Geração de anúncios aprimorada por IA usando o Azure Cosmos DB for MongoDB vCore

Neste guia, mostramos como criar conteúdo publicitário dinâmico que se conecta com seu público, usando Heelie, que oferece assistência de IA personalizada. Com o Azure Cosmos DB for MongoDB vCore, usamos a funcionalidade de busca por similaridade vetorial para analisar semanticamente e combinar descrições de inventário com tópicos de anúncios. O processo é viabilizado pela geração de vetores para as descrições de inventário usando as incorporações da OpenAI, que aumentam significativamente a profundidade semântica. Esses vetores são armazenados e indexados no recurso Cosmos DB for MongoDB vCore. Quando geramos conteúdo para anúncios, vetorizamos o tópico de anúncio para encontrar os itens de inventário mais adequados. Em seguida, ocorre um processo de geração aumentada de recuperação (RAG), onde as principais correspondências são enviadas à OpenAI para elaborar um anúncio que chame atenção. A base de código completa do aplicativo está disponível em um repositório GitHub para consulta.

Recursos

• Busca por Similaridade Vetorial: usa a poderosa busca por similaridade vetorial do Azure Cosmos DB for MongoDB vCore para melhorar os recursos de pesquisa semântica, facilitando a localização de itens de inventário relevantes com base no conteúdo dos anúncios.
• Incorporações da OpenAI: usa as avançadas incorporações da OpenAI para gerar vetores para as descrições de inventário. Essa abordagem permite correspondências mais ricas e semanticamente detalhadas entre o inventário e o conteúdo do anúncio.
• Geração de conteúdo: emprega os modelos de linguagem avançada da OpenAI para gerar anúncios focados nas tendência e capazes de gerar engajamento. Esse método garante que o conteúdo seja relevante e cativante para o público-alvo.

Pré-requisitos

• OpenAI do Azure: vamos configurar o recurso do OpenAI do Azure. No mento, o acesso a este serviço só está disponível mediante solicitação. Você pode solicitar acesso ao Serviço OpenAI do Azure preenchendo o formulário em https://aka.ms/oai/access. Depois de ter acesso, siga estes passos:
  • Crie um recurso do OpenAI do Azure seguindo este guia de início rápido.
  • Implante um modelo completions e um embeddings.
    • Para mais informações sobre completions, acesse aqui.
    • Para mais informações sobre embeddings, acesse aqui.
  • Anote os nomes dos pontos de extremidade, chaves e implantações.
• Recurso Cosmos DB for MongoDB vCore: vamos começar criando um recurso do Azure Cosmos DB for MongoDB vCore gratuitamente seguindo este guia de início rápido.
  • Anote os detalhes da conexão.
• Ambiente Python (>= versão 3.9) com pacotes como numpy, openai, pymongo, python-dotenv, azure-core, azure-cosmos, tenacity e gradio.
• Baixe o arquivo de dados e salve-o em uma pasta de dados designada.

Executar o script

Antes de partirmos para a etapa empolgante da geração de anúncios aprimorados por IA, precisamos configurar nosso ambiente. Isso inclui a instalação dos pacotes necessários para que nosso script funcione corretamente. Aqui está um guia passo a passo para preparar tudo.

1.1 Instalar os pacotes necessários

Primeiro, precisamos instalar alguns pacotes do Python. Abra seu terminal e execute o seguinte comando:

 pip install numpy
 pip install openai==1.2.3
 pip install pymongo
 pip install python-dotenv
 pip install azure-core
 pip install azure-cosmos
 pip install tenacity
 pip install gradio
 pip show openai

1.2 Configurar os clientes OpenAI e Azure

Depois de instalar os pacotes necessários, a próxima etapa é configurar nossos clientes OpenAI e Azure para o script, o que é essencial para autenticar nossas solicitações à API OpenAI e aos serviços do Azure.

import json
import time
import openai

from dotenv import dotenv_values
from openai import AzureOpenAI

# Configure the API to use Azure as the provider
openai.api_type = "azure"
openai.api_key = "<AZURE_OPENAI_API_KEY>"  # Replace with your actual Azure OpenAI API key
openai.api_base = "https://<OPENAI_ACCOUNT_NAME>.openai.azure.com/"  # Replace with your OpenAI account name
openai.api_version = "2023-06-01-preview"

