效果评估

基准

本文档显示了我们做的实验和得到的结果。我们做了两个系列的实验。首先，我们在单个节点上进行了基于faiss的改进的Vearch ivfpq模型的召回率实验。其次，基于Vearch 集群进行了实验。

我们使用检索返回的k个候选值（k∈{1，10，100}）是否包含最近邻的结果来计算召回，其中标签通过暴力搜索获得。

实验数据会因为实现、不同机器等的变化而略有变化。

数据集

实验分别在128维SIFT特征和512维VGG特征上进行。

数据集SIFT1M

可以从如下网址下载ANN_SIFT1M

数据集VGG1M 和 VGG10M

分别收集100万和1000万的图片数据提取VGG特征得到VGG1M （100万）和VGG10M（1000万），其中VGG1M 和VGG10M并不相关。

数据集VGG100M , VGG500M 和 VGG1B

另外收集了10亿图片数据来构建VGG100M(1亿) , VGG500M（5亿）和 VGG1B（10亿）。

Nprobe 实验

实验分别在SIFT1M, VGG1M 和 VGG10M上进行。其中ncentroids =256，nbytes = 32，nprobe ∈{1,5,10,20,30,40,50,80,100,200}。图中数据为recall@1结果。

结果

可以看到当nprobe超过25后，召回基本上没有明显的变化了。

Ncentroids 实验

实验在VGG10M进行。其中nprobe = 50，nbytes = 32， ncentroids∈{64,128,256,512,1024,2048,4096,8192} 。图中数据为recall@1结果。

结果

可以看到召回基本不随ncentroids变化而变化，但是ncentroids越大，QPS越高。

Nbytes 实验

实验在VGG10M进行。其中nprobe = 50，ncentroids = 256， nbytes ∈{4,8,16,32,64}。图中数据为recall@1结果。

结果

当nbytes越大，召回越高，当然QPS随之降低。

对比实验

实验在 SIFT1M, VGG1M 和 VGG10M 上进行，并与faiss中的一些模型进行对比。

模型参数

表格中参数为空，则对应模型不包含该参数。其中 links, efSearch 和 efConstruction 为 faiss 中的 hnsw 定义的参数。

model	ncentroids	nprobe	bytes of SIFT	bytes of VGG	links	efSearch	efConstruction
pq \|			32	64
ivfpq \|256		20	32	64
imipq	2^(2*10)	2048	32	64
opq+pq			32	64
hnsw					32	64	40
ivfhnsw	256	20			32	64	40
Vearch	256	20	32	64

结果

SIFT1M的召回:

model	recall@1	recall@10	recall@100
pq	0.6274	0.9829	0.9999
ivfpq	0.6167	0.9797	0.9960
imipq	0.6595	0.9775	0.9841
opq+pq	0.6250	0.9821	1.0000
hnsw	0.9792	0.9867	0.9867
ivfhnsw	0.9888	0.9961	0.9961
Vearch	0.9581	0.9645	0.9645

VGG1M的召回 :

model	recall@1	recall@10	recall@100
pq	0.5079	0.8922	0.9930
ivfpq	0.4985	0.8792	0.9704
imipq	0.5077	0.8618	0.9248
opq+pq	0.5213	0.9105	0.9975
hnsw	0.9496	0.9550	0.9551
ivfhnsw	0.9690	0.9744	0.9745
Vearch	0.9536	0.9582	0.9585

VGG10M的召回 :

model	recall@1	recall@10	recall@100
pq	0.5842	0.8980	0.9888
ivfpq	0.5913	0.8896	0.9748
imipq	0.5925	0.8878	0.9570
opq+pq	0.6126	0.9160	0.9944
hnsw	0.8877	0.9069	0.9074
ivfhnsw	0.9638	0.9839	0.9843
Vearch	0.9272	0.9464	0.9468