特許 7522157 情報検索のためのスパース表現を生成するニューラルランキングモデル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-16

(45)【発行日】2024-07-24

(54)【発明の名称】情報検索のためのスパース表現を生成するニューラルランキングモデル

(51)【国際特許分類】

   G06F 16/338 20190101AFI20240717BHJP

【ＦＩ】

G06F16/338

【請求項の数】 34

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022109749

(22)【出願日】2022-07-07

(65)【公開番号】P2023099283

(43)【公開日】2023-07-12

【審査請求日】2022-09-02

(31)【優先権主張番号】63/266194

(32)【優先日】2021-12-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/804983

(32)【優先日】2022-06-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 ＮＥＵＲＡＬ ＲＡＮＫＩＮＧ ＭＯＤＥＬ ＦＯＲ ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＳＰＡＲＳＥ ＲＥＰＲＥＳＥＮＴＡＴＩＯＮＳ ＦＯＲ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＲＥＴＲＩＥＶＡＬ ［ｏｎｌｉｎｅ］， ネイバー コーポレーション， ２０２１年７月８日， Ｉｎｔｅｒｎｅｔ＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐｓ：／／ｅｕｒｏｐｅ．ｎａｖｅｒｌａｂｓ．ｃｏｍ／ｂｌｏｇ／ｓｐｌａｄｅ－ａ－ｓｐａｒｓｅ－ｂｉ－ｅｎｃｏｄｅｒ－ｂｅｒｔ－ｂａｓｅｄ－ｍｏｄｅｌ－ａｃｈｉｅｖｅｓ－ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ－ａｎｄ－ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ－ｆｉｒｓｔ－ｓｔａｇｅ－ｒａｎｋｉｎｇ／＞

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】505205812

【氏名又は名称】ネイバー コーポレーション

【氏名又は名称原語表記】ＮＡＶＥＲ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】ステファン クリンシャン

(72)【発明者】

【氏名】ティボー フォーマル

(72)【発明者】

【氏名】カルロス ラサンス

(72)【発明者】

【氏名】ベンジャミン ピウォワースキ

【審査官】早川 学

(56)【参考文献】

【文献】FORMAL, Thibault et al.，“SPLADE v2: Sparse Lexical and Expansion Model for Information Retrieval” [online]，Cornell University，2021年09月21日，pp.1-6，[検索日:2023.09.26], doi: 10.48550/arXiv.2109.10086

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ １６／００－１６／９５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ニューラル情報検索モデルのランカーで語彙に対する入力シーケンスの表現を提供するためのプロセッサおよびメモリを備えたコンピュータによって実現される方法であって、
前記方法は、
埋め込み入力シーケンスを提供するために、少なくとも前記語彙に基づいてトークン化された入力シーケンスの各トークンを埋め込む段階、
前記埋め込み入力シーケンスの各トークンと関連して、前記語彙に対する各トークンの重要度の予測を決定する段階、
前記語彙に対する各トークンの重要度に対して、ラジカル関数である活性化関数を用いる活性化を実行することにより、前記語彙に対する入力シーケンスの表現として前記入力シーケンスの予測された用語重要度を取得する段階、および
前記ニューラル情報検索モデルの前記ランカーにおいて、前記語彙に対する前記入力シーケンスの前記表現として前記入力シーケンスの前記予測された用語重要度を出力する段階
を含み、
前記埋め込む段階および前記予測を決定する段階は、事前訓練済みの言語モデルによって実行される
方法。

【請求項2】

前記語彙を使用して受信されたクエリをトークン化する段階、
複数の候補シーケンスそれぞれに対するランキング点数を決定する段階、
前記決定されたランキング点数に基づいて前記複数の候補シーケンスをランキング化する段階、および
最高ランキングを有する候補文書のサブセットを検索する段階
をさらに含み、
前記候補シーケンスは、候補文書とそれぞれ関連し、
前記ランキング化する段階は、
前記トークン化されたクエリの各語彙トークンに対して、前記候補シーケンスに対する出力予測用語重要度（ｏｕｔｐｕｔ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ｔｅｒｍ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ）を決定する段階、および
前記決定された出力予測用語重要度を結合する段階を含む、
請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記ランカーは、前記ニューラル情報検索モデルの第１段階にあり、
前記ニューラル情報検索モデルは、リランカー段階（ｒｅ－ｒａｎｋｅｒ ｓｔａｇｅ）である第２段階をさらに含む、
請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記入力シーケンスに対する出力予測用語重要度と複数の候補シーケンスそれぞれに対して予め決定された予測用語重要度（ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ｔｅｒｍ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ）を比較する段階であって、前記候補シーケンスは候補文書とそれぞれ関連する、段階、
前記比較する段階に基づいて前記複数の候補シーケンスをランキング化する段階、および
最高ランキングを有する前記候補文書のサブセットを検索する段階
をさらに含む、
請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記比較する段階は、前記入力シーケンスの出力予測用語重要度と前記複数の候補シーケンスそれぞれに対する前記予測用語重要度の間の内積を計算する段階を含む、
請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記トークン化された入力シーケンスの各トークンを埋め込む段階は、コンテキスト埋め込みトークン（ｃｏｎｔｅｘｔ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｔｏｋｅｎｓ）を提供するために、少なくとも語彙および前記入力シーケンス内のトークンの位置に基づく、
請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記予測を決定する段階は、
前記埋め込み入力シーケンスの各トークンに関する前記語彙の各トークンの重要度を予測するために、少なくとも１つのロジット関数（ｌｏｇｉｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を使用して前記コンテキスト埋め込みトークンを変換する段階を含む、
請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記少なくとも１つのロジット関数は、活性化および正規化層をそれぞれ含む１つ以上の線形層によって提供され、
前記１つ以上の線形層は、前記埋め込み入力シーケンスの各語彙トークンを有する変換（ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）とトークンレベルバイアス（ｔｏｋｅｎ－ｌｅｖｅｌ ｂｉａｓ）を結合する、
請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記事前訓練済みの言語モデルは、トランスフォーマーアキテクチャ（ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）を含む、
請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記言語モデルは、マスキングされた言語モデリング方法によって予め訓練される、
請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記活性化を実行する段階は、
前記埋め込み入力シーケンスの各トークンに対して、前記決定された各トークンの重要度の正値性（ｐｏｓｉｔｉｖｉｔｙ）を保証するために、前記埋め込み入力シーケンスに対する前記語彙の決定されたトークン重要度にＲｅＬＵを適用する段階、および
前記ＲｅＬＵの結果に対して前記ラジカル関数を適用する段階
を含む、
請求項１に記載の方法。

【請求項12】

ニューラル情報検索モデルのランカーで語彙に対する入力シーケンスの表現を提供するためのプロセッサおよびメモリを備えるコンピュータによって実現されるニューラルモデルであって、
前記ニューラルモデルは、
コンテキスト埋め込みトークン（ｃｏｎｔｅｘｔ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｔｏｋｅｎｓ）を提供するために、埋め込み入力シーケンス内のコンテキスト特徴（ｃｏｎｔｅｘｔｕａｌ ｆｅａｔｕｒｅｓ）によってトークン化された入力シーケンスの各トークンを埋め込み、１つ以上の線形層を使用して前記コンテキスト埋め込みトークンを変換することによって前記語彙に対して前記埋め込み入力シーケンスの各トークンに関する重要度を予測するように構成される事前訓練済みの言語モデル層であって、前記トークン化された入力シーケンスは前記語彙を使用してトークン化される、言語モデル層、および
前記語彙に対する各トークンに関して予測された重要度を受信し、前記語彙に対する各トークンの重要度に対してラジカル関数である活性化関数を用いる活性化を実行することにより、前記語彙に対する前記入力シーケンスの予測された用語重要度を取得するように構成される表現層であって、前記表現層は、前記語彙に対する各トークンの重要度に対してラジカル関数である活性化関数を用いる活性化を実行するように構成された活性化層を含む、表現層、
を含み、
前記表現層は、前記ニューラル情報検索モデルのランカーにおいて、前記語彙に対する前記入力シーケンスの表現として前記入力シーケンスの予測された用語重要度を出力する、
ように前記コンピュータを動作させる、ニューラルモデル。

【請求項13】

前記入力シーケンスの予測された用語重要度は、文書を検索するために使用され、
前記事前訓練済みの言語モデル層は、前記入力シーケンス内のトークンの位置上に少なくとも部分的に基づいてトークン化された入力シーケンスの各トークンを埋め込むように追加で構成される、
請求項１２に記載のニューラルモデル。

【請求項14】

前記事前訓練済みの言語モデル層は、ＭＬＭ（Ｍａｓｋｅｄ Ｌａｎｇｕａｇｅ Ｍｏｄｅｌ）訓練方法によって予め訓練される、
請求項１２に記載のニューラルモデル。

【請求項15】

前記事前訓練済みの言語モデル層は、ＢＥＲＴ（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｅｎｃｏｄｅｒ Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｓ ｆｒｏｍ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ）モデルを含む、
請求項１２に記載のニューラルモデル。

【請求項16】

前記１つ以上の線形層それぞれは、活性化および正規化層を含むロジット関数（ｌｏｇｉｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を含み、
前記線形層は、前記埋め込み入力シーケンスの各語彙トークンを有する変換（ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）とトークンレベルバイアス（ｔｏｋｅｎ－ｌｅｖｅｌ ｂｉａｓ）を結合する、
請求項１２に記載のニューラルモデル。

【請求項17】

前記活性化層は、前記埋め込み入力シーケンスに対する前記語彙の決定されたトークン重要度の正値性（ｐｏｓｉｔｉｖｉｔｙ）を保証するために、前記決定されたトークン重要度にＲｅＬＵを適用し、前記ＲｅＬＵの結果に対して前記ラジカル関数を適用するように構成される
請求項１２に記載のニューラルモデル。

【請求項18】

前記ニューラルモデルは第１段階ランカー（ｆｉｒｓｔ－ｓｔａｇｅ ｒａｎｋｅｒ）に統合され、
前記第１段階ランカーは、
前記入力シーケンスに対して予測された用語重要度と前記ニューラルモデルによって生成される複数の候補シーケンスそれぞれに対して予測された用語重要度を比較し、
前記候補シーケンスは候補文書とそれぞれ関連し、
前記比較に基づいて前記複数の候補シーケンスをランキングし、
最高ランキングを有する文書のサブセットを検索するように追加で構成される、
請求項１２に記載のニューラルモデル。