# Initialize the AzureOpenAI client with your API key, version, and endpoint
client = AzureOpenAI(
    api_key=openai.api_key,
    api_version=openai.api_version,
    azure_endpoint=openai.api_base
)

Arquitetura da solução

2. Criar incorporações e configurar o Cosmos DB

Depois de configurar nosso ambiente e o cliente OpenAI, passamos para a parte principal do nosso projeto de geração de anúncios aprimorados por IA. O código a seguir cria incorporações vetoriais a partir de descrições de texto de produtos e configura nosso banco de dados no Azure Cosmos DB for MongoDB vCore para armazenar e buscar essas incorporações.

2.1 Criar incorporações

Para produzir anúncios envolventes, primeiro precisamos entender os itens do nosso inventário. Fazemos isso criando incorporações vetoriais a partir das descrições dos itens, o que nos permite captar o significado semântico de uma forma que as máquinas possam entender e processar. Veja como você pode criar incorporações vetoriais para uma descrição de item usando o OpenAI do Azure:

import openai

def generate_embeddings(text):
    try:
        response = client.embeddings.create(
            input=text, model="text-embedding-ada-002")
        embeddings = response.data[0].embedding
        return embeddings
    except Exception as e:
        print(f"An error occurred: {e}")
        return None

embeddings = generate_embeddings("Shoes for San Francisco summer")

if embeddings is not None:
    print(embeddings)

A função usa uma entrada de texto, como uma descrição de produto, e usa o método client.embeddings.create da API OpenAI para gerar uma incorporação vetorial para esse texto. Estamos usando o modelo text-embedding-ada-002 aqui, mas você pode escolher outros modelos com base nas suas necessidades. Se o processo for bem-sucedido, ele imprime as incorporações geradas; caso contrário, ele manipula as exceções imprimindo uma mensagem de erro.

3. Conectar e configurar o Cosmos DB for MongoDB vCore

Com nossas incorporações prontas, a próxima etapa é armazená-las e indexá-las em um banco de dados que dê suporte à busca por similaridade vetorial. O Azure Cosmos DB for MongoDB vCore é ideal para essa tarefa, pois foi desenvolvido especificamente para armazenar seus dados transacionais e realizar buscas em vetores em um só lugar.

3.1 Configurar a conexão

Para nos conectarmos ao Cosmos DB, usamos a biblioteca pymongo, que facilita a interação com o MongoDB. O snippet de código a seguir estabelece uma conexão com nossa instância do Cosmos DB for MongoDB vCore:

import pymongo

# Replace <USERNAME>, <PASSWORD>, and <VCORE_CLUSTER_NAME> with your actual credentials and cluster name
mongo_conn = "mongodb+srv://<USERNAME>:<PASSWORD>@<VCORE_CLUSTER_NAME>.mongocluster.cosmos.azure.com/?tls=true&authMechanism=SCRAM-SHA-256&retrywrites=false&maxIdleTimeMS=120000"
mongo_client = pymongo.MongoClient(mongo_conn)

Substitua <USERNAME>, <PASSWORD> e <VCORE_CLUSTER_NAME> pelo seu nome de usuário, senha e nome do cluster vCore do MongoDB, respectivamente.

4. Configurando o banco de dados e o índice vetorial no Cosmos DB

Depois de estabelecer uma conexão com o Azure Cosmos DB, as próximas etapas envolvem configurar o banco de dados e a coleção e, em seguida, criar um índice vetorial para permitir buscas eficientes de similaridade vetorial. Vamos seguir estas etapas.

4.1 Configurar o banco de dados e a coleção

Primeiro, criamos um banco de dados e uma coleção dentro da nossa instância do Cosmos DB. Veja como fazer isso:

DATABASE_NAME = "AdgenDatabase"
COLLECTION_NAME = "AdgenCollection"

mongo_client.drop_database(DATABASE_NAME)
db = mongo_client[DATABASE_NAME]
collection = db[COLLECTION_NAME]

if COLLECTION_NAME not in db.list_collection_names():
    # Creates a unsharded collection that uses the DBs shared throughput
    db.create_collection(COLLECTION_NAME)
    print("Created collection '{}'.\n".format(COLLECTION_NAME))
else:
    print("Using collection: '{}'.\n".format(COLLECTION_NAME))

4.2 Criar o índice vetorial

Para realizar buscas por similaridade vetorial eficientes em nossa coleção, precisamos criar um índice vetorial. O Cosmos DB oferece suporte a diferentes tipos de índices vetoriais e aqui discutiremos dois deles: IVF e HNSW.

