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Amazon OpenSearch Service の自動セマンティックエンリッチメント

序章

Amazon OpenSearch Service は、他の従来の検索エンジンと同様に、word-to-word一致 (辞書検索) を使用して結果を検索します。このアプローチは、製品コードやモデル番号などの特定のクエリに適していますが、ユーザーのインテントを理解することが重要な抽象検索には苦労します。例えば、「ビーチの靴」を検索すると、辞書検索はカタログアイテム内の個々の単語「靴」、「ビーチ」、「for」、「the」に一致し、正確な検索語を含まない「耐水性サンドラル」や「サーフの綱領」などの関連製品が欠落している可能性があります。

自動セマンティックエンリッチメントは、キーワード一致と検索の背後にあるコンテキスト上の意味の両方を考慮して、この制限を解決します。この機能は検索インテントを理解し、検索の関連性を最大 20% 向上させます。インデックスのテキストフィールドに対してこの機能を有効にして、検索結果を強化します。

モデルの詳細とパフォーマンスベンチマーク

この機能は、基盤となるモデルを公開せずにバックグラウンドの技術的な複雑さを処理しますが、簡単なモデルの説明とベンチマーク結果を通じて透明性を提供し、重要なワークロードでの機能の採用について情報に基づいた意思決定に役立ちます。

自動セマンティックエンリッチメントは、カスタムのファインチューニングを必要とせずに効果的に機能する、事前トレーニング済みのサービスマネージドスパースモデルを使用します。このモデルは、指定したフィールドを分析し、さまざまなトレーニングデータから学習した関連付けに基づいてスパースベクトルに展開します。拡張された用語とその重要度の重みは、効率的な取得のためにネイティブの Lucene インデックス形式で保存されます。このプロセスは、データの取り込み中にのみエンコードが行われるドキュメント専用モードを使用して最適化されています。検索クエリは、スパースモデルを介して処理されるのではなく、単にトークン化されるため、ソリューションのコスト効率とパフォーマンスの両方が向上します。

機能開発中のパフォーマンス検証では、平均 334 文字のパッセージを含む MS MARCO パッセージ取得データセットを使用しました。関連性スコアリングについては、英語コンテンツの BEIR ベンチマークでは最初の 10 件の検索結果 (ndcg@10) の平均正規化割引累積ゲイン (NDCG) を、多言語コンテンツの MIRACL では平均 ndcg@10 を測定しました。クライアント側の 90 パーセンタイル (p90) 測定値と検索レスポンス p90 が値を取り、レイテンシーを評価しました。これらのベンチマークは、検索の関連性と応答時間の両方のベースラインパフォーマンス指標を提供します。主なベンチマーク番号は次のとおりです -

各ワークロードの固有の性質を考慮して、実装を決定する前に、独自のベンチマーク基準を使用して開発環境でこの機能を評価することをお勧めします。

サポートされている言語

この機能は英語をサポートしています。さらに、このモデルはアラビア語、ベンガル語、中国語、フィンランド語、フランス語、ヒンディー語、インドネシア語、日本語、韓国語、ペルシャ語、ロシア語、スペイン語、スワヒリ語、テルグ語もサポートしています。

ドメインの自動セマンティックエンリッチメントインデックスを設定する

テキストフィールドの自動セマンティックエンリッチメントを有効にしてインデックスを設定することは簡単で、新しいインデックスの作成時にコンソール、APIs、 CloudFormation テンプレートを使用して管理できます。既存のインデックスに対して有効にするには、テキストフィールドに対してセマンティック自動エンリッチメントを有効にしてインデックスを再作成する必要があります。

コンソールエクスペリエンス - AWS コンソールでは、自動セマンティックエンリッチメントフィールドを使用してインデックスを簡単に作成できます。ドメインを選択すると、コンソールの上部にインデックスの作成ボタンが表示されます。インデックスの作成ボタンをクリックすると、自動セマンティックエンリッチメントフィールドを定義するオプションが表示されます。1 つのインデックスでは、英語と多言語の自動セマンティックエンリッチメントと、辞書フィールドの組み合わせを使用できます。

API エクスペリエンス - AWS コマンドラインインターフェイス (AWS CLI) を使用して自動セマンティックエンリッチメントインデックスを作成するには、create-index コマンドを使用します。

aws opensearch create-index \
--domain-name [domain_name] \
--index-name [index_name] \
--index-schema [index_body] \
            

次の index-schema の例では、 title_semantic フィールドのフィールドタイプを text に設定し、パラメータ semantic_enrichment を status ENABLED に設定します。semantic_enrichment パラメータを設定すると、 title_semantic フィールドで自動セマンティックエンリッチメントが有効になります。language_options フィールドを使用して、英語または多言語を指定できます。

    aws opensearch create-index \
    --id XXXXXXXXX \
    --index-name 'product-catalog' \
    --index-schema '{
    "mappings": {
        "properties": {
            "product_id": {
                "type": "keyword"
            },
            "title_semantic": {
                "type": "text",
                "semantic_enrichment": {
                    "status": "ENABLED",
                    "language_options": "english"
                }
            },
            "title_non_semantic": {
                "type": "text"
            }
        }
    }
}'
            

作成されたインデックスを記述するには、次のコマンドを使用します。

aws opensearch get-index \
--domain-name [domain_name] \
--index-name [index_name] \
           

