基于图卷积的双通道协同过滤推荐算法

在推荐系统中,利用图卷积网络等方法提取图的高阶信息缓解了冷启动问题。为了在此基础上融合神经网络协同过滤的深层特征提取能力,提出一种基于图卷积的双通道协同过滤推荐算法（GCNCF-2C）。首先,将推荐问题分为上游任务和下游任务;其次,在上游任务中,预训练编码器利用包含残差的一维卷积层和多个图卷积层在两个独立通道中对节点特征和图高阶特征进行分离提取,形成节点的特征表示;最后,解码器通过节点特征进行评级预测,进行端到端的训练。在数据集MovieLens-100K和MovieLens-1M上的实验表明,该算法相比于基线模型在两个数据集上的RMSE指标平均提高1.72%和1.76%,MAE指标平均提高2.7%和1.98%,同时在基于用户和项目的冷启动实验中RMSE指标平均提高5.9%,具有更好的综合性能。     

融合信任度的神经网络推荐算法

传统神经网络协同过滤算法存在建模复杂、训练效率不高、数据稀疏的问题,导致推荐精度较低。通过度量用户间的信任关系的强弱来丰富现有的稀疏数据集,添加社交信任这一特征属性提高推荐算法的相关性能,针对项目上下文信息的神经网络协同过滤算法(IFE-NCF)提出一种融合信任度与注意力机制的神经网络推荐算法T-NAMF。该算法将用户-用户之间的信任度值加入到特征向量中并且在神经网络模型中加入注意力机制,增大关键隐式反馈信息的权重,用来缓解社交网络中大量数据信息缺失的问题。在MovieLens-1m和Pinterest-20两个数据集上的实验测试表明,T-NAMF算法与部分基于NCF的经典算法相比,在推荐效果上有明显提升。     

融合用户社交关系的自适应图卷积推荐算法

为了缓解推荐系统中不同用户社交空间与兴趣空间的内在信息差异和忽视高阶邻居的问题,提出了一种融合用户社交关系的自适应图卷积推荐算法（adaptive graph convolutional recommendation algorithm integrating user social relationships,AGCRSR）。首先,模型在嵌入层使用映射矩阵将初始特征向量转换为自适应嵌入;其次,引入注意力机制聚合不同方面的用户嵌入,通过图卷积网络来线性学习用户和项目的潜在表示;最后,通过自适应模块聚合用户表示并利用内积函数预测用户对项目的最终推荐结果。在数据集LastFM和Ciao上与其他基线算法进行了对比实验,实验结果表明AGCRSR的推荐效果较其他算法有显著提升。     

融合多时间尺度和特征加强的知识图谱推荐模型

针对现有的知识图谱推荐模型没有考虑到用户的周期特征以及待推荐项目会对用户近期兴趣产生影响的问题,提出一种融合多时间尺度和特征加强的知识图谱推荐模型（MTFE）。首先,采用长短期记忆（LSTM）网络在不同时间尺度上挖掘用户的周期特征并融入到用户表示中;然后,通过注意力机制挖掘待推荐项目中与用户近期特征相关性较强的特征,将其加强后融入项目表示中;最后,通过评分函数计算用户对待推荐项目的评分。在真实数据集Last.FM、MovieLens-1M和MovieLens-20M上把所提模型和个性化实体推荐（PER）、协同知识嵌入（CKE）、LibFM、RippleNet、知识图卷积网络（KGCN）、协同知识感知注意网络（CKAN）等知识图谱推荐模型进行对比。实验结果表明,在三个数据集上MTFE相较于表现最优的对比模型的F1性能分别提升了0.78、1.63和1.92个百分点,AUC指标在三个数据集上分别提升了3.94、2.73和1.15个百分点。可见,所提模型相较于对比图谱推荐模型有更好的推荐效果。     

融合注意力LSTM的协同过滤推荐算法

针对传统协同过滤算法难以学习深层次用户和项目的隐表示,以及对文本信息不能充分提取单词之间的前后语义关系的问题,该文提出一种融合辅助信息与注意力长短期记忆网络的协同过滤推荐模型。首先,附加堆叠降噪自编码器利用评分信息和用户辅助信息提取用户潜在向量;其次,基于注意力机制的长短期记忆网络利用项目辅助信息来提取项目的潜在向量;最后,将用户与项目的潜在向量用于概率矩阵分解中,从而预测用户偏好。在两个真实数据集MovieLens-100k和MovieLens-1M上进行实验,采用RMSE和Recall指标进行评估。实验结果表明,该模型与其他相关推荐算法相比在推荐性能上有所提升。     

融合知识图谱和轻量级图卷积网络推荐系统的研究

基于协同过滤的算法是推荐系统中最重要的方法,由于冷启动和数据稀疏性的特点,限制了其推荐性能。为了应对以上问题,提出了知识图谱和轻量级图卷积网络推荐系统相结合的模型,该模型通过将知识图谱中的各个实体（项目）进行多次迭代嵌入传播以获取更多的高阶邻域信息,通过轻量聚合器进行聚合,进而预测用户和项目之间的评分。最后,在3个真实的数据集上MovieLens-20M、Last.FM和Book-Crossing的实验结果表明,该模型与其他基准模型相比可以得到较好的性能。     

