三個(gè)任務(wù)上的評(píng)測(cè)結(jié)果。其中效果最好的模型是基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的KGSF和基于預(yù)訓(xùn)練的TG-ReDial模型。

推薦任務(wù)

生成任務(wù)

策略任務(wù)

未來(lái)展望

對(duì)話(huà)推薦系統(tǒng)在未來(lái)肯定還會(huì)有更多工作，而且我們的CRSLab也有許多需要繼續(xù)完善的地方。我們AI BOX團(tuán)隊(duì)將會(huì)持續(xù)開(kāi)發(fā)維護(hù)CRSLab，保持版本穩(wěn)定，并不斷加入更多更新的模型和數(shù)據(jù)集。期待各位讀者能夠提供寶貴意見(jiàn)。

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：CRSLab：可能是最適合你的對(duì)話(huà)推薦系統(tǒng)開(kāi)源庫(kù)

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