データの取り込みと検索

自動セマンティックエンリッチメントを有効にしてインデックスを作成すると、この機能はデータ取り込みプロセス中に自動的に機能するため、追加の設定は必要ありません。

データインジェスト: インデックスにドキュメントを追加すると、システムは自動的に次の操作を行います。

このプロセスでは、OpenSearch の組み込み ML コネクタと取り込みパイプラインを使用します。これは、バックグラウンドで自動的に作成および管理されます。

検索: セマンティックエンリッチメントデータは既にインデックス化されているため、クエリは ML モデルを再度呼び出すことなく効率的に実行されます。つまり、追加の検索レイテンシーのオーバーヘッドなしで、検索の関連性が向上します。

自動セマンティックエンリッチメントのアクセス許可の設定

自動セマンティックエンリッチメントを使用してインデックスを作成する前に、必要なアクセス許可を設定する必要があります。このセクションでは、さまざまなインデックスオペレーションに必要なアクセス許可と、 AWS Identity and Access Management (IAM) ときめ細かなアクセスコントロールシナリオの両方でそれらを設定する方法について説明します。

IAM アクセス許可

自動セマンティックエンリッチメントオペレーションには、次の IAM アクセス許可が必要です。これらのアクセス許可は、実行する特定のインデックスオペレーションによって異なります。

CreateIndex API アクセス許可

自動セマンティックエンリッチメントを使用してインデックスを作成するには、次の IAM アクセス許可が必要です。

UpdateIndex API アクセス許可

自動セマンティックエンリッチメントで既存のインデックスを更新するには、次の IAM アクセス許可が必要です。

GetIndex API アクセス許可

自動セマンティックエンリッチメントを使用するインデックスに関する情報を取得するには、次の IAM アクセス許可が必要です。

DeleteIndex API アクセス許可

自動セマンティックエンリッチメントを含むインデックスを削除するには、次の IAM アクセス許可が必要です。

サンプルの IAM ポリシー

次の ID ベースのアクセスポリシーのサンプルは、ユーザーが自動セマンティックエンリッチメントでインデックスを管理するために必要なアクセス許可を提供します。

{
    "Version": "2012-10-17", 
    "Statement": [
        {
            "Sid": "AllowSemanticEnrichmentIndexOperations",
            "Effect": "Allow",
            "Action": [
                "es:CreateIndex",
                "es:UpdateIndex",
                "es:GetIndex",
                "es:DeleteIndex",
                "es:ESHttpHead",
                "es:ESHttpGet",
                "es:ESHttpPut",
                "es:ESHttpPost",
                "es:ESHttpDelete"
            ],
            "Resource": "arn:aws:es:aws-region:111122223333:domain/domain-name/*"
        }
    ]
}

aws-region、111122223333、domain-name を特定の値に置き換えます。リソース ARN で特定のインデックスパターンを指定することで、アクセスをさらに制限できます。

きめ細かなアクセス制御のアクセス許可

Amazon OpenSearch Service ドメインできめ細かなアクセスコントロールが有効になっている場合は、IAM アクセス許可以外の追加のアクセス許可が必要です。インデックスオペレーションごとに次のアクセス許可が必要です。

CreateIndex API アクセス許可

きめ細かなアクセスコントロールが有効になっている場合、自動セマンティックエンリッチメントでインデックスを作成するには、次の追加のアクセス許可が必要です。

UpdateIndex API アクセス許可

きめ細かなアクセスコントロールが有効になっている場合、自動セマンティックエンリッチメントでインデックスを更新するには、次の追加のアクセス許可が必要です。

GetIndex API アクセス許可

きめ細かなアクセスコントロールが有効になっている場合、自動セマンティックエンリッチメントを持つインデックスに関する情報を取得するには、次の追加のアクセス許可が必要です。

DeleteIndex API アクセス許可

きめ細かなアクセスコントロールが有効になっている場合、自動セマンティックエンリッチメントでインデックスを削除するには、次の追加のアクセス許可が必要です。

クエリの書き換え

自動セマンティックエンリッチメントは、クエリの変更を必要とせずに、既存の「一致」クエリをセマンティック検索クエリに自動的に変換します。一致クエリが複合クエリの一部である場合、システムはクエリ構造を横断し、一致クエリを検索して、それらをニューラルスパースクエリに置き換えます。現在、この機能はスタンドアロンクエリでも複合クエリの一部でも、「一致」クエリの置き換えのみをサポートしています。「multi_match」はサポートされていません。さらに、この機能は、ネストされた一致クエリを置き換えるすべての複合クエリをサポートします。複合クエリには、bool、Boosting、Constant_score、dis_max、 function_score、ハイブリッドなどがあります。

自動セマンティックエンリッチメントの制限

自動セマンティック検索は、映画のタイトル、製品説明、レビュー、概要など、自然言語コンテンツを含むsmall-to-medium規模のフィールドに適用すると最も効果的です。セマンティック検索はほとんどのユースケースの関連性を高めますが、特定のシナリオには適していない場合があります。特定のユースケースに自動セマンティックエンリッチメントを実装するかどうかを決定するときは、次の制限を考慮してください。

料金

Amazon OpenSearch Service は、インデックス作成時にスパースベクトル生成中に消費された OpenSearch Compute Units (OCUs) に基づいて、自動セマンティックエンリッチメントを請求します。インデックス作成中の実際の使用量に対してのみ課金されます。Amazon CloudWatch メトリクス SemanticSearchOCU を使用して、この消費量をモニタリングできます。モデルトークンの制限、OCU あたりのボリュームスループット、サンプル計算の例の詳細については、OpenSearch Service の料金」を参照してください。