【請求項19】

前記比較は、前記複数の候補シーケンスそれぞれに対して前記予測された用語重要度と出力予測用語重要度（ｏｕｔｐｕｔ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ｔｅｒｍ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ）の間の内積を計算することを含む、
請求項１８に記載のニューラルモデル。

【請求項20】

前記ニューラルモデルは、第１段階ランカーに統合され、
前記第１段階ランカーは、
前記ニューラルモデルを使用して複数の候補文書それぞれに対するランキング点数を決定し、
前記決定されたランキング点数に基づいて前記複数の候補文書をランキング化するように追加で構成され、
前記ランキング点数を決定する段階は、
前記語彙に対する各候補文書の表現を決定し、
前記ランキング点数を決定するために、前記決定された表現と受信した入力シーケンスの表現を比較し、
前記第１段階ランカーは、最高ランキングを有する前記候補文書のサブセットを検索するように追加で構成される、
請求項１２に記載のニューラルモデル。

【請求項21】

新たな入力シーケンスの表現は、前記ニューラルモデルを使用して決定される、
請求項２０に記載のニューラルモデル。

【請求項22】

新たな入力シーケンスの表現は、少なくとも前記語彙に対して前記新たな入力シーケンスをトークン化することによって決定される、
請求項２０に記載のニューラルモデル。

【請求項23】

前記語彙の各候補文書に対する表現を決定する段階は、オフラインで実行される、
請求項２０に記載のニューラルモデル。

【請求項24】

情報検索器のランカーで語彙に対する入力シーケンスの表現を提供するためのニューラルモデルを訓練するためのコンピュータ実現方法であって、
前記方法は、
前記ニューラルモデルを提供する段階であって、前記ニューラルモデルは、（ｉ）前記語彙を使用して入力シーケンスをトークン化するように構成されるトークナイザー層、（ｉｉ）少なくとも前記語彙に基づいて前記トークン化された入力シーケンスの各トークンを埋め込むように構成される入力埋め込み層、（ｉｉｉ）前記語彙に対する前記入力シーケンスの各トークンに対する重要度を予測するように構成される予測器層、および（ｉｖ）前記語彙に対する各トークンに対して前記予測された重要度を受信し、前記語彙に対する各トークンの重要度に対してラジカル関数である活性化関数を用いる活性化を実行することにより、前記語彙に対する前記入力シーケンスの予測された用語重要度を取得するように構成される表現層を備え、前記表現層は、前記入力シーケンスに対して予測された重要度のラジカル関数である活性化関数を用いる活性化を実行するように構成される活性化層を含む、段階、
前記ニューラルモデルのパラメータを初期化する段階、および
複数の文書を含むデータセットを使用して前記ニューラルモデルを訓練する段階
を含み、
前記ニューラルモデルを訓練する段階は、ランキング損失および少なくとも１つのスパース正規化損失を含む損失を共同で最適化し、
前記ランキング損失および／または前記少なくとも１つのスパース正規化損失は、加重値パラメータによって加重される、
方法。

【請求項25】

前記データセットは、複数の文書を含む、
請求項２４に記載の方法。

【請求項26】

前記データセットは、複数のクエリを含み、
各クエリに対して、前記クエリと関連する少なくとも１つの肯定（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）文書および前記クエリと関連しない少なくとも１つの否定（ｎｅｇａｔｉｖｅ）文書を含む、
請求項２４に記載の方法。

【請求項27】

前記訓練は、複数のバッチを使用し、
各バッチは複数のクエリを含み、各クエリに対してそれぞれは、前記クエリと関連する肯定文書、他のクエリと関連する肯定文書である少なくとも１つの否定文書、および前記バッチ内のいずれのクエリとも関連しない少なくとも１つのハード否定（ｈａｒｄ ｎｅｇａｔｉｖｅ）文書を含み、
前記少なくとも１つのハード否定文書は、モデルをサンプリングして生成される、
請求項２６に記載の方法。

【請求項28】

前記クエリと関連しない前記少なくとも１つのハード否定文書は、ランキングモデルによって生成される、
請求項２７に記載の方法。

【請求項29】

前記スパース正規化損失が各クエリおよび文書に対して計算され、それぞれは加重値パラメータによって加重される、
請求項２４に記載の方法。

【請求項30】

前記スパース正規化損失は、
前記ニューラルモデルによって生成されるスパース表現のｌ_１ノーム（ｎｏｒｍ）を最小化するためのｌ_１正規化損失、または
文書の点数を計算するための浮動小数点演算（ｆｌｏａｔｉｎｇ－ｐｏｉｎｔ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ）の平均数を緩和するためのＦＬＯＰＳ正規化損失のうちの１つ以上を含む、
請求項２４に記載の方法。

【請求項31】

生成された訓練トリプレット（ｔｒｉｐｌｅｔｓ）を使用して第１段階ランカーおよびリランカーを精製（ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ）訓練する段階であって、各トリプレットは、クエリ、関連句節、および非関連句節を含む、段階、
新たな訓練トリプレットを生成するために前記訓練された第１段階ランカーを使用する段階であって、前記生成されたトリプレットは、よりハードな否定（ｈａｒｄｅｒ ｎｅｇａｔｉｖｅｓ）を含む、段階、
前記生成された新たなトレーニングトリプレットから目的とする点数を生成するために前記訓練されたリランカーを使用する段階、および
前記生成された新たな訓練トリプレットおよび希望する点数を使用して第１段階ランカーを２次訓練する段階を含む、
請求項２４に記載の方法。

【請求項32】

前記２次訓練ははじめ（ｓｃｒａｔｃｈ）から始まる、
請求項３１に記載の方法。

【請求項33】

前記訓練はオフラインで実行される、
請求項３１に記載の方法。

【請求項34】

ニューラル情報検索モデルの第１段階ランカーの語彙に対する入力シーケンスの表現を提供する方法を実現するためのプロセッサおよびメモリによって実行可能な命令語が記録された非一時的コンピュータ読み取り可能な媒体であって、
前記方法は、
トークンの埋め込み入力シーケンスを提供するために、少なくとも前記語彙に基づいてトークン化された入力シーケンスの各トークンを埋め込む段階であって、前記トークン化された入力シーケンスは、前記語彙を使用してトークン化される、段階、
前記埋め込み入力シーケンスの各トークンと関連して、前記語彙に対する各トークンの重要度の予測決定段階、
前記語彙に対する各トークンの重要度に対してラジカル関数である活性化関数を用いる活性化を実行することにより、前記語彙に対する入力シーケンスの表現として前記入力シーケンスの予測された用語重要度を取得する段階、および
前記予測された用語重要度を出力する段階
を含み、
前記埋め込み段階および前記予測決定段階は、事前訓練済みの言語モデルによって実行される、
非一時的コンピュータ読み取り可能な媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に機械学習に関し、より詳細には、情報検索のためのランキングモデルなどのニューラル言語モデルを訓練するための方法およびシステムに関する。

【0002】

本出願は、２０２１年１２月３０日に出願された米国仮特許出願第６３／２６６，１９４号に対する優先権および利益を主張し、その出願全体が参照により本明細書に含まれる。

【背景技術】

【0003】

ニューラル情報検索（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒｅｔｒｉｅｖａｌ：ＩＲ）の場合、ランキングパイプラインの第１段階の検索器（ｆｉｒｓｔ－ｓｔａｇｅ ｒｅｔｒｉｅｖｅｒｓ）を改善すると有効である。例えば、ＢＯＷ（Ｂａｇ－ｏｆ－Ｗｏｒｄｓ）モデルは、依然として第１段階の検索のための強力なベースラインであるが、関連文書にクエリとして表示される用語が含まれていないこともあり、長くにわたって語彙の不一致問題に頭を抱えている。したがって、標準ＢＯＷアプローチを、学習した（ニューラル）ランカーに置き換えようとする取り組みが行われて来た。

【0004】

ＢＥＲＴ（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｅｎｃｏｄｅｒ Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｓ ｆｒｏｍ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ）モデルを基盤とする事前学習済み言語モデル（Ｌａｎｇｕａｇｅ Ｍｏｄｅｌｓ：ＬＭｓ）は、自然語処理（Ｎａｔｕｒａｌ Ｌａｎｇｕａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ：ＮＬＰ）や情報検索において作業を再ランキング（ｒｅ－ｒａｎｋｉｎｇ）するものとして人気が高まっている。ＬＭ基盤のニューラルモデルは、簡単な微調整によって様々な作業に適応する高い能力を示す。ＬＭベースのランキングモデルは、句節（ｐａｓｓａｇｅ）を再ランキングする作業に対して改善された結果を示した。しかし、ＬＭ基盤モデルは、効率性と拡張性の問題を抱えている。厳格な効率要求により、ＬＭ基盤のモデルは一般的に２段階のランキングパイプラインのリランカー（ｒｅ－ｒａｎｋｅｒｓ）だけに使用されていたが、第１段階の検索（または、候補の生成）は、逆インデックスに依存するＢＯＷモデルによって実行されていた。

【0005】

関連する計算のほとんどをオフラインで実行できる上に、オンラインでの推論が迅速な検索方法が求められている。効率的なＡＮＮ（Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ Ｎｅａｒｅｓｔ Ｎｅｉｇｈｂｏｒｓ）方法を使用して検索を実行するために密集（ｄｅｎｓｅ）埋め込みを学習することで優れた結果を招来したが、このような方法は用語一致を明示的にモデリングできないため、依然としてＢＯＷモデル（例えば、両タイプの信号を結合する）と結合されている。

【0006】

クエリと文書に対するスパース表現を学習することへの関心が高まっている。スパース表現を使用することで、モデルは、（潜在的な）用語の完全一致、逆インデックスの効率、解釈可能性など、ＢＯＷモデルから好ましい属性を継承することができる。さらに、ＩＲの標準拡張モデルと同様に、暗示的または明示上（潜在的な、コンテキスト化された）拡張メカニズムをモデリングすることにより、モデルは語彙の不一致を減らすことができる。

【0007】

ＢＥＲＴ Ｓｉａｍｅｓｅモデルを基盤とする高密度検索は、質疑応答および情報検索の作業における候補生成のための標準的なアプローチである。密集インデックスの代案として用語基盤のインデックスがある。例えば、標準ＢＯＷモデルを基盤として、Ｚａｍａｎｉ ｅｔ ａｌに開示されたＳＮＭＲでは、モデルが表現に対するＬ１正規化を使用してスパース高次元潜在空間に文書とクエリを埋め込んだ。しかしながら、ＳＮＲＭの有効性は、依然として制限的であった。

