Deep models in industrial applications rely on thousands of features for accurate predictions, such as deep recommendation systems. While new features are introduced to capture evolving user behavior, outdated or redundant features often remain, significantly increasing storage and computational costs. To address this issue, feature selection methods are widely adopted to identify and remove less important features. However, existing approaches face two major challenges: (1) they often require complex Hyperparameter (Hp) tuning, making them difficult to employ in practice, and (2) they fail to produce well-separated feature importance scores, which complicates straightforward feature removal. Moreover, the impact of removing unimportant features can only be evaluated through retraining the model, a time-consuming and resource-intensive process that severely hinders efficient feature selection. To solve these challenges, we propose a novel feature selection approach, Shuffle-Gate. In particular, it shuffles all feature values across instances simultaneously and uses a gating mechanism that allows the model to dynamically learn the weights for combining the original and shuffled inputs. Notably, it can generate well-separated feature importance scores and estimate the performance without retraining the model, while introducing only a single Hp. Experiments on four public datasets show that our approach outperforms state-of-the-art methods in selecting the top half of the feature set for model retraining. Moreover, it has been successfully integrated into the daily iteration of Bilibili's search models across various scenarios, where it significantly reduces feature set size and computational resource usage, while maintaining comparable performance.


翻译:工业应用中的深度学习模型(如深度推荐系统)依赖数千个特征以实现精准预测。尽管不断引入新特征以捕捉动态变化的用户行为,但过时或冗余的特征往往仍被保留,显著增加了存储与计算成本。为应对这一问题,特征选择方法被广泛采用以识别并移除重要性较低的特征。然而,现有方法面临两大挑战:(1)通常需要复杂的超参数调优,导致实际部署困难;(2)难以生成区分度良好的特征重要性分数,使得直接移除特征变得复杂。此外,移除不重要特征的影响只能通过重新训练模型来评估,这一过程耗时且资源密集,严重阻碍了高效特征选择。为解决这些挑战,我们提出一种新颖的特征选择方法ShuffleGate。该方法的核心在于同时对所有实例的特征值进行随机重排,并采用门控机制使模型能够动态学习原始输入与重排后输入的组合权重。值得注意的是,该方法仅需引入单个超参数,即可生成区分度良好的特征重要性分数,并在无需重新训练模型的情况下预估模型性能。在四个公开数据集上的实验表明,本方法在筛选前一半特征集进行模型重训练时,性能优于现有最优方法。此外,该方法已成功集成至Bilibili搜索模型在多场景下的日常迭代流程中,在保持可比性能的同时,显著降低了特征集规模与计算资源消耗。

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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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