基于知识图谱和标签感知的推荐算法

推荐系统缓解了互联网数据量剧增带来的信息过载问题,但传统的推荐系统由于数据稀疏和冷启动等问题导致推荐算法的准确性不高.因此,文中提出了一种基于知识图谱和标签感知的推荐算法(Knowledge Graph and Tag-Aware,KGTA).首先,利用项目和用户标签信息,通过知识图谱表示学习捕获低阶与高阶特征,将两个知识图谱中实体和关系的语义信息嵌入低维的向量空间中,从而获得项目和用户的统一表示.其次,分别利用深度神经网络和加入注意力机制的递归神经网络来提取项目和用户的潜在特征.最后,根据潜在特征预测评分.该算法不仅利用了知识图谱和标签的关系信息和语义信息,而且通过深层结构学习了项目和用户的隐含特征.在MovieLens数据集上的实验结果表明,该算法能够有效预测用户评分,提高推荐结果的准确性.     

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。     

融合社会标签与信任关系的社会网络推荐方法

针对推荐系统中普遍存在的数据稀疏和冷启动等问题,本文将标签与基于信任的社交推荐方法相结合,提出了一种融合社会标签和信任关系的社会网络推荐方法。该方法利用概率因式分解技术实现了社会信任关系、项目标记信息和用户项目评分矩阵的集成。从不同维度出发,实现了用户和项目潜在特性空间的互连。在此基础上,通过概率矩阵因式分解技术实现降维,从而实现了有效的社会化推荐。在Epinions和Movielens数据集上的实验结果表明本文所提出的方法优于传统的社会化推荐和社会标签推荐算法,特别是当用户评分数据较少时该算法的优越性体现得更好。     

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.     

融合社交网络用户潜在因子的社会化推荐

针对传统社会化推荐准确率不高的问题,提出一种融合社交网络用户潜在因子的推荐算法SGCN-MF。SGCN-MF考虑社交网络中用户的隐语义信息对推荐结果的影响。使用图卷积神经网络将用户-项目历史交互信息和用户社交网络进行编码嵌入,学习得到具有用户特征和网络结构信息的节点在低维向量空间的潜在特征表达;将用户潜在因子融入基于矩阵分解的社会化推荐模型中;使用梯度下降算法训练模型参数。在Filmtrust、Ciao和Epinions数据集上的实验表明,与传统的社会化推荐算法相比,SGCN-MF能够提升推荐的准确率。     

融合多方面潜在特征和神经网络的推荐模型

目前,潜在因子模型被广泛用于推荐,现有的方法大多利用用户与项目之间的交互信息来学习潜在特征,然而,用户和项目的潜在特征可能是来自多个方面.同时,考虑到神经结构可以替代矩阵分解中内积的形式,模拟用户和项目之间的交互,本文提出了一种融合多方面潜在特征和神经网络的推荐模型.首先,将推荐系统建模为包含丰富语义的异构信息网络,然后利用元路径和异构skip-gram模型提取并学习不同方面的潜在特征;其次,结合注意力机制将这些特征向量加权融合;最后,将得到的用户和项目的全局向量表示送入到神经网络中以实现评分预测.本文模型在movielens数据集和豆瓣电影数据集上进行了实验,结果表明,该算法相比于传统仅基于单一方面的算法和不采用神经结构的算法具有更低的平均绝对误差和均方误差.     

融合短文本层级注意力和时间信息的推荐方法

信息过载造成的数据稀疏性问题制约着基于评分数据的矩阵分解模型的推荐性能,融合评论文本的推荐模型能够有效缓解评分数据稀疏性.当前的推荐系统利用评论文本为用户和项目建模时,大多仅将用户对项目的评论作为数据来源,而忽视了时间信息对用户和项目属性的影响.针对此问题,提出了一种融合短文本层级注意力和时间信息的推荐方法(RHATR),该方法能够充分地挖掘评论文本潜在的语义信息,并为用户偏好和项目特征的动态变化进行建模.通过对单条评论文本应用单词级注意力,挖掘单条评论文本中情感词和关键词等有效信息,学习用户和项目表示;对含有时间因素的用户评论集和项目评论集分别应用评论级注意力,提取有效的评论,进一步学习用户偏好和项目特征动态表示.将从评论文本中学到的用户和项目表示以及基于ID的项目和用户嵌入作为最终特征,来捕获各用户和项目的潜在因素.实验结果表明,提出的方法相对于当前基线方法在Amazon和Yelp数据集上的均方根误差(RMSE)取得了较好的效果.     