【0008】

より最近では、スパースアプローチに対して、事前訓練済みのＬＭから知識を移す試みが行われている。例えば、ＢＥＲＴを基盤とするＤｅｅｐＣＴ（Ｄａｉ ａｎｄ Ｃａｌｌａｎ，２０１９，Ｃｏｎｔｅｘｔ－Ａｗａｒｅ Ｓｅｎｔｅｎｃｅ／Ｐａｓｓａｇｅ Ｔｅｒｍ Ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ Ｆｏｒ Ｆｉｒｓｔ Ｓｔａｇｅ Ｒｅｔｒｉｅｖａｌ，ａｒＸｉｖ：１９１０．１０６８７［ｃｓ．ＩＲ］）は、ＢＯＷ用語加重値と類似し、完全な語彙空間で文脈化された用語加重値を学習することに重点を置いている。しかしながら、文書と関連する語彙が同じままであるため、このようなタイプのアプローチでは語彙の不一致を解決することができない。

【0009】

また他のアプローチとして、文書の拡張単語を予測するための生成方法を使用して文書を確張するものがある。文書拡張は、文書に新たな用語を追加することで、語彙の不一致を解消し、既存の用語を繰り返し、重要な用語をブーストすることで暗示的に加重値を再調整する。しかしながら、このような方法は、訓練の方式（クエリの予測）によって制限され、これによって本質的に間接的であり、進行が制限される。

【0010】

また他のアプローチとしては、文書の各用語によって暗示される語彙の各用語の重要性を予測するものがある。すなわち、文書またはクエリトークンと語彙のすべてのトークンとの間の相互作用行列を計算する。この次に、語彙の各用語、完全な文章、またはクエリの重要度加重値を計算する集計メカニズムを使用する。ただし、このような方法は、迅速な検索を提供するのに十分なほどスパースされていない表現を提供したり、最適でない性能を示したりする。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明の実施形態は、ニューラル情報検索モデルのランカーにおける語彙に対する入力シーケンスの表現を提供するためのプロセッサおよびメモリを備えたコンピュータによって実現される方法を提供する。前記入力シーケンスは、例えば、クエリまたは文書シーケンスであってよい。トークン化された入力シーケンスの各トークンは、トークンの埋め込み入力シーケンスを提供するために、少なくとも前記語彙に基づいて埋め込まれる。前記入力シーケンスは、前記語彙を使用してトークン化される。前記埋め込み入力シーケンスの各トークンに関して、前記語彙に対する各トークンの重要度（例えば、加重値）が予測される。前記入力シーケンスの予測された用語重要度は、前記埋め込み入力シーケンスに対して活性化を実行することにより、前記語彙に対する前記入力シーケンスの表現である。前記埋め込み段階および前記予測決定段階は、事前訓練済みの言語モデルによって実行される。前記用語重要度は、前記ニューラル情報検索モデルの前記ランカーの前記語彙に対する前記入力シーケンスの表現として出力される。

【0012】

他の実施形態は、ニューラル情報検索モデルのランカーにおける語彙に対する入力シーケンスの表現を提供するためのプロセッサおよびメモリを備えたコンピュータによって実現されるニューラルモデルを提供する。前記入力シーケンスは、例えば、クエリまたは文書シーケンスであってよい。事前訓練済みの言語モデル層は、前記語彙とコンテキストの特徴に基づいてトークン化された入力シーケンスの各トークンを埋め込み、１つ以上の線形層を使用してコンテキスト埋め込みトークンを変換することにより、前記語彙に対して埋め込み入力シーケンスの各トークンに関する重要度（例えば、加重値）を予測するように構成される。前記トークン化された入力シーケンスは、前記語彙を使用してトークン化される。表現層は、前記語彙に対する各トークンに対して予測された重要度を受信し、前記語彙に対する前記入力シーケンスの重要度（例えば、加重値）の表現を取得するように構成される。前記表現層は、埋め込み入力シーケンスに対して予測された重要度の下に凸な活性化を実行するように構成される活性化層を含んでよい。表現層は、前記ニューラル情報検索モデルの前記ランカーにおける前記語彙に対する前記入力シーケンスの予測された用語重要度を出力してよい。前記入力シーケンスの予測された用語重要度は、文書を検索するために使用されてよい。

【0013】

他の実施形態は、情報検索モデルのランカーにおける語彙に対する入力シーケンスの表現を提供するためのニューラルモデルの訓練のためのコンピュータ実現方法を提供する。前記訓練は、前記ランカーまたは前記ＩＲモデルのエンドツーエンド（ｅｎｄ－ｔｏ－ｅｎｄ）訓練の一部であってよい。前記ニューラルモデルは、（ｉ）前記語彙を使用して入力シーケンスをトークン化するように構成されるトークナイザー層、（ｉｉ）少なくとも前記語彙に基づいて、前記トークン化された入力シーケンスの各トークンを埋め込むように構成される入力埋め込み層、（ｉｉｉ）前記語彙に対する前記入力シーケンスの各トークンの重要度（例えば、加重値）を予測するように構成される予測器層、および（ｉｖ）前記語彙に対する各トークンに対して前記予測された重要度を受信し、前記語彙に対する前記入力シーケンスの予測された用語重要度（例えば、加重値）を取得するように構成される表現層を含む。前記入力埋め込み層と前記予測器層は、事前訓練済みの言語モデルで実現されてよい。前記表現層は、前記入力シーケンスに対して予測された重要度の下に凸な活性化を実行するように構成される活性化層を含んでよい。訓練方法の一例として、前記ニューラルモデルのパラメータが初期化され、前記ニューラルモデルは、複数の文書を含むデータセットを使用して訓練される。前記ニューラルモデルを訓練することにより、ランキング損失および少なくとも１つのスパース正規化損失を含む損失がともに最適化される。前記ランキング損失および／または少なくとも１つのスパース正規化損失は、加重値パラメータによって加重されてよい。

【0014】

追加の態様によると、本開示は、上述した態様に係る方法を実行するためのコード命令を含むコンピュータプログラム要素、および上述した実施形態および実施形態に係る方法を実行するためのコード命令を含むコンピュータプログラム要素が記録されているコンピュータ読み取り可能な媒体を提供する。本開示は、上述した実施形態および態様に係る方法を実行するためのコード命令語を使用して構成されるプロセッサをさらに提供する。

【0015】

本発明の他の特徴および利点は、添付の図面と併せて提示する明細書から明らかになるであろう。

【0016】

添付の図面は、実施形態の原理を説明する目的で明細書に含まれる。図面は、本発明を図示および説明した実施形態だけに制限したり、それらの実施および使用方法に制限したりするように解釈されてはならない。さらなる特徴および利点は、添付の図面に示した実施形態の説明から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0017】

図面に示した参照番号は、類似および／または同一の要素を識別するために再使用されることもある。

【図1】文書の情報検索（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒｅｔｒｉｅｖａｌ：ＩＲ）のためのプロセッサ基盤のシステムの一例を示した図である。

【図2】語彙に対する入力シーケンスの表現を提供するためのプロセッサ基盤の方法の一例を示した図である。

【図3】図２の方法を実行するためのニューラルランカーモデルの一例を示した図である。

【図4】文書を比較するための方法の一例を示した図である。

【図5】ニューラルランキングモデルに対する訓練方法の一例を示した図である。

【図6】クエリおよび文書に対する正規化加重値が異なるときの有効性（ＭＲＲ＠１０）および効率性（ＦＬＯＰＳ）間のトレードオフを示した図である。

【図7】文書と拡張用語の一例を示した図である。

【図8】多様な例示モデルの性能とＦＬＯＰＳの性能の対比例を示した図である。

【図9】例示的な方法を実現するためのアキテクチャの例を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

情報検索（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒｅｔｒｉｅｖａｌ：ＩＲ）では、ランキング（例えば、文書ランキング）のためのニューラルランカーモデルを提供することが好ましい。このようなモデルは、検索のために逆インデックスを使用するように十分に稀薄な（ベクトル）表現を生成することができ（これは、ＡＮＮ（Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ Ｎｅａｒｅｓｔ Ｎｅｉｇｈｂｏｒ）法などの方法よりも迅速かつ安定的であり、正確一致が可能）、密集埋め込みを使用したニューラルＩＲ表現と同等の性能を発揮する（例えば、ＭＲＲ（Ｍｅａｎ Ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ Ｒａｎｋ）やＮＤＣＧ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｄｉｓｃｏｕｎｔｅｄ Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ Ｇａｉｎ）などの性能メトリック側面において）。

【0019】

ニューラルランカーモデルの例として、ＢＥＲＴ（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｅｎｃｏｄｅｒ Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｓ ｆｒｏｍ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ）基盤のＬＭｓなどの訓練済み言語モデル（Ｌａｎｇｕａｇｅ Ｍｏｄｅｌｓ：ＬＭｓ）によって提供されるリッチ用語埋め込みと、逆インデックスに基づくＩＲに対する効率的なマッチングアルゴリズムを許容するスパース性を組み合わせることができる。ＢＥＲＴ基盤の言語モデルは、自然語処理（Ｎａｔｕｒａｌ Ｌａｎｇｕａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ：ＮＬＰ）作業で一般的に使用されており、本発明の例示的な実施形態でランキング化のために利用される。

【0020】

例示的なシステムおよび方法は、語彙に対する入力シーケンスの用語重要度を予測することにより、ＩＲのコンテキストで入力シーケンス（例えば、文書またはクエリ）のスパース表現（スパースベクトル表現またはスパース語彙拡張）を提供することができる。特に、このようなシステムおよび方法は、文書およびクエリの拡張認識表現を提供することができる。

【0021】

ＭＬＭ（Ｍａｓｋｅｄ Ｌａｎｇｕａｇｅ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ）方法などの自己管理事前トレーニング（ｓｅｌｆ－ｓｕｐｅｒｖｉｓｅｄ ｐｒｅｔｒａｉｎｉｎｇ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ）を使用して訓練される事前訓練済みのＬＭは、入力シーケンスのトークンに関する語彙（用語重要度）に対する入力シーケンスのための重要度（または、加重値）の予測を決定するために使用されてよい。語彙に対する入力シーケンスの予測された重要度を提供する最終的な表現は、一部の用語が支配的であることを防ぐために下に凸な関数を含む活性化を実行することによって取得することができる。下に凸な活性化関数の例としてログ飽和効果（ｌｏｇ－ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ）を提供するが、ラジカル関数（ｒａｄｉｃａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ）（例えば、ｓｑｒｔ（１＋ｘ））などの関数が使用されてもよい。

