NDCG 比较的介绍

说到NDCG就需要从CG开始说起。
CG(cumulative gain,累计增益)可以用于评价基于打分/评分的个性推荐系统。
假设我们推荐k个物品,这个推荐列表的CG_k
计算公式如下:
CG_k=\sum_{i=1}^k \text{rel}_i.

rel_i表示第i个物品(i的取值范围为从1~k)的相关性或者评分。
假设我们共推荐k个电影,rel_i可以是用户对第i部电影的评分。
比如豆瓣给用户推荐了五部电影:M1,M2,M3,M4,M5,
该用户对这五部电影的评分分别是 :5, 3, 2, 1, 2
那么这个推荐列表的CG等于CG_5=5+3+2+1+2=13.

CG没有考虑推荐的次序,在此基础之后我们引入对物品顺序的考虑,就有了DCG(discounted CG),折扣累积增益。
公式如下:
DCG_k=\sum_{i=1}^k \frac{2^{\text{rel}_i}-1}{\log_2(i+1)}.
比如豆瓣给用户推荐了五部电影:M1,M2,M3,M4,M5,
该用户对这五部电影的评分分别是:5, 3, 2, 1, 2
那么这个推荐列表的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

DCG没有考虑到推荐列表和每个检索中真正有效结果个数,所以最后我们引入NDCG(normalized discounted CG),顾名思义就是标准化之后的DCG。
NDCG_k=\frac{DCG_k}{IDCG_k}

其中IDCG是指ideal DCG,也就是完美结果下的DCG。
继续上面的例子,如果相关电影一共有7部M1,M2,M3,M4,M5,M6,M7
该用户对这七部电影的评分分别是
5, 3, 2, 1, 2 , 4, 0
把这7部电影按评分排序
5, 4, 3, 2, 2, 1, 0
这个情况下的完美DCG是
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
NDCG是0到1的数,越接近1说明推荐越准确。

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