IVF

IVF, que significa Inverted File Index (Índice de Arquivo Invertido), é o algoritmo de indexação vetorial padrão e funciona em todas as camadas de cluster. É uma abordagem aproximada de vizinhos mais próximos (ANN) que usa o clustering para acelerar a busca por vetores semelhantes em um conjunto de dados. Para criar um índice de IVF, use o seguinte comando:

db.command({
  'createIndexes': COLLECTION_NAME,
  'indexes': [
    {
      'name': 'vectorSearchIndex',
      'key': {
        "contentVector": "cosmosSearch"
      },
      'cosmosSearchOptions': {
        'kind': 'vector-ivf',
        'numLists': 1,
        'similarity': 'COS',
        'dimensions': 1536
      }
    }
  ]
});

HNSW

HNSW significa Mundo Pequeno Navegável Hierárquico, uma estrutura de dados baseada em grafo que particiona vetores em clusters e subclusters. Com o HNSW, você pode executar uma pesquisa de vizinho mais próximo rápida em velocidades mais altas com maior precisão. HNSW é um método aproximado (ANN). Veja como configurá-lo:

db.command(
{ 
    "createIndexes": "ExampleCollection",
    "indexes": [
        {
            "name": "VectorSearchIndex",
            "key": {
                "contentVector": "cosmosSearch"
            },
            "cosmosSearchOptions": { 
                "kind": "vector-hnsw", 
                "m": 16, # default value 
                "efConstruction": 64, # default value 
                "similarity": "COS", 
                "dimensions": 1536
            } 
        } 
    ] 
}
)

5. Inserir dados na coleção

Agora, insira os dados de inventário à coleção recém criada, incluindo descrições e suas incorporações vetoriais correspondentes. Para inserir dados na nossa coleção, usamos o método insert_many() fornecido pela biblioteca pymongo. O método nos permite inserir diversos documentos na coleção de uma só vez. Nossos dados estão armazenados em um arquivo JSON, que carregaremos e inseriremos no banco de dados.

Baixe o arquivo shoes_with_vectors.json do repositório GitHub e armazene-o em um diretório data dentro da pasta do projeto.

data_file = open(file="./data/shoes_with_vectors.json", mode="r") 
data = json.load(data_file)
data_file.close()

result = collection.insert_many(data)

print(f"Number of data points added: {len(result.inserted_ids)}")

6. Busca em vetores no Cosmos DB for MongoDB vCore

Com nossos dados carregados com sucesso, agora podemos aplicar o poder da busca em vetores para localizar os itens mais relevantes com base em uma consulta. O índice vetorial que criamos anteriormente nos permite realizar pesquisas semânticas em nosso conjunto de dados.

6.1 Realizar uma busca em vetores

Para realizar um busca em vetores, definimos uma função vector_search que usa uma consulta e o número de resultados desejados. A função gera um vetor para a consulta usando a função generate_embeddings que definimos antes e, em seguida, usa a funcionalidade $search do Cosmos DB para encontrar os itens que mais se aproximam com base nas incorporações vetoriais.

# Function to assist with vector search
def vector_search(query, num_results=3):
    
    query_vector = generate_embeddings(query)

    embeddings_list = []
    pipeline = [
        {
            '$search': {
                "cosmosSearch": {
                    "vector": query_vector,
                    "numLists": 1,
                    "path": "contentVector",
                    "k": num_results
                },
                "returnStoredSource": True }},
        {'$project': { 'similarityScore': { '$meta': 'searchScore' }, 'document' : '$$ROOT' } }
    ]
    results = collection.aggregate(pipeline)
    return results

6.2 Executar consulta de busca em vetores

Por fim, executamos nossa função de busca em vetores com uma consulta específica e processamos os resultados para exibi-los:

query = "Shoes for Seattle sweater weather"
results = vector_search(query, 3)

print("\nResults:\n")
for result in results: 
    print(f"Similarity Score: {result['similarityScore']}")  
    print(f"Title: {result['document']['name']}")  
    print(f"Price: {result['document']['price']}")  
    print(f"Material: {result['document']['material']}") 
    print(f"Image: {result['document']['img_url']}") 
    print(f"Purchase: {result['document']['purchase_url']}\n")