【0022】

ニューラルランカーモデルの一例として、生成された表現のスパース性を確保し、第１段階のランキングモデルの効率性（計算速度）と有効性（語彙拡張の品質）の両方を改善するために、一部のスパース正規化に基づいてさらに訓練されてよい。効率性と有効性のトレードオフは、加重値を使用して調整されてよい。

【0023】

下に凸な活性化および／またはスパース正規化は、学習されたバイナリゲーティングを必要とするＢＥＲＴアキテクチャに基づくモデルよりも改善された事項を提供することができる。他の特徴のうちでもスパース正規化により、ＢＯＷマスキングなどのハンドクラフトの（ｈａｎｄｃｒａｆｔｅｄ）スパース化戦略に依存することなく、エンドツーエンドのシングル段階トレーニング（ｓｉｎｇｌｅ－ｓｔａｇｅ ｔｒａｉｎｉｎｇ）が可能となる。

【0024】

ニューラルランキングモデルは、全体的な損失のスパース正規化と組み合わせることができるランキング損失を提供するために、他のクエリで一部のネガティブ（ｎｅｇａｔｉｖｅ）文書が含まれるバッチ内ネガティブサンプリング（ｉｎ－ｂａｔｃｈ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｓａｍｐｌｉｎｇ）を使用して訓練されてもよい。これとは対照的に、ＳｐａｒＴｅｒｍなどのランキングモデル（例えば、Ｂａｉｅｔａｌ．，２０２０．ＳｐａｒＴｅｒｍ：Ｌｅａｒｎｉｎｇ Ｔｅｒｍ ｂａｓｅｄ Ｓｐａｒｓｅ Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｆａｓｔ Ｔｅｘｔ Ｒｅｔｒｉｅｖａｌ．ａｒＸｉｖ：２０１０．００７６８［ｃｓ．ＩＲ］に開示）は、例えば、ＢＭ２５によって生成されるハードネガティブ（ｈａｒｄ ｎｅｇａｔｉｖｅｓ）だけを使用して訓練される。バッチ内ネガティブサンプリングを使用した訓練は、例示的なモデルの性能をより高めることができる。

【0025】

本明細書で開示する実験は、例えば、情報検索のための第１段階のランカーに使用される例示的なニューラルランキングモデルが、テストデータセットに対する他のスパース検索方法よりも優れた性能を発揮できると示しているが、最先端の密集検索方法に匹敵する結果を提供することができる。密集検索アプローチとは異なり、例示的なニューラルランキングモデルはスパース語彙拡張を学習することができるため、逆インデックス検索方法の利点を取得することができ、ＡＮＮ検索などの方法の必要性を回避することができる。

【0026】

本明細書の例示的な方法およびシステムは、用語加重値に対する下に凸な活性化関数と組み合わせて使用することができ、明示的なスパース正規化に基づいてニューラルランカーモデルに対する訓練をさらに提供することができる。これは、非常に希少な表現と、既存の稠密で希少な方法に匹敵する結果を提供する。例示的なモデルは簡単な方式で実現可能であり、単一段階でエンドツーエンド学習が可能である。スパース正規化の寄与は、効率性と有効性のトレードオフに影響を与える例示的な方法で制御することができる。

【0027】

図面を参照すると、図１は、検索エンジンを示してるが、これに制限されてはならず、文書の情報検索（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒｅｔｒｉｅｖａｌ：ＩＲ）のためのニューラルモデルを使用する例示的なシステム１００であってよい。クエリ１０２が第１段階検索器１０４に入力される。クエリの例としては、１つ以上の文書（任意の形式）、回答する質問、識別される項目などを提供するための検索要請または検索用語を含むが、これに制限されてはならない。第１段階検索器またはランカー１０４は、利用可能な文書のランキングを提供するためにクエリ１０２を処理し、最上位ランキング文書の第１セット１０６を検索する。この後、第２段階またはリランカー（ｒｅｒａｎｋｅｒ）１０８は、検索された最上位の文書のセット１０６を再ランキングしてランキングされた文書のセット１１０を出力するが、これは第１セット１０６よりも数が少ない場合がある。

【0028】

本発明の実施形態に係るニューラルランカーモデルの例は、図１に示すように、第２段階のリランカー１０８と組み合わせて、第１段階検索器（ｒｅｔｒｉｅｖｅｒ）またはランカー１０４に対するランキングを提供するために使用されてよい。第２段階リランカー１０８の例は、ハンドクラフト（ｈａｎｄｃｒａｆｔｅｄ）特徴に対するＬａｍｂｄａＭａｒｔ、ＲａｎｋＮＥＴ、またはＧＢＤＴなどのランク学習を実現するリランカーまたは単語埋め込み（例えば、ｗｏｒｄ２ｖｅｃ）を使用してニューラルネットワークモデルを実現するリランカーを含むが、これに制限されてはならない。ニューラルネットワーク基盤のリランカーは、ＤＳＳＭなどの表現を基盤としてよく、ＤＲＭＭ、Ｋ－ＮＲＭ、またはＤＵＥＴなどの相互作用を基盤としてよい。他の例示的な実施形態において、本発明の例示的なニューラルランカーモデルは、代案的または追加的に、第２段階のランカー１０８に対するランキングを提供してよい。他の実施形態において、例示的なニューラルランカーモデルは、独立型ランキング、好ましくは検索段階として使用されてよい。

【0029】

ニューラルランカーモデルの例としては、第１段階１０４、第２段階１０８、または独立型モデルとして使用されるかどうかにかかわらず、語彙に対する入力シーケンスの表現、例えばベクトル表現を提供してよい。語彙は、予め定められていてよい。入力シーケンスは、例えば、クエリ１０２のようなクエリシーケンス、クエリに基づいてランキングされるか追加で検索される文書シーケンス、または任意の他の入力シーケンスで実現されてよい。本明細書で使用される「文書（Ｄｏｃｕｍｅｎｔ）」とは、ベクトル空間で表されてよく、例示的な方法を使用してランキング化されるか追加で検索されるトークンの任意のシーケンスを広範囲に指すものである。クエリとは、１つ以上の文書のランキング化と検索に使用するため、にベクトル空間で表されるトークンのシーケンスを広範囲に指すものである。

【0030】

図２は、予め決定された語彙に対する入力シーケンスの表現を提供するための例示的な方法２００を示しており、非制限的な例示はＢＥＲＴ ＷｏｒｄＰｉｅｃｅ語彙

【0031】

【数1】

であり、このような表現は、ＩＲにおけるランキングおよび／または再ランキングに使用されてよい。図３は、方法２００を実行するために使用される例示的なニューラルランカーモデル３００を示している。ニューラルランカーモデル３００は、少なくとも１つのプロセッサおよび１つのメモリを備えた１つ以上のコンピュータによって実現されてよい。

【0032】

本明細書のニューラルランカーモデルの例は、教師あり（ｓｕｐｅｒｖｉｓｅｄ）クエリおよび／または文書拡張を提供することにより、入力シーケンス、例えばクエリまたは文書に対するスパース表現を直接予測することができる。例示的なモデルは、ＭＬＭ（Ｍａｓｋｅｄ Ｌａｎｇｕａｇｅ Ｍｏｄｅｌ）訓練方法などの教師なし方法を使用して訓練されたＬＭなどの事前訓練済みのＬＭを使用して拡張を実行してよいが、これに制限されてはならない。例えば、ニューラルランカーモデルは、ＭＬＭ（Ｍａｓｋｅｄ Ｌａｎｇｕａｇｅ Ｍｏｄｅｌ）で訓練されたＬＭ３２０のロジット（ｌｏｇｉｔｓ）（すなわち、非正規化出力）３０２に基づいて拡張を実行してよい。正規化は、スパース性を保証あるいは奨励するために例示的な検索器を訓練するために使用されてよい。

【0033】

事前訓練済みのＬＭの例は、ＢＥＲＴに基づいてよい。例えば、Ｄｅｖｌｉｎ ｅｔ ａｌ，２０１９，ＢＥＲＴ：Ｐｒｅ－ｔｒａｉｎｉｎｇ ｏｆ Ｄｅｅｐ Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ ｆｏｒ Ｌａｎｇｕａｇｅ Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ，ＣｏＲＲ ａｂｓ／１８１０．０４８０５（参照により本明細書に含まれる）に開示されているように、トランスフォーマ－基盤（ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ－ｂａｓｅｄ）の訓練方法および関連モデルのファミリーであり、これは２つの作業に対して予め訓練されるＭＬＭ（Ｍａｓｋｅｄ Ｌａｎｇｕａｇｅ Ｍｏｄｅｌ）作業と呼ばれるマスキングされたトークン予測と次の文章の予測である。このようなモデルは、各トークンが以前のトークンだけでなく、左側および右側すべてに対応するという点において双方向である。本明細書のニューラルランカーモデルの例は、ＢＥＲＴ基盤のモデルによって提供されるような事前訓練済みの言語モデルを活用することで、入力シーケンスに対する語彙（例えば、ＢＥＲＴ語彙空間またはその他の語彙空間）に対してトークンレベル重要度を予測し、語彙に対する入力シーケンスの予測された重要度を取得して入力シーケンスの表現を提供する。

【0034】

ニューラルランカーモデル３００によって受信された入力シーケンス３０１は、トークン化された入力シーケンスｔ_１・・・ｔ_Ｎ（３０６）を提供するために、予め決定された語彙（この例ではＢＥＲＴ語彙）を使用し、トークナイザー層（ｔｏｋｅｎｉｚｅｒ ｌａｙｅｒ）３０４によって２０２でトークン化される。トークン化された入力シーケンス３０６も、ＢＥＲＴ埋め込みで使用される＜ＣＬＳ＞（分類のために一部のＢＥＲＴ方法で使用される、入力シーケンスの前に追加される記号）および／または＜ＳＥＰ＞（分類器（ｓｅｐａｒａｔｏｒ）のために一部のＢＥＲＴ方法で使用される）などの１つ以上の特殊トークンを含んでよいが、これに制限されてはならない（分類器（ｓｅｐａｒａｔｏｒ）のために一部のＢＥＲＴ方法で使用される）
トークン－レベル重要度は２０６で予測される。トークン－レベル重要度は、入力シーケンスの各トークン（例えば、「ローカル」重要度）に関する語彙において各トークンの重要度（または加重値、または表現）を示す。例えば、トークン化された入力シーケンス３０６の各トークンは、コンテキスト埋め込みトークンｈ_１・・・ｈ_Ｎ（３１２）のシーケンスを提供するために２０８で埋め込まれてよい。トークン化された入力シーケンス３０６の各トークンの埋め込みは、例えば、語彙と入力シーケンス内のトークンの位置に基づいてよい。コンテキスト埋め込みトークンｈ_１・・・ｈ_Ｎ（３１２）は、埋め込み入力シーケンス内のトークンのコンテキスト特徴を表してよい。例示的なコンテキスト埋め込み２０８は、事前訓練済みのＬＭ３２０のＢＥＲＴ層３０８などのトランスフォーマ基盤の層に実現された１つ以上の埋め込み層を使用してよい。

