商品檢索功能的強大，深度學(xué)習(xí)功不可沒

商品檢索是一門綜合了物體檢測、圖像分類以及特征學(xué)習(xí)的技術(shù)。近期，很多研究者成功地將深度學(xué)習(xí)方法應(yīng)用到這個領(lǐng)域。本文對這些方法進行了總結(jié)，然后概括地提出了商品特征學(xué)習(xí)框架以及垂類數(shù)據(jù)挖掘方式，最后介紹了商品檢索技術(shù)在服裝搭配中的應(yīng)用。

前言

幾年前，當(dāng)人們還在感嘆于網(wǎng)頁購物的快速便捷時，各大電商巨頭就“悄悄地”將它們的購物應(yīng)用推廣到了用戶的手機里。從那一刻起，用戶購買的習(xí)慣也在悄悄地發(fā)生著改變：人們不再局限于時間與地點，只要擁有一部聯(lián)網(wǎng)的手機，就能輕松獲取想要的商品。發(fā)展至今，移動設(shè)備的安全、高速等特點越來越獲得人們的認可，也使得移動購物行為變得更加普遍。然而目前PC和Mobile終端中，用戶基本都是通過文本關(guān)鍵詞獲取目標(biāo)商品，這種單一的關(guān)鍵詞描述有時很難獲取用戶的真實需求。

為此，電商們也進行了很多改進。其中最有效的一些做法是構(gòu)建高度結(jié)構(gòu)化的后臺商品數(shù)據(jù)庫。其目的是能夠通過分析用戶的查詢來推薦一些更加精細粒度、時效性好、熱度高的商品品類，并提供給用戶一個限定了價格、品牌、風(fēng)格等等的商品候選集合。這種基于文本的由粗到精的推薦方式，能夠很好的幫助用戶定位到具有精細且具體標(biāo)簽的商品。然而，當(dāng)用戶需求的商品的周邊信息不明確時，很難通過抽象出有限的關(guān)鍵詞來進行檢索。這類商品包括：未知品牌的化妝品，樣式新穎的家具或者時尚流行的服裝等（如圖1）。

圖1：一些難以用關(guān)鍵詞描述的商品

所見即所得

對于上述的問題，可以用一句話歸結(jié)為：當(dāng)需求物品難以用文本量化描述時， 給定它的一張圖像，是否有可能推薦給用戶相關(guān)的商品？ 可以想象這樣的場景： 當(dāng)你看到一件喜歡的物品，只通過手機拍照將其圖像上傳購物網(wǎng)站，就能獲取實物購買信息。如果商品檢索能做到這樣的“所見即所得”， 必將會給有購物需求的用戶帶來很大的便捷。

“所見”如何才能變成“所得”呢？ 在回答這個問題之前， 首先需要了解商品檢索中的難點問題：

商品品類繁多

小到柴米油鹽，大到家具電器， 都可以稱為商品。而且很多商品都包括多級且細致的分類，例如，家具可分為臥室家具、客廳家具、餐廳家具、書房家具等；服裝的一級品類包括女裝、男裝、內(nèi)衣、配飾與童裝童鞋等， 女裝又可分為連衣裙、T恤、雪紡衫等； 母嬰中的童車童床類別可分為安全座椅、嬰兒推車、嬰兒床、嬰兒床、墊餐、椅學(xué)步車等。由此可見， 好的檢索技術(shù)不僅要識別這么多的商品類別， 并且需要區(qū)分每個類別下的不同商品實例； 同時后臺商品數(shù)據(jù)庫應(yīng)該具有很高的覆蓋面。

圖2：多種多樣的商品

同款與相似款的混淆

根據(jù)多級類目或?qū)傩赃M行商品劃分的方式，盡管區(qū)分了大多數(shù)具有精細語義的商品，但在區(qū)分同款與相似款上的作用仍然是有限的，即無法確認兩件分為一個類別的商品是相同款。 舉例來說，已知兩個人都穿著白色短袖圓領(lǐng)T恤， 因為姿態(tài)、角度、光照等影響，有可能會使得相似款更像同款，或者同款被誤識別為相似款。這就是計算機視覺中經(jīng)常碰到的類內(nèi)差異性與類間相似性問題。圖3的例子可以說明這兩個問題。 左側(cè)（a）中的上衣是同一款衣服，但由于人體姿態(tài)、懸掛方式、手臂遮擋、光線等問題的存在，使得它的顏色以及長度等表觀屬性具有很大的差異性；三款相似的黑色印花連衣裙如（b）所示，它們擁有相似的不規(guī)則的印花圖案，以及黑色的底色和A字裙擺；這些特點都讓他們很相似，但從袖型可看出它們非同款。

圖3：同款與相似款服飾圖像

其實，計算機視覺的各個領(lǐng)域都在解決這樣的“所見即所得”難題， 即如何讓機器能夠自動準(zhǔn)確的理解圖像內(nèi)容。隨著深度學(xué)習(xí)的興起， 包括人臉識別、 圖像分類與物體檢測在內(nèi)的方向都取得了很多重要的進展， 也為深度學(xué)習(xí)在商品檢索中的應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。