基于用户长短期兴趣与知识图卷积网络的推荐

基于知识图谱的推荐可以提高推荐的精确性、多样性和可解释性.结合知识图谱与用户长短期兴趣提出了基于用户长短期兴趣与知识图卷积网络的推荐模型(LSKGCN).在知识图谱推荐算法的基础上提出了将用户长期兴趣偏好与短期兴趣偏好结合的用户表示方法.根据时间筛选近期历史项目并通过知识图卷积网络得到历史项目的向量表示,通过注意力机制得到短期兴趣表示.根据与所有历史项目的最小欧氏距离得到长期兴趣表示.最后在真实数据集MovieLens-20、Amazon Music、Last.FM上进行测试,验证了该算法的有效性.     

融合协同知识图谱和图卷积网络的推荐算法

推荐系统广泛应用于互联网,缓解信息过载问题。现有研究通常将知识图谱引入推荐算法中,但不能有效获取用户与项目的高阶建模以及存在数据稀疏性的问题。该文提出了一种融合协同知识图谱和图卷积网络的推荐算法(CKGCN)。首先,将用户-项目交互矩阵与项目知识图谱构建为协同知识图谱,利用知识感知注意力机制对邻居节点进行权重分配,递归地捕获用户和项目的特征向量,搜索用户对项目的潜在喜好,有效缓解数据稀疏性的问题。其次,采用基于图卷积网络的邻域聚合算法捕捉每层实体网络之间的高阶联系,将实体与邻域实体聚合,丰富实体语义表示。另外,通过交叉压缩单元协作处理项目特征向量与实体特征向量,探索二者的高阶特征交互,从而过滤实体的冗余信息、挖掘项目更深层次的联系。最后,对用户特征向量与项目特征向量进行计算得出用户对项目的预测概率。经过点击率预测及Top-k推荐实验证明,在书籍Book＿Crossing和音乐Last.FM两个公开的数据集上,该算法与五种基线算法相比较,AUC,ACC,F1,Recall@k和Precision@k评价指标值均有提升,表明该模型具有良好的推荐性能。     

基于双通道轻量图卷积的序列推荐算法

传统基于图神经网络的序列推荐算法,在构图阶段忽略了其他用户序列中项目的转换关系,针对这一问题,提出了一种基于双通道轻量图卷积的序列推荐算法。首先,为目标用户找到其邻居用户序列,将目标用户序列和得到的邻居序列合并成一个有向序列图,充分利用了用户之间潜在的协作信息。然后,通过双通道轻量图卷积,分别对2种序列进行信息传播,每个通道通过指数分母的形式组合每一层的信息,融合2个通道得到的嵌入生成最终的项目嵌入。最后,对得到的项目嵌入通过后几项取平均的方式提取短期偏好,再通过引入挤压激励网络的多头自注意力机制提取长期偏好,整合长短期偏好得到用户的最终偏好。在2个公开数据集Beauty和MovieLens-20M上进行充分的实验并验证了算法的有效性。     

基于轻量图卷积和注意力增强的多行为推荐模型

近年来,图卷积网络被广泛应用于多行为推荐中,以进一步缓解数据稀疏问题。但目前许多方法都是直接使用图卷积网络,使得模型时间复杂度较高,还忽略了邻域的不同聚合权重和各行为对用户偏好的不同贡献。为此,提出一种基于轻量图卷积和注意力增强的多行为推荐模型(MB-LGCA)。首先根据多行为数据构建用户—项目二部图,采用一种轻量图卷积网络聚合邻域特征获得高阶协同信息,同时利用注意力机制融入邻域权重,增强节点嵌入表示;利用k-阶用户嵌入传播来获取各行为对用户偏好的不同重要性,使模型具有更好的可解释性;最后合并不同层的嵌入表示进行预测。两个真实数据集上的实验结果表明,该模型具有较好的性能。     

基于融合元路径的图神经网络协同过滤算法

传统的协同过滤算法没有充分考虑用户和商品的交互信息,且面临数据稀疏、冷启动等问题,造成了推荐系统的结果不准确.在本文中提出了一种新的推荐算法,即基于融合元路径的图神经网络协同过滤算法.该算法首先由二部图嵌入用户和商品的历史互动,并通过多层神经网络传播获取用户和商品的高阶特征;然后基于元路径的随机游走来获取异质信息网络中的潜在语义信息;最后将用户和商品的高阶特征和潜在特征融合并做评分预测.实验结果表明,基于融合元路径的图神经网络协同过滤算法比传统的推荐算法有明显提升.     