【0035】

入力シーケンスのトークンレベル重要度は、コンテキスト埋め込みトークン３１２において２１０で語彙（例えば、ＢＥＲＴ語彙空間）に対して予測される。例えば、事前訓練済みのＬＭ３２０（例えば、ＭＬＭ方法を使用して訓練されたもの）のヘッド（ロジッド）３０２において、トークンレベル重要度分散層は、トークンの入力シーケンスの各トークンに対する語彙の各トークンの重要度（または、加重値）を予測するのに使用されてよい（すなわち、語彙空間における（入力シーケンス）トークンレベルまたはローカル表現３１０である）。例えば、ＭＬＭヘッド３０２は、それぞれが少なくとも１つのロジット関数を含む１つ以上の線形層を使用してコンテキスト埋め込みトークン３１２を変換し、埋め込み入力シーケンスの各トークンに関する語彙の各トークンの重要度（例えば、加重値または他の表現）を予測して語彙空間のトークン－レベル表現３１０を提供してよい。

【0036】

例えば、トークン化２０２後の入力クエリまたは文書シーケンス（例えば、ＷｏｒｄＰｉｅｃｅトークン化など）ｔ＝（ｔ_１，ｔ_２，．．．ｔ_Ｎ）と、埋め込み２０８後の該当のＢＥＲＴ埋め込み（または、ＢＥＲＴ類似モデル埋め込み）（ｈ_１，ｈ_２，．．．ｈ_ｎ）が考えられる。トークンｉ（入力シーケンスの）に対するトークンｊ（語彙）の重要度ｗ_ｉｊは、次の段階２１０で提供されてよい。

【0037】

【数2】

ここで、Ｅ_ｊは、トークナイザーとトークンに対するモデルパラメータｊ（すなわち、コンテキストを考慮せずにトークンｊを表すベクトル）によるＢＥＲＴ（または、ＢＥＲＴ類似モデル）入力埋め込みを示し、ｂ_ｊは、トークンレベルのバイアス（ｔｏｋｅｎ－ｌｅｖｅｌ ｂｉａｓ）を示し、ｔｒａｎｓｆｏｒｍ（・）は、例えば、Ｈｅｎｄｒｙｃｋｓ ａｎｄ Ｇｉｍｐｅｌ、ａｒＸｉｖ：１６０６．０８４１５，２０１６，ａｎｄ ａ ｎｏｒｍａｌｉｚａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ ＬａｙｅｒＮｏｒｍに開示されているように、ＧｅＬＵ（Ｇａｕｓｓｉａｎ ｅｒｒｏｒ Ｌｉｎｅａｒ Ｕｎｉｔ）活性化を使用する線形層を示す。ＧｅＬＵは、例えば、ｘ→ｘΦ（ｘ）によって提供されるか、ｔａｎｈ（・）関数で近似化されてよい（ガウス分布の分散が０になると、１が停留するＲｅＬＵ（Ｒｅｃｔｉｆｉｅｄ Ｌｉｎｅａｒ Ｕｎｉｔ）に到達するが、単位分散の場合はＧｅＬＵを取得する）。Ｔは、例えば、最終的に内積であることを示すための線形代数の転置演算に対応してよく、変換関数に含まれてよい。

【0038】

式（１）は、ＭＬＭ予測と等価である。したがって、例えば、事前訓練済みのＭＬＭモデル（または、他の事前訓練済みのＬＭ）から初期化することも可能である。

【0039】

入力シーケンス３１８の用語重要度（例えば、入力シーケンスに対するグローバル用語重要度）は、埋め込み入力シーケンスに対して下に凸な活性化関数を実行する表現層３２２を使用して活性化を実行することにより、語彙に対する入力シーケンスの重要度（例えば、加重値）の表現として段階２２０で予測される。段階２２０で予測される入力シーケンスの予測用語重要度は、入力シーケンスの長さとは関係ない。非制限的な例として、下に凸な活性化関数は、対数活性化関数またはラジカル関数（例えば、ｓｑｒｔ（１＋ｘ）関数、適切なスケーリングのためのマッピング

【0040】

【数3】

など）であってよい。

【0041】

例えば、入力シーケンス３１８の重要度の最終表現は、入力シーケンストークンに対する重要度予測器を結合（または、例えば最大化）し、用語加重値が正であることを保証するためのＲｅＬＵなどの活性化関数を適用した後、ログ関数のような下に凸な関数を適用して取得してよい。

【0042】

【数4】

上記のモデルの例は、一部の用語が支配的であることを防ぎ、（自然に）表現のスパース性を保証するログ飽和効果を提供する。ログ活性化は、例えば、Ｙａｎｇ Ｌｉｕ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒａｌ－Ｌｏｇａｒｉｔｈｍ－Ｒｅｃｔｉｆｉｅｄ Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ Ｎｅｕｒａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，ａｒＸｉｖ，２０１９，１９０８．０３６８２に開示されているコンピュータビジョンで使用されている。ログ飽和またはその他の下に凸な関数を使用すれば、一部の用語が支配的になることを防ぐことができるが、驚くべきことに、内在するスパース性がより改善され、正規化なしでスパースソリューションを得ることができる。

【0043】

段階２１２で出力される最終表現（すなわち、入力シーケンスの予測された用語重要度）は、クエリまたは文書を含む他のシーケンスからの表現と比較されるか、表現が語彙空間にあるため、シーケンスのトークン化を単純化してよい（例えば、語彙に対するクエリのトークン化は表現を提供することができる）。図４は、例示的な比較方法４００を示している。例えば、ニューラルランカーモデル３００またはトークナイザーによって提供されるようなランカー／トークナイザー４０４によって生成されるクエリ４０３の表現４０２は、例えば、ニューラルランカーモデル３００のようなニューラルランカーモデル（Ｒａｎｋｅｒ）４０８による文書コレクション４０６のためにオフラインで生成された複数の候補シーケンス４０５それぞれの表現と比較される。候補シーケンス４０５は、情報検索のための候補文書（または、それ自体が候補文書）とそれぞれ関連してよい。例示的な比較は、例えば、表現の間で内積を取ることを含んでよい。このような比較により、ランキング点数を提供することができる。この後、複数の候補シーケンス４０５は、ランキング点数に基づいてランキング化されてよく、文書４０６のサブセット（例えば、最高ランキングセット、ランキングに基づくサンプリングセットなど）が検索されてよい。このような検索は、情報検索方法の第１段階（ランキング）および／または第２段階（再ランキング）で実行されてよい。

【0044】

以下、ニューラルランカーモデル３００のための訓練方法の一例について説明する。一般的に、訓練は、モデルのパラメータ（加重値やバイアスなど）を初期化することから始まる。この後、予想された出力に対して与えられた入力に対してモデルが生成した出力結果を評価した後、繰り返し調整される。ニューラルランカーモデル３００を訓練するために、ニューラルモデルのパラメータを初期化してよい。ＭＬＭなどの事前訓練済みのＬＭのパラメータのような一部のパラメータが事前に訓練されてよいが、これに制限されてはならない。初期パラメータは、追加的または代案的に、例えば、任意の他の適切な方式によってランダム化するか初期化してよい。ニューラルランカーモデル３００は、複数の文書を含むデータセットを利用して訓練されてよい。データセットは、ニューラルランカーモデル３００を訓練するためにバッチで使用されてよい。データセットは、複数のクエリを含む複数の文書を含んでよい。クエリそれぞれに対して、データセットは、少なくとも１つの肯定文書（クエリと関連する文書）および少なくとも１つの否定文書（クエリと関連しない文書）をさらに含んでよい。否定文書には、データセット（または、該当のバッチ）のいかなるクエリとも関連しないハード否定文書および／または特定のクエリとは関連しないがデータセット（または、バッチ）の他のクエリとは関連する否定文書が含まれてよい。例えば、ランキングモデルを例に挙げることができるが、これに制限されないモデルをサンプリングすることによってハード文書が生成されてもよい。

【0045】

図５は、ＩＢＮ（Ｉｎ－Ｂａｔｃｈ Ｎｅｇａｔｉｖｅｓ）サンプリング戦略を適用するニューラルランキングモデル３００（図３に示す）のようなニューラルランキングモデル５００に対する訓練方法の一例を示している。式（２）からのｑおよびｄ表現５０２との間の内積から取得されたランキング点数をｓ（ｑ，ｄ）とする。バッチ内のクエリｑ_ｉが与えられれば、肯定文書、ｄ_ｉ ^＋（ハード）ネガティブ文書ｄ_ｉ ^－（例えば、ランキング関数をサンプリング、例えば、Ｍ２５サンプリングから持ってくる）、および他のクエリの肯定文書によって提供されるバッチの否定文書のセット｛ｄ_ｉ，ｊ ^－｝_ｊが与えられた場合、ランキング損失は、文書ｄ_ｉ ^＋、ｄ_ｉ ^－、および｛ｄ_ｉ，ｊ ^－｝_ｊのうちで関連性が高い文書ｄ_ｉ ^＋の確率を最大化したものと解釈されてよい。

【0046】

【数5】

例示的なニューラルランカーモデル５００は、式（３）の損失を最小化することによって訓練されてよい。

【0047】

さらに、ランキング損失は、スパース正規化を提供するために追加されてよい。スパース表現の学習は、ＳＮＲＭ（例えば、Ｚａｍａｎｉ ｅｔ ａｌ．，２０１８，ｆｒｏｍ ＮｅｕｒａｌＲｅ－Ｒａｎｋｉｎｇ ｔｏ Ｎｅｕｒａｌ Ｒａｎｋｉｎｇ：Ｌｅａｒｎｉｎｇ ａ Ｓｐａｒｓｅ Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｖｅｒｔｅｄ Ｉｎｄｅｘｉｎｇ，Ｉｎ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ２７ｔｈ ＡＣＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ（Ｔｏｒｉｎｏ，Ｉｔａｌｙ）（ＣＩＫＭ’１８）．Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，ＮＹ，ＵＳＡ，４９７－５０６）などの方法で適用された。ただし、掲示されたリストが均一に分布されるという保証はないため、表現のｌ_１ノーム（ｎｏｒｍ）を最小化しても最も効率的なインデックスは生成されない。これは、用語度数分布（ｔｅｒｍ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）のＺｉｐｆｉａｎ特性により、標準インデックスの場合はさらに該当する。