7. Gerar conteúdo de anúncio com GPT-4 e DALL. E

Combinamos todos os componentes desenvolvidos para criar anúncios envolventes, empregando o GPT-4 da OpenAI para texto e o DALL·E 3 para imagens. Junto com os resultados da busca em vetores, eles compõem um anúncio completo. Também apresentamos Heelie, responsável por fornecer assistência inteligente e criar de slogans que promovem o engajamento nos anúncios. Por meio do código a seguir, você verá Heelie em ação, aprimorando nosso processo de criação de anúncios.

from openai import OpenAI

def generate_ad_title(ad_topic):
    system_prompt = '''
    You are Heelie, an intelligent assistant for generating witty and cativating tagline for online advertisement.
        - The ad campaign taglines that you generate are short and typically under 100 characters.
    '''

    user_prompt = f'''Generate a catchy, witty, and short sentence (less than 100 characters) 
                    for an advertisement for selling shoes for {ad_topic}'''
    messages=[
        {"role": "system", "content": system_prompt},
        {"role": "user", "content": user_prompt},
    ]

    response = client.chat.completions.create(
        model="gpt-4",
        messages=messages
    )
    
    return response.choices[0].message.content

def generate_ad_image(ad_topic):
    daliClient = OpenAI(
        api_key="<DALI_API_KEY>"
    )

    image_prompt = f'''
        Generate a photorealistic image of an ad campaign for selling {ad_topic}. 
        The image should be clean, with the item being sold in the foreground with an easily identifiable landmark of the city in the background.
        The image should also try to depict the weather of the location for the time of the year mentioned.
        The image should not have any generated text overlay.
    '''

    response = daliClient.images.generate(
        model="dall-e-3",
        prompt= image_prompt,
        size="1024x1024",
        quality="standard",
        n=1,
        )

    return response.data[0].url

def render_html_page(ad_topic):

    # Find the matching shoes from the inventory
    results = vector_search(ad_topic, 4)
    
    ad_header = generate_ad_title(ad_topic)
    ad_image_url = generate_ad_image(ad_topic)


    with open('./data/ad-start.html', 'r', encoding='utf-8') as html_file:
        html_content = html_file.read()

    html_content += f'''<header>
            <h1>{ad_header}</h1>
        </header>'''    

    html_content += f'''
            <section class="ad">
            <img src="{ad_image_url}" alt="Base Ad Image" class="ad-image">
        </section>'''

    for result in results: 
        html_content += f''' 
        <section class="product">
            <img src="{result['document']['img_url']}" alt="{result['document']['name']}" class="product-image">
            <div class="product-details">
                <h3 class="product-title" color="gray">{result['document']['name']}</h2>
                <p class="product-price">{"$"+str(result['document']['price'])}</p>
                <p class="product-description">{result['document']['description']}</p>
                <a href="{result['document']['purchase_url']}" class="buy-now-button">Buy Now</a>
            </div>
        </section>
        '''

    html_content += '''</article>
                    </body>
                    </html>'''

    return html_content

8. Juntando as peças

Para deixar nossa geração de anúncios mais interativa, utilizamos o Gradio, uma biblioteca Python que possibilita a criação de interfaces de usuário simplificadas para a web. Definimos uma interface do usuário que permite aos usuários inserir tópicos de anúncios e, em seguida, gera e mostra dinamicamente o anúncio resultante.

import gradio as gr

css = """
    button { background-color: purple; color: red; }
    <style>
    </style>
"""

with gr.Blocks(css=css, theme=gr.themes.Default(spacing_size=gr.themes.sizes.spacing_sm, radius_size="none")) as demo:
    subject = gr.Textbox(placeholder="Ad Keywords", label="Prompt for Heelie!!")
    btn = gr.Button("Generate Ad")
    output_html = gr.HTML(label="Generated Ad HTML")

    btn.click(render_html_page, [subject], output_html)

    btn = gr.Button("Copy HTML")

if __name__ == "__main__":
    demo.launch()   

Saída

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