融合协同过滤信息的知识图注意力网络

知识图谱（KG）能够缓解协同过滤算法存在的数据稀疏和冷启动问题,在推荐领域被广泛地研究和应用。现有的很多基于KG的推荐模型混淆了用户物品二部图中的协同过滤信息和KG中实体间的关联信息,导致学习到的用户向量和物品向量无法准确表达其特征,甚至引入与用户、物品无关的信息从而干扰推荐。针对上述问题提出一种融合协同信息的知识图注意力网络（KGANCF）。首先,为了避免KG实体信息的干扰,网络的协同过滤层从用户物品二部图中挖掘出用户和物品的协同过滤信息;然后,在知识图注意力嵌入层中应用图注意力机制,从KG中继续提取与用户和物品密切相关的属性信息;最后,在预测层将用户物品的协同过滤信息和KG中的属性信息融合,得到用户和物品最终向量表示,进而预测用户对物品的评分。在MovieLens-20M和Last.FM数据集上进行了实验,与协同知识感知注意力网络（CKAN）相比,KGANCF在MovieLens-20M数据集上的F1分数提升了1.1个百分点,曲线下面积（AUC）提升了0.6个百分点;而在KG相对稀疏的Last.FM数据集上,模型的F1分数提升了3.3个百分点,AUC提升了8.5个百分点。实验结果表明,KGANCF能够有效提高推荐结果的准确度,在KG稀疏的数据集上显著优于协同知识嵌入（CKE）、知识图谱卷积网络（KGCN）、知识图注意网络（KGAT）和CKAN模型。     

基于半自动编码器的协同过滤推荐算法

为高效利用推荐系统中用户和物品的交互历史和辅助信息,提出一种改进的协同过滤推荐算法。利用半自动编码器对用户和物品的辅助信息进行特征提取,将提取出的特征映射到矩阵分解模型中,通过反向传播算法实现半自动编码器与矩阵分解模型的联合更新以提升推荐效果。在MovieLens-100K和Book-Crossing公开数据集上的实验结果表明,与融合偏置的奇异值分解、概率矩阵分解等传统推荐算法相比,该算法具有更低的均方根误差和更好的推荐性能。     

结合时间特征的协同过滤深度推荐算法

针对推荐算法中的数据稀疏性和冷启动问题,提出了基于卷积神经网络的结合时间特征的协同过滤深度推荐算法（CNN-deep recommend algorithm with time,C-DRAWT）与基于多层感知机的结合时间特征的协同过滤深度推荐算法（MLP-deep recommend algorithm with time,M-DRAWT）。算法进行数据预处理,利用二进制来编码用户与项目的信息,缓解了one-hot编码的书籍稀疏性问题。提取出用户与项目的隐藏特征,将用户和项目的特征融合时间戳特征,分别输入到优化后的卷积神经网络和多层感知机进行,得到最新时刻的推荐项目。两个算法经过基于MovieLens-1M数据集的对比实验验证,得到的F1-Score值平均提高了0.78%,RMSE值平均提高了2.7%。结果表明,该方法能够缓解数据稀疏性和冷启动问题,相比较于之前的模型具有较好的推荐效果。     

基于深度学习的多元信息嵌入推荐模型

传统的矩阵分解法只能简单提取低阶信息,特征组合单一,无法挖掘更多隐含信息。依赖稀疏的评分表已经无法满足个性化推荐。MovieLens数据集是研究推荐系统的经典数据集。通过改进神经协同过滤模型,使用多个嵌入层对MovieLens数据集所有信息进行嵌入分析,充分挖掘隐含信息,使得推荐算法更有实用意义。通过在MovieLens-100k和MovieLens-1m上设置多组对照实验表明,该改进模型不仅学习了更多信息,而且与神经协同过滤模型相比,其错误率显著减小。     

融合语义信息与注意力的图神经网络推荐算法

基于图神经网络的推荐算法通过从图中获取知识生成节点的特征表示,提高了推荐结果的可解释性.然而,随着推荐系统原始数据规模的不断扩大,大量包含语义信息的文本数据没有得到有效利用.同时图神经网络在融合图中邻居信息时没有区分关键节点,使得模型难以学习到高质量的实体特征,进而导致推荐质量下降.本文将图神经网络与语义模型相结合,提出一种融合语义信息与注意力的图神经网络推荐算法.该算法基于SpanBERT语义模型处理实体相关的文本信息,生成包含语义信息的特征嵌入,并将注意力机制引入到基于用户社交关系以及用户-项目交互的影响传播融合过程中,从而实现用户和项目两类实体特征的有效更新.在公开数据集上的对比实验结果表明,本文所提出的方法较现有基准方法在各项指标上均有所提升.     

基于知识图嵌入的协同过滤推荐算法

利用知识图谱进行推荐的一个巨大挑战在于如何获取项目的结构化知识并对其进行语义特征提取.针对这一问题,提出了一种基于知识图嵌入的协同过滤推荐算法(KGECF).首先从Freebase知识图谱中提取与项目相关的知识信息,并与历史交互项目进行链接构建子知识库;然后通过基于TransR的Xavier-TransR方法得到子知识库中实体、关系表征;设计一种端到端的联合学习模型,将结构化信息与历史偏好信息嵌入到统一的向量空间中;最后利用协同过滤方法进一步计算这些向量并生成精确的推荐列表.在MovieLens-1 M和Amazon-book两个公开数据集上的实验表明,该算法在推荐准确率、召回率、F1值和NDCG四个指标上均优于基线方法,能够集成大规模的结构化和非结构化数据,同时获得高精度的推荐结果.