【0048】

均衡のあるインデックスを得るための、Ｐａｒｉａ ｅｔ ａｌ．，２０２０，Ｍｉｎｉｍｉｚｉｎｇ ＦＬＯＰｓ ｔｏ Ｌｅａｒｎ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｓｐａｒｓｅ Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｓ，ａｒＸｉｖ：２００４．０５６６５は、ＦＬＯＰＳ正規化器（ｒｅｇｕｌａｒｉｚｅｒ）、検索時間と直接関連する文書の点数を計算するのに必要となる浮動小数点演算の平均回数のスムーズな緩和を開示している。これは、トークンｊに対する活性化確率ｐ_ｊの持続的な緩和（すなわち、０でない加重値を有する）としてａｊを使用して定義され、

【0049】

【数6】

によるサイズＮのバッチ内の文書に対して予測される。これにより、次のような正規化損失が発生する。

【0050】

【数7】

これは、

【0051】

【数8】

が２乗されないという点において、ＳＮＲＭで使用されるｌ_１正規化とは異なる。したがって、ｌ_{ＦＬＯＰＳ}を使用すると、高い平均用語加重値が押し下げられ、より均衡のあるインデックスが生成される。

【0052】

モデルの一例として、スパース性、文書、およびクエリの希少な拡張認識表現に対する訓練、例えば、エンドツーエンド訓練を提供するために、上述した特徴のうちの少なくとも１つ以上を組み合わせてよい。例えば、モデルの一例は、ランキングおよび正規化損失を共同で最適化することにより、式（２）で提供するログ飽和モデルを学習してよい。

【0053】

【数9】

式（４）において、Ｌ_ｒｅｇは、スパース正規化（例えば、ｌ_１またはｌ_{ＦＬＯＰＳ}）である。クエリと文書に対するそれぞれ２つの固有な正規化加重値（λ_ｑおよび λ_ｄ）は、例示的な損失関数で提供されてよい。これにより、クエリのスパース性に追加の圧力を加えることができるため、迅速な検索に極めて有効となる。

【0054】

ニューラルランカーモデルは、有効性および／または効率性をより高めるためにプーリング方法を適用してもよい。例えば、上述したプーリングメカニズムを直接修正することにより、例示的なモデルは、有効性を大幅に向上させることができる。

【0055】

例示的な最大プーリング方法は、最大プーリング演算によって前記式（２）の和を変更してよい。

【0056】

【数10】

このような変更は、実験で立証されているように、向上した性能を提供することができる。

【0057】

また、クエリ拡張なしで例示的なモデルを確張して文書専用方法を提供することもできる。このようなモデルは、すべてをオフラインで事前に計算してインデキシングできると同時に競争力を維持する結果を提供することができるため、本質的により効果的である。このような方法は、最大プーリング演算と組み合わせてもよいし、個別に提供されてもよい。このような方法ではクエリの拡張や用語加重値がないため、語彙内のクエリのトークン化と（例えば、予め計算された）ニューラルランカーによって生成される文書の表現を比較することで、ランキング点数を単純に提供することができる。

【0058】

【数11】

他の変更例では、精製（ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ）を訓練方法に組み込んでよい。精製は、上述した例示的なモデルまたは訓練方法のうちの任意のものと組み合わせて提供されてもよいし、個別に提供されてもよい。精製の例は、Ｈｏｆｓｔａｔｔｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｎｅｕｒａｌ Ｒａｎｋｉｎｇ Ｍｏｄｅｌｓ ｗｉｔｈ Ｃｒｏｓｓ－Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ，ａｒＸｉｖ：２０１０．０２６６６，２０２０に開示された方法に基づいてよい。ＢＥＩＲゼロショットベンチマークだけでなく、ＭＳ ＭＡＲＣＯ句節ランキング作業において最先端に近い性能を発揮すると実験で立証されたように、精製技法は、例示的なモデル性能をより高めるために使用されてよい。

【0059】

精製訓練の例は、少なくとも２つの段階を含んでよい。第１段階では、例えば、本明細書で開示するような第１段階検索器と、本明細書で開示するような（非制限的な例示として、ＨｕｇｇｉｎｇＦａｃｅ，ｈｔｔｐｓ：／／ｈｕｇｇｉｎｇｆａｃｅ。ｃｏ／ｃｒｏｓｓ－ｅｎｃｏｄｅｒ／ｍｓで提供される）リランカーの両方は、例えば、Ｈｏｆｓｔａｔｔｅｒ ｅｔ ａｌ．，２０２０，Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｎｅｕｒａｌ Ｒａｎｋｉｎｇ Ｍｏｄｅｌｓ ｗｉｔｈ Ｃｒｏｓｓ－Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ．ａｒＸｉｖ：２０１０．０２６６６．に開示されているように、トリプレット（例えば、クエリｑ、関連句節ｐ^＋、および非関連句節ｐ^－）を使用して訓練される。第２段階では、精製で訓練されたサンプルモデルを使用することでハード否定トリプレットが生成され、目的とする点数を生成するためにリランカーが使用される。

【0060】

本明細書の実験において、ＳＰＬＡＤＥｍａｘと呼ばれるモデルは、このようなトリプレットと点数を使用して最初から訓練することができる。このような第２段階の結果は、精製モデルを提供し、その例は、本発明の実験においてＤｉｓｔｉｌＳＰＬＡＤＥｍａｘである。

【0061】

実験
第１実験セットにおいて、例示的なモデルは、完全なランキング設定でサンプルモデルが訓練され、ＭＳ ＭＡＲＣＯ句節ランキングデータセット（ｈｔｔｐｓ：／／ｇｉｔｈｕｂ．ｃｏｍ／ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ／ＭＳＭＡＲＣＯ－Ｐａｓｓａｇｅ－Ｒａｎｋｉｎｇ）で評価された。このようなデータセットには、約８８０万個の句節と短い注釈を使用した数十万個の訓練クエリが含まれている（クエリあたり平均１．１個の関連句節）。開発セット（ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｓｅｔ）には類似のラベルが付いた６９８０個のクエリが含まれているが、ＴＲＥＣ ＤＬ ２０１９評価セットは、４３個のクエリのセットに対して評価者が細分化した注釈を提供する。

【0062】

訓練、インデキシング、および検索
モデルは、ＢＥＲＴ基盤のチェックポイントで初期化された。モデルは、線形スケジューリング、６０００ステップのウオーミングアップを有する２ｅ^－５の学習速度、および１２４のバッチサイズを使用するＡＤＡＭ最適化プログラムによって訓練された。最高のチェックポイントは、１５０，０００回の訓練を繰り返した後、５００個のクエリの有効性検証セットに対して使用を維持した。実験が再ランキング作業で検証されたが、例示的な方法では他の検証が使用されてもよい。入力シーケンスの最大長は２５６と見なされた。

【0063】

訓練の初期段階で正規化器（ｒｅｇｕｌａｒｉｚｅｒ）の影響を緩和するために、Ｐａｒｉａ ｅｔ ａｌ．，２０２０に開示された方法にしたがい、λに対するスケジューラを使用して、各訓練の繰り返しにおいてλが一定に維持されるものから与えられた段階（実験において５０ｋ）までλを２次的に（ｑｕａｄｒａｔｉｃａｌｌｙ）増加させる。λに対する一般的な値は、１ｅ^－１と１ｅ^－４の間に該当する。インデックスを保存するために、Ｐｙｔｈｏｎ配列に基づくユーザ実現が使用された。Ｎｕｍｂａは検索の並列化に使用された。モデルは、３２ＧＢメモリを備えた４つのＴｅｓｌａ Ｖ１００ ＧＰＵを使用し、ＰｙＴｏｒｃｈおよびＨｕｇｇｉｎｇＦａｃｅトランスフォーマによって訓練された。

【0064】

評価
Ｒｅｃａｌｌ＠１０００は、ＭＳ ＭＡＲＣＯ開発セットおよびＴＲＥＣ ＤＬ ２０１９のそれぞれに対する公式マトリックＭＲＲ＠１０およびＮＤＣＧ＠１０と同様に、両方のデータセットに対して評価された。評価の焦点が第１検索段階にあるため、ＢＥＲＴを基盤としたリランカーは考慮されず、例示的な方法と第１段階ランカーだけを比較した。例示的な方法は、次のようなスパースアプローチと比較された。１）ＢＭ２５、２）ＤｅｅｐＣＴ、３）ｄｏｃ２ｑｕｅｒｙ－Ｔ５（Ｎｏｇｕｅｉｒａ ａｎｄ Ｌｉｎ，２０１９．Ｆｒｏｍ ｄｏｃ２ｑｕｅｒｙ ｔｏ ｄｏｃＴＴＴＴＴｑｕｅｒｙ）、４）ＳｐａｒＴｅｒｍ、および周知の密集アプローチＡＮＣＥ（Ｘｉｏｎｇ ｅｔ ａｌ．，２０２０，Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ Ｎｅａｒｅｓｔ Ｎｅｉｇｈｂｏｒ Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｃｏｎｔｒａｓｔｉｖｅ Ｌｅａｒｎｉｎｇ ｆｏｒ Ｄｅｎｓｅ Ｔｅｘｔ Ｒｅｔｒｉｅｖａｌ，ａｒＸｉｖ：２００７．００８０８［ｃｓ．ＩＲ］）、およびＴＣＴ－ＣｏｌＢＥＲＴ（Ｌｉｎ ｅｔ ａｌ．，２０２０，Ｄｉｓｔｉｌｌｉｎｇ Ｄｅｎｓｅ Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｒａｎｋｉｎｇ ｕｓｉｎｇ Ｔｉｇｈｔｌｙ－Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｔｅａｃｈｅｒｓ．ａｒＸｉｖ：２０１０．１１３８６［ｃｓ．ＩＲ］）。結果は各アプローチに対する開示から提供された。例示的なランキングパイプライン（ＳＴ語彙専用）で訓練された純粋語彙ＳｐａｒＴｅｒｍが含まれていた。ログ飽和の利点を説明するために、前記式（２）（ＳＴ ｅｘｐ－ｌ_１およびＳＴ ｅｘｐ－ｌ_{ＦＬＯＰＳ}）を使用する代わりに、バイナリゲーティング

