改进矩阵分解与卷积神经网络结合的推荐模型

针对推荐系统评分数据稀疏和评价信息爆增等问题进行模型研究和改进。在传统矩阵分解模型基础上加入了用户和项目的影响因子，提高预测模型的泛化能力；建立跨通道卷积神经网络对用户评价信息进行识别，将改进的矩阵分解模型与改进卷积神经网络进行结合，提出一种改进矩阵分解与跨通道卷积神经网络结合的推荐模型，提高预测模型的准确度。实验结果表明，该模型预测性能相对于PMF、CTR和CDL在三个数据集上的最优性能分别提升2.96%、10.27%和1.77%，相对于MF&CNN性能分别提升0.29%、2.98%和0.08%；当数据密度从20%增至80%时，模型预测性能会进一步提升。     

基于多核学习卷积神经网络的稀疏数据推荐

针对当前稀疏数据推荐准确率低的问题,提出一种基于多核学习卷积神经网络的稀疏数据推荐算法.将项目的辅助信息送入卷积神经网络学习特征,将向量在可再生核希尔伯特空间组合,利用多核学习技术增强卷积神经网络的特征学习能力;基于学习的卷积特征集初始化非负矩阵模型,通过非负矩阵模型实现对缺失评分的预测.实验结果表明,该算法有效提高了稀疏数据集的推荐性能,验证了多核学习卷积神经网络的有效性.     

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.     

融合评分矩阵和评论文本深度神经网络推荐模型

针对个性化推荐中用户评分矩阵数据集稀疏,用户和项目描述信息未充分利用的问题,提出融合评分矩阵和评论文本的深度神经网络推荐模型(deep neural network recommendation model,DeepRec)。首先将通过数据预处理得到的用户偏好特征和项目属性特征的文本集合分别输入到卷积神经网络进行训练,得到用户和项目的深层次非线性特征,同时将评分矩阵输入多层感知机得到用户偏好隐表示,并对两种模型提取的用户偏好隐表示进行融合;其次利用多层感知机建模用户和项目隐表示对用户进行个性化推荐;最后基于三组数据集以均方根误差为评估指标进行对比实验。结果表明DeepRec的预测误差更低,有效提高了推荐的精准度。     

融合上下文信息的深度推荐模型

目前,在基于文档信息的推荐任务中,传统基于文档的混合推荐算法仍依赖于浅层的线性模型,当评分数据变得庞大且复杂时,其推荐性能往往不太理想。针对此问题,提出一种深度融合模型(DeepFM),该模型能够在完全捕获文本信息的同时也能很好地处理复杂且稀疏的评分数据。DeepFM由两个并行的神经网络组成,其中一路神经网络使用多层感知器提取评分矩阵的行向量信息从而获得用户的潜在特征向量,另一路则使用MLP和卷积神经网络(CNN)共同建模从而提取额外有关项目的文本信息得到项目潜在特征向量。最后,通过构建融合层将用户特征向量和项目特征向量进行融合得出预测评分。实验结果表明,DeepFM在MovieLens数据集和亚马逊数据集上的性能优于主流的推荐模型。     

一种融合信任和项目卷积描述信息的PMF算法

针对现有概率矩阵分解(PMF)技术的个性化推荐系统在采用社交网络中信任信息时常常忽视项目相关描述文档信息的问题,提出一种融合用户信任和通过卷积网络以获取项目描述等信息的PMF模型.首先,利用用户偏好信息和行为轨迹信息构建一种新的信任网络;然后,通过卷积神经网络从项目描述文档中提取项目潜在的特征向量;最后,在概率矩阵分解过程中同时利用评分数据、信任网络中用户的信任信息和项目的描述信息,计算用户和项目的潜在特征向量以预测评分并进行个性化推荐.为验证算法的有效性,选择3种算法在4个数据集上进行对比,实验结果表明所提出的算法在推荐精确度和鲁棒性方面优于其他3种算法.     