【0065】

【数12】

を使用して訓練されたモデルに対する結果が追加された。スパースモデルの場合、クエリと文書の間の浮動小数点演算の平均数に対する予測値が表１に示されている。可能な場合、これは表現

【0066】

【数13】

と定義された。ここで、ｐ_ｊは、文書ｄまたはクエリｑのトークンｊに対する活性化確率である。これは、ＭＳ ＭＡＲＣＯコレクションに対する約１０万件の開発クエリのセットから経験的に予測された。

【0067】

下記の表１に結果を示した。全般的に、例示的なモデルは、他のスパース検索方法よりも大幅に優れており（ＴＲＥＣ ＤＬのｒｅｓｕｍｅ＠１０００は除く）、結果は現在の密集検索方法と競合することが観察された。

【0068】

例えば、ＳＴ語彙専用の例示的な方法は、拡張を使用するモデルを含むため、以前に報告されたＳｐａｒＴｅｒｍに対する結果だけでなく、ＤｅｅｐＣＴの結果よりも優れていた。追加のスパース拡張メカニズムにより、ＭＳ ＭＡＲＣＯ開発セット（例えば、ＳＴ ｅｘｐ－ｌ_１の場合、０．９６に近いＲｅｃａｌｌ＠１０００）に対する現在の最先端の密集アプローチに匹敵する結果を得ることができ、ＦＬＯＰＳの平均数が遥かに多い結果を得ることができた。

【0069】

拡張モデルにログ飽和効果を追加することにより、例示的な方法は、スパース性を大幅に向上させ、ＦＬＯＰＳをＢＯＷアプローチと同程度の水準まで減らした。最高の第１段階ランカーと比較した場合、性能を犠牲にすることはなかった。さらに、計算費用を減らすために、ｌ_１に対するＦＬＯＰＳ正規化の利点を観察した。ＳｐａｒＴｅｒｍとは対照的に、例示的な方法は、単一段階でエンドツーエンドで訓練された。例示的な方法は、ＡＮＣＥなどの密集ベースラインに比べてより簡単であり、近似的に最も近くに存在する隣接検索に依存しない。

【0070】

【表1】

図６は、有効性（ＭＲＲ＠１０）と効率性（ＦＬＯＰＳ）のトレードオフを示している。このとき、λ_ｑおよびλ_ｄは変化する（両方を変化させることは、プロットが滑らかでないことを意味する）。ＳＴ ｅｘｐ－ｌ_{ＦＬＯＰＳ}は、効率性の側面においてＢＯＷモデルおよび例示的な方法よりも遥かに低いことが観察された。その間、例示的な方法ＳＰＬＡＤＥ ｅｘｐ－ｌ_１、ＳＰＬＡＤＥ ｅｘｐ－ｌ_{ＦＬＯＰＳ}は、ｄｏｃ２ｑｕｅｒｙ－Ｔ５よりも性能が優れ、スパースＢＯＷモデルと同等の効率性レベルに達した。強く正規化されたモデルは、競争力のある性能を示した（例、ＦＬＯＰＳ＝０．０５、ＭＲＲ＠１０＝．０２９６）。さらに、ｌ_１に比べて、ｌ_{ＦＬＯＰＳ}によってもたらされる正規化効果は明らかであった（同じ水準の効率性に対して、後者の性能は常に低かった）。

【0071】

実験は、拡張がリコール（ｒｅｃａｌｌ）を増加させることにより、純粋語彙アプローチと関連して改善を提供することを実証した。まあらに、拡張正規化モデルから得られた表現はよりスパースだった（モデルは、関連のない次元は消し、有用な次元は活性化することにより、拡張と圧縮の均衡をとる方法を学習した）。１０，０００件の文書セットに対して、表１の結果は、一文書あたり平均２０個の用語が削除され、３２個の拡張用語が追加された。最も効率的なモデルの１つ（ＦＬＯＰＳ＝０．０５）では、平均３４個の用語が削除され、新たな拡張用語は５個だけだった。このような場合、表現は極度にスパースであった（文書とクエリにはそれぞれ平均１８個と６個の０でない値が含まれており、ディスクにインデックスを記録するために必要な容量は１．４ＧＢ未満であった）。

【0072】

図７は、文書と拡張用語の例を示している。図７は、例示的なニューラルモデルが重要度用語を強調し、情報内容のない用語（例えば、ｉｓなど）は削除する、用語再加重値を実行する作業の一例を示した図である。図７では、用語と関連する加重値は括弧内に示されている（文書で該当の用語が２番目に現れる場合は省略）。取り消し線は０に対して表示される。拡張は、形態素分析効果（例えば、ｌｅｇｓ→ｌｅｇ）を暗示的に追加するか、関連主題単語（例えば、ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）を追加することによって、例示的な文書を充実させる。

【0073】

上述した例示的な最大プーリング、文書エンコード、および精製特徴を使用し、ＭＳ ＭＡＲＣＯデータセットを使用して追加の実験が実行された。以下の表２は、表１と同様に、ＭＳ－ＭＡＲＣＯとＴＲＥＣ－２０１９に対する結果を示しており、修正されたモデルを使用した追加の実験の結果とさらに比較されている。図８は、図６と同様に、多様な正規化強度によって訓練された、修正されたモデルの例を含んでおり、多様な例示的なモデルとＦＬＯＰＳの対比性能を示している。

【0074】

【表2】

例示的なモデルのゼロショット性能は、ＢＥＩＲベンチマークのデータセットのサブセットを使用して検証され（例えば、Ｔｈａｋｕｒ ｅｔ ａｌ．，ＢＥＩＲ：Ａ Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｏｕｓ Ｂｅｎｃｈｍａｒｋ ｆｏｒ Ｚｅｒｏ－ｓｈｏｔ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒｅｔｒｉｅｖａｌ Ｍｏｄｅｌｓ，ＣｏＲＲ ａｂｓ／２１０４．０８６６３（２０２１）、ａｒＸｉｖ：２１０４．０８６６３に開示）、これはゼロ－ショット比較のための多様なＩＲデータセットを含む。一部のデータセットがすぐに利用できないという事実のために、サブセットが使用された。

【0075】

Ｔｈａｋｕｒ ｅｔ ａｌ．，２０２１の最高性能モデル（ＣｏｌＢＥＲＴ（Ｋｈａｔｔａｂ ａｎｄ Ｚａｈａｒｉａ，２０２０，ＣｏｌＢＥＲＴ：Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ａｎｄ Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｐａｓｓａｇｅ Ｓｅａｒｃｈ ｖｉａ Ｃｏｎｔｅｘｔｕａｌｉｚｅｄ Ｌａｔｅ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｏｖｅｒ ＢＥＲＴ，Ｉｎ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ４３ｒｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＡＣＭ ＳＩＧＩＲ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒｅｔｒｉｅｖａｌ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｅｖｅｎｔ，Ｃｈｉｎａ）（ＳＩＧＩＲ’２０）．Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ，ＮｅｗＹｏｒｋ，ＮＹ，ＵＳＡ，３９－４８））およびローリングベンチマークからの性能が最も優れた２つの（調整されたＢＭ２５およびＴＡＳ－Ｂ）を比較した。以下の表３は、ＢＥＩＲベンチマークに対する複数のベースラインに対する例示的なモデルの追加結果を示している。一般的に、例示的なモデルは、他のスパース検索方法よりも大幅に優れていることが観察され（ＴＲＥＣ ＤＬのｒｅｓｕｍｅ＠１０００は除く）、その結果は、最先端の密集検索方法と競合していた。

【0076】

【表3】

【0077】

【表4】

最大プーリングの影響
ＭＳ ＭＡＲＣＯおよびＴＲＥＣに対して、最大プーリング（ＳＰＬＡＤＥ_ｍａｘ）を含むモデルは、最大プーリングを使用しない例示的なモデル（ＳＰＬＡＤＥ）に比べてＭＲＲおよびＮＤＣＧでほぼ２ポイントを得た。このようなモデルは、ＣＯＩＬやＤｅｅｐＩｍｐａｃｔなどのモデルと競合する。図８は、ＭＳ ＭＡＲＣＯデータセットで多様な正規化強度λで訓練された実験モデルに対するＦＬＯＰＳとの対比性能を示している。図８は、ＳＰＬＡＤＥ_ｍａｘがＳＰＬＡＤＥよりも優れた性能を発揮し、効率性とスパース性のトレードオフも調整できることを示している。また、ＳＰＬＡＤＥ_ｍａｘは、ＢＥＩＲベンチマークで改善された性能を示した（表３：ＮＤＣＧ＠１０結果、表４；Ｒｅｃａｌｌ＠１００結果）。

【0078】

最大プーリング（ＳＰＬＡＤＥ_ｍａｘ）を使用した例示的な文書エンコーダは、ＭＳ ＭＡＲＣＯに対するｄｏｃ２ｑｕｅｒｙ－Ｔ５よりも優れており、前記モデル（ＳＰＬＡＤＥ）と同じ性能に達することができた。このようなモデルにはクエリエンコーダがないため、より優れた遅延時間を発揮する。さらに、このような例示的な文書エンコーダは、訓練が容易であり、新たな文書コレクションに適用することができる（ｄｏｃ２ｑｕｅｒｙ－Ｔ５のような方法に対するビーム検索によるマルチ推論とは異なり、単一伝達（ｆｏｒｗａｒｄ）が必要）。

【0079】

精製の影響
精製を追加すると、表２の例示的なモデル（ＤｉｓｔｉｌＳＰＬＡＤＥｍａｘ）に示すように、ＳＰＬＡＤＥモデルの性能が大幅に向上した。図８は、有効性と効率性のトレードオフ分析を示している。一般的に、例示的な精製モデルは、より高い値のフロップ（≒４フロップで０．３６８ＭＲＲ）に対してさらに改善されたが、低い領域（≒０．３フロップで０．３５ＭＲＲ）では依然として極めて効率的であった。さらに、例示的な精製モデル（ＤｉｓｔｉｌＳＰＬＡＤＥ_ｍａｘ）は、大部分のデータセットで他のすべての実験方法よりも優れた性能を発揮した。理論に高速されることは望まないが、例示的なモデルの利点は、例示的なモデルが提供する埋め込みが、密集ベクトルに比べて本質的な意味をもつトークンを使用するため、より適切に転送されるという事実に少なくとも部分的に起因すると考えられる。

【0080】

ネットワークアキテクチャ
例示的なシステム、方法、および実施形態は、図９に示すようなネットワークアキテクチャ９００内で実現されてよく、これは、サーバ９０２およびデータ交換のためにインターネットのような無線および／または有線であるネットワーク９０６を介して通信する１つ以上のクライアント装置９０４を含む。サーバ９０２およびクライアント装置９０４ａ、９０４ｂはそれぞれ、プロセッサ、例えばプロセッサ９０８と、メモリ、例えばＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ－ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｉｓｋｓ）、またはその他の不揮発性記憶媒体であるが、これに制限されないメモリ９１０（サーバ９０２に例示）を含んでよい。メモリ９１０は、プロセッサ９０８と通信する外部記憶装置に全体的または部分的に提供されてもよい。

【0081】

例えば、システム１００（図１に示す）および／またはニューラルランカーモデル３００、４０８、５００（それぞれ図３、図４、図５に示す）は、サーバ９０２および／またはクライアント装置９０４に実現されてよい。プロセッサ９０８は、直列または並列で動作する単一プロセッサまたは複数のプロセッサを含んでよく、メモリ９１０は、メモリタイプおよび／または位置の組み合わせを含む、１つ以上のメモリを含んでよいということが理解できるであろう。サーバ９０２は、専用サーバ、クラウド基盤のサーバ、またはこれらの組み合わせ（例えば、共有）を含んでよいが、これに制限されてはならない。ストレージ、例えばデータベースは、サーバ９０２、クライアント装置９０４、接続された遠隔ストレージ９１２（サーバ９０２）と関連して示されているが、同じように、クライアント装置に接続してもよい）、または任意の組み合わせの適切なストレージで実現されてよい。

【0082】

クライアント装置９０４は、任意のプロセッサ基盤の装置、端末などであってよく、または／追加的に、プロセッサ基盤の装置などによって実行可能なクライアントアプリケーションで実現されてよい。クライアント装置は、サーバ９０２の内部および／またはサーバの外部（ローカルまたは遠隔、または任意の組み合わせ）で配置されてよく、前記サーバと通信する。例示的なクライアント装置９０４は、自律コンピュータ９０４ａ、モバイル通信装置（例えば、スマートフォン、タブレットなど）９０４ｂ、ロボット９０４ｃ、自律自動車９０４ｄ、ウェアラブル装置、仮想現実、拡張現実、または混合現実装置（図示せず）などを含むが、これに制限されてはならない。クライアント装置９０４は、サーバ９０２にデータを送信し、および／またはサーバ９０２からデータを受信するように構成されてもよく、サーバで表示するするために提供される特定の方法のディスプレイ、またはプリンティング結果のためのディスプレイ、またはプリンタなどであるが、これに制限されない１つ以上の出力装置を含んでもよい。クライアント装置にはクライアント装置の組み合わせが含まれてよい。

【0083】

訓練方法の例では、サーバ９０２またはクライアント装置９０４は、任意の適切なソースから、例えば、メモリ９１０（非制限的な例として、内部ストレージ、内部データベースなど）や、ローカルまたはネットワーク９０６を介して接続する外部（例えば、遠隔）ストレージ９１２から、データセットを受信してよい。訓練方法の例は、サーバ（例えば、メモリ９１０）、クライアント装置９０４、外部ストレージ９１２、またはこれらの組み合わせに同様に記録することができる訓練済みのモデルを生成してよい。ここで提供する一部の例示的な実施形態では、訓練および／または推論は、任意の組み合わせによってオフラインまたはオンライン（例えば、ランタイム）で実行されてよい。結果は出力されてよく（例えば、表示、送信、表示用に提供、印刷など）、または／追加的に、要請に応じて検索および提供のために記録されてよい。

【0084】

文書処理方法の例では、サーバ９０２またはクライアント装置９０４は、任意の適切なソースから、例えば、適切なインタフェースからのローカルまたは遠隔入力、またはローカルまたはネットワークを介して接続されたサーバまたはクライアント装置のうちの他の１つから、１つ以上の文書を受信してよい。例示的なニューラルランキングモデルなどの訓練されたモデルは、同様に、サーバ（例えば、メモリ９１０）、クライアント装置９０４、外部ストレージ９１２、またはこれらの組み合わせに記録されてよい。ここで提供した一部の例示的な実施形態にでは、訓練および／または推論は、任意の組み合わせによってオフラインまたはオンライン（例えば、ランタイム）で実行されてよい。結果は出力されてよく（例えば、表示、送信、表示用に提供、印刷など）、または／追加的に、要請に応じて検索および提供のために記録されてよい。

【0085】

検索方法の例では、サーバ９０２またはクライアント装置９０４は、任意の適切なソースから、例えば、適切なインタフェースからのローカルまたは遠隔入力、またはローカルまたはネットワーク９０６を介して接続されたサーバまたはクライアント装置のうちの他の１つから、クエリを受信してよい。例示的なニューラルモデル（または、一部の例示的な方法では、より簡単なトークン化によって）を使用してクエリを処理する。例示的なニューラルなどの訓練されたモデルは、同様に、サーバ（例えば、メモリ９１０）、クライアント装置９０４、外部ストレージ９１２、またはこれらの組み合わせに記録されてよい。結果は出力されてよく（例えば、表示、送信、表示用に提供、印刷など）、または／追加的に、要請に応じて検索および提供のために記録されてよい。

【0086】

一般的に、実施形態は、プログラムコードまたはコンピュータ実行可能な命令語を有するコンピュータプログラム製品として実現されてよく、プログラムコードまたはコンピュータ実行可能な命令語は、コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で実行されるときに方法のうちの１つを実行するように動作する。プログラムコードまたはコンピュータ実行可能な命令語は、例えば、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてよい。

【0087】

一実施形態において、記録媒体（または、データキャリアまたはコンピュータ読み取り可能な媒体）は、プロセッサによって実行されるときに本発明で説明した方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムまたはコンピュータ実行可能な命令語を含み、ここに記録される。

【0088】

本明細書で説明する実施形態は、ハードウェアまたはソフトウェアで実現されてよい。実施は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フロッピーディスク、ＤＶＤ、Ｂｌｕ－Ｒａｙ、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭおよびＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、またはフラッシュメモリによって実行されてよい。このようなコンピュータ読み取り可能な媒体は、汎用または特殊目的コンピュータシステムによってアクセス可能なすべての利用可能な媒体であってよい。

【0089】

上述した説明は、本質的に例示的なものに過ぎず、本開示、その適用、または使用を制限することを意図するものではない。本開示の広範囲な教示は、多様な形態で実現可能である。したがって、本開示には特定の例が含まれるが、図面、明細書、および特許請求の範囲を検討することによって他の修正が明確になるため、開示の真の範囲がこのように制限されてはならない。方法のうちの１つ以上の段階は、本開示の原理を変更することなく、異なる順序で（または同時に）実行可能であることが理解されなければならない。また、各実施形態には特定の特徴が含まれると上述したが、本開示の任意の実施形態に関して説明したそれらの特徴のうちの任意の１つ以上の組み合わせを明示上に説明していなくても、任意の他の実施形態の特徴および／またはその組み合わせによって実現可能である。言い換えれば、上述した実施形態は相互排他的でなく、１つ以上の実施形態の相互置換は、本開示の範囲内にとどまる。本明細書で引用したすべての文書は、これらの文書のいずれかが先行技術を構成することを認めず、参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。

【0090】

各モジュールは、１つ以上のインタフェース回路を含んでよい。一部の例において、インタフェース回路は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネット、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、またはこれらの組み合わせに接続させる有線または無線インタフェースを含んでよい。本開示の任意に与えられたモジュールの機能は、インタフェース回路を介して接続された多数のモジュール間に分散されてよい。例えば、複数のモジュールによって負荷分散が可能になってよい。さらなる例として、サーバ（遠隔またはクラウドとも呼ばれる）モジュールは、クライアントモジュールの代わりに一部の機能を実行してよい。各モジュールは、コードを使用して実現されてよい。このようなコードは、ソフトウェア、ファームウェア、および／またはマイクロコードを含んでよく、プログラム、ルーチン、機能、クラス、データ構造、および／またはオブジェクトを示してよい。

【0091】

メモリ回路という用語は、コンピュータ読み取り可能な媒体という用語のサブセットである。本明細書で使用されるコンピュータ読み取り可能な媒体という用語は、媒体（例えば、搬送波）を介して伝播する一時的な電気または電磁気信号を含まない。したがって、コンピュータ読み取り可能な媒体という用語は、有形かつ非一時的なものと見なしてよい。非一時的な有形のコンピュータ読み取り可能な媒体の非制限的な例は、不揮発性メモリ回路（例えば、フラッシュメモリ回路、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）回路、またはＭＲＯＭ（Ｍａｓｋ Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）回路）、揮発性メモリ回路（例えば、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）回路またはＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）回路）、磁気記憶媒体（例えば、アナログまたはデジタル磁気テープ、ハードディスクドライブ）、および光学記憶媒体（例えば、ＣＤ、ＤＶＤまたはブルーレイディスク）がある。

【0092】

本明細書に記述されたシステムおよび方法は、コンピュータプログラムに実現された１つ以上の特定の機能を実行するように汎用コンピュータを構成することによって生成された特殊目的コンピュータによって部分的または全体的に実現されてよい。上述した機能ブロック、フローチャート構成要素、およびその他の要素は、ソフトウェア仕様として機能し、熟練した技術者またはプログラマーの日常的な作業によってコンピュータプログラムに変換することが可能である。

【0093】

コンピュータプログラムは、少なくとも１つの非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体に記録されたプロセッサ実行可能な命令を含む。コンピュータプログラムは、記録されたデータを含むか、これに依存する。コンピュータプログラムは、ＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）を含んでよく、これは、特殊目的コンピュータのハードウェア、特殊目的コンピュータの特定の装置と相互作用する装置ドライバ、１つ以上のオペレーティングシステム、ユーザアプリケーション、バックグラウンドサービス、バックグラウンドアプリケーションなどと相互作用する。

【0094】

上述した実施形態の変形および他の特徴および機能、またはその代替物は、複数の互いに異なるシステムまたは用途に好ましく組み合わせることができることが理解できるであろう。また、予想されていない多様な代替、修正、変形、または改善は当業者によって行われてよく、これらも上述した説明および添付の特許請求の範囲に含まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】