HRS-DC：基于深度学习的混合推荐模型

针对传统的矩阵分解算法,仅利用评分信息作为推荐依据,当评分数据稀疏时,不能准确获取隐式反馈,影响推荐的准确性,充分利用辅助信息进行隐式特征的提取成为研究热点之一,提出一种基于深度学习的推荐模型HRS-DC,利用深度神经网络和卷积神经网络从辅助信息中分别提取出用户和项目的隐性特征向量,再将特征向量经过改进的神经协同过滤得出新的评分矩阵。通过在三个真实的数据集上进行验证,与概率矩阵分解（PMF）、协同过滤主题回归（CTR）、协同过滤深度学习（CDL）、卷积矩阵分解ConvMF算法相比提高了评分预测的准确性,也在一定程度上缓解了冷启动问题。     

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。     

融入用户和项目特征的概率矩阵分解推荐算法

与传统的协同过滤推荐算法相比,概率矩阵分解(PMF)模型在大型、稀疏的数据集上表现良好,但其仅利用了用户对项目的评分信息,没有充分考虑用户和项目的特征,因此在推荐准确度等方面仍具有很大的提升空间.基于概率矩阵分解模型,融合用户属性特征、用户偏好特征和项目标签特征,提出一种新的推荐算法UFIF-PMF.首先,根据用户属性信息计算用户属性相似度,利用项目标签信息和用户评分信息计算用户偏好相似度,并通过加权构建用户相似度矩阵;然后,构建基于项目标签信息的项目相似度矩阵;接着,将用户相似度矩阵和项目相似度矩阵融入到概率矩阵分解模型中;最后,在电影公开数据集Movielens上进行模型训练和对比实验.实验结果表明,在训练集比例为90％、隐性特征维度为10的情况下,与PMF、基于用户偏好的概率矩阵分解推荐算法(USPMF)和融合物品相似度的概率矩阵分解推荐算法(ISPMF)相比,UFIF-PMF算法的均方根误差(RMSE)分别下降6.27％、3.65％和3.49％,平均绝对误差(MAE)分别下降8.46％、4.8％和4.67％,同时有效缓解了推荐系统的冷启动和数据稀疏问题,有较强的可扩展性.     

基于网络表示学习与深度学习的推荐算法研究

针对传统基于协同过滤的推荐算法信息提取能力有限的问题,提出基于网络表示学习的卷积协同过滤推荐算法。将二分网络分成物品与用户同质网络,在各自的同质网络上使用GraphSAGE模型得到融合网络空间信息和用户与物品属性信息的矩阵。在此基础上,利用外积运算丰富用户和物品特征向量各维度的相关表示,通过卷积神经网络训练物品和用户的交互信息得到算法模型。实验结果验证了该算法的有效性,且相比ConvNCF算法,其在Movielens数据集上HR@5和NDCG@5分别提升了1.89和2.19个百分点,在Last.fm数据集上HR@5和NDCG@5分别提升了1.09和2.32个百分点。     

基于自适应图卷积注意力神经协同推荐算法

随着互联网的快速发展,推荐系统可以用来处理信息过载的问题。由于传统推荐系统的诸多问题导致其无法处理发掘隐藏信息,提出一种自适应图卷积注意力神经协同推荐算法（ANGCACF）。首先获取用户和项目交互图,通过图卷积神经网络自适应的聚合用户和项目特征信息;其次对用户和项目特征信息添加自适应扩充数据,以解决数据稀疏性,利用注意力机制对用户和项目特征信息及添加的自适应扩充数据重新分配权重;最后将得到的用户和项目特征表示使用基于矩阵分解的协同过滤的算法框架得出最终推荐结果。在MovieLens-1M、MovieLens-100K和 Amazon-baby三个公开数据集上的实验表明,该算法在推荐准确率、召回率、MRR、命中率和 NDCG 五个指标上均优于基线方法。     

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.     

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.     

医学图像深度学习技术:从卷积到图卷积的发展

以卷积神经网络为代表的深度学习技术推动神经网络在医学图像研究领域不断实现新突破。然而,平移不变性等理论假设限制了卷积神经网络在非欧氏空间数据中的表达能力,是医学图像深度学习技术亟待突破的瓶颈。图卷积技术不仅能够解决非欧氏空间数据的拓扑建模难题,还实现了空间特征提取,是深度学习技术全新的研究方向。本文对图卷积网络在医学图像领域的相关理论及其应用进行综述,旨在系统归纳和全面总结医学图像领域最新的图卷积理论、方法和实践,包括图结构视角下医学图像的专业采集、数据结构的剪枝转换以及特征聚类重构方法;图卷积网络的理论溯源,重要的网络架构和发展脉络;图卷积网络的优化方向和衍生出的跳跃连接、inception、图注意力等重要机制;图卷积网络在医学图像分割、疾病检测和图像重建等方面的实践应用。最后,提出了图卷积网络在医学图像分析领域仍亟待突破的瓶颈问题：1）多模态医学图像学习中,异构图的构建与学习任务的优化;2）特征重构和池化过程中,如何通过构图算法设计与神经架构搜索算法结合,以实现最优图结构的可学习过程转换;3）高质量图结构医学标注数据的大规模低成本生成与生成对抗网络的算法设计。随着人工智能技术的不断发展和医学影像规模的不断扩大,以图卷积为代表的深度学习方法必将在医疗辅助诊断领域取得更大的突破。     

基于耦合CNN评分预测模型的个性化商品推荐

电子商务中大量评论数据蕴含着丰富的信息,该信息有助于解决个性化推荐系统存在的数据稀疏问题.为了充分挖掘评论数据蕴含的价值,提高商品推荐的准确率,本文提出了基于耦合CNN评分预测模型的个性化商品推荐方法.该方法首先利用耦合CNN构建评分预测模型,将耦合CNN分为用户网络和商品网络,划分成输入层、卷积层、输出层和共享层;用户评论数据和商品评论数据分别从相应网络输入;在评论数据分析时,从字向量角度进行语义分析,同时改变传统的使用单一大小卷积核处理句子的模式,使用多个并行的卷积层,利用大小不同的卷积核对句子进行特征提取;两个网络的输出将共同汇聚于共享层,在共享层使用因子分解机进行评分预测;最后将结果中的高评分商品推荐给用户.经对比实验验证,本文所给方法能够提高商品推荐的准确率.     

融合评论文本和图像语义特征的兴趣点推荐

用户-兴趣点签到数据的高度稀疏性让传统的推荐算法的推荐效果大打折扣。基于此,提出评论文本和图像语义信息融合的兴趣点推荐新算法。该算法同时考虑用户评论对评分数据的可解释性和图像语义信息对兴趣点外观的描述性,充分利用评论文本和图像数据辅助用户偏好特征和兴趣点属性特征的学习。使用神经网络抽取与用户和兴趣点相关的评论文本和图像语义特征,分别建模用户-文本语义特征关系、兴趣点-图像语义特征关系,将两种关系与用户-兴趣点评分矩阵进行融合,基于概率矩阵分解构建统一的推荐模型。在Yelp数据集上实验表明,该算法有效地缓解了签到数据稀疏性带来的推荐准确性问题,在MAE和RMSE两项指标上均优于主流方法。     

面向COVID-19疫情预测的图卷积神经网络时空数据学习

目的 当前的疾病传播研究主要集中于时序数据和传染病模型,缺乏运用空间信息提升预测精度的探索和解释。在处理时空数据时需要分别提取时间特征和空间特征,再进行特征融合得到较为可靠的预测结果。本文提出一种基于图卷积神经网络（graph convolutional neural network,GCN）的时空数据学习方法,能够运用空间模型端对端地学习时空数据,代替此前由多模块单元相集成的模式。方法 依据数据可视化阶段呈现出的地理空间、高铁线路、飞机航线与感染人数之间的正相关关系,将中国各城市之间的空间分布关系和交通连接关系映射成网络图并编码成地理邻接矩阵、高铁线路直达矩阵、飞机航线直达矩阵以及飞机航线或高铁线路直达矩阵。按滑动时间窗口对疫情数据进行切片后形成张量,依次分批输入到图深度学习模型中参与卷积运算,通过信息传递、反向传播和梯度下降更新可训练参数。结果 在新型冠状病毒肺炎疫情数据集上的实验结果显示,采用GCN学习这一时空数据的分布特征相较于循环神经网络模型,在训练过程中表现出了更强的拟合能力,在训练时间层面节约75%以上的运算成本,在两类损失函数下的平均测试集损失能够下降80%左右。结论 本文所采用的时空数据学习方法具有较低的运算成本和较高的预测精度,尤其在空间特征强于时间特征的时空数据中有着更好的性能,并且为流行病传播范围和感染人数的预测提供了新的方法和思路,有助于相关部门在公共卫生事件中制定应对措施和疾病防控决策。     

基于大数据技术的人才智能推荐方法

复杂多样的岗位信息使得很多求职人员很难查找到适合自己的岗位信息,为了提高人力资源的推荐质量,本文基于梯度提升树和混合卷积神经网络设计一种有针对性的人才市场推荐模型。利用流式分布式方法收集求职人员信息并将其转换为可用于算法分析的独热编码,使用梯度提升树提取求职人员特征。混合卷积神经网络在经过训练之后可实现有针对性的人才推荐。本文模型与不结合梯度提升树的混合卷积神经网络、结合梯度提升树的卷积神经网络相比,在召回率和F1-Score上分别提高了9.78%和10.1%。这说明,结合梯度提升树的混合卷积神经网络算法能够有效提高人力资源的推荐质量。