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。     

融合信任关系与评论文本的矩阵分解推荐算法

针对推荐系统中用户评分数据稀疏所导致推荐结果不精确的问题,本文尝试将用户评分、信任关系和项目评论文本信息融合在概率矩阵分解方法中以缓解评分数据稀疏性问题.首先以共同好友数目及项目流行度改进皮尔逊用户偏好相似程度并将其作为用户间的直接信任值,然后考虑用户间信任传播过程中所有路径的影响构建新的信任网络;其次通过BERT预训练(Pre-training of Deep Bidirectional Transformers for Language Understanding)模型提取项目的评论文本向量,构造项目的评论文本特征矩阵;最后基于概率矩阵分解(Probabilistic Matrix Factorization,PMF)模型融合用户的评分数据、用户的信任关系以及项目的评论文本信息进行推荐.通过不断的理论分析并在真实的Yelp数据集上进行实验验证,均表明本文算法的有效性.     

融合矩阵补全与深度矩阵分解的推荐算法

深度矩阵分解采用深层非线性映射,从而突破了矩阵分解中双线性关系影响推荐系统性能的瓶颈,但它没有考虑用户对未评分项目的偏好,且对于稀疏性较高的大规模数据其推荐性能不具有优势,为此提出一种融合矩阵补全与深度矩阵分解的推荐算法.首先通过矩阵补全模型将原始评分矩阵中的未知元素进行填补,然后依据补全后的矩阵,利用深度学习模型分别构建用户和项目潜在向量.最后,在MovieLens和SUSHI数据集上进行测试,实验结果表明,与深度矩阵分解相比,所提算法显著地提高了推荐系统的性能.     

一种潜在特征同步学习和偏好引导的推荐方法

根据用户的历史评分数据为用户提供推荐的商品列表，是目前推荐系统研究的主流.研究者发现，随着用户参与度的不断提高，将反映用户偏好的评论文本与评分数据结合，可以进一步提高推荐的质量.提出了基于潜在特征同步学习和偏好引导的商品推荐方法，将评论文本的主题与用户的"打分偏好"进行关联，同步学习用户评论文本的潜在主题、评分矩阵的用户潜在因子和商品潜在因子，并将潜在主题作为用户个人偏好引导来约束推荐方法对商品的预测打分.该方法对推荐质量的优化主要体现在两个方面：一是在评论文本的潜在主题和评分数据的两种潜在因子之间建立映射关系，同步求解主题模型和矩阵分解模型；二是将从评论文本中学习得到的潜在主题作为用户对商品的个性偏好引入到矩阵分解中，进一步优化推荐方法.在来自Amazon网站的28组真实数据集上进行实验，以均方误差为评价指标，与已有的模型进行了对比分析.实验结果表明，该方法有效减少了推荐误差，与已有的TopicMF方法相比，均方误差在数据子集上最大减少了3.32%，平均减少了0.92%.     

集成社会化标签和用户背景信息的协同过滤推荐方法

针对传统的协同推荐算法存在数据稀疏和推荐精度低的问题,提出了一种集成社会化标签和用户背景信息的协同过滤(CF)推荐方法。首先,分别计算基于社会化标签和用户背景信息的用户间的相似度;然后,基于用户评分计算用户间的相似度;最后,集成上述3种相似性度量产生用户间综合相似度,并对目标用户进行项目推荐。实验结果表明,与传统的协同过滤推荐算法相比,所提方法在正常数据集和冷启动数据集下的平均绝对误差(MAE)平均降低了16%和22.6%。该方法不仅能有效地提高推荐算法的精度,而且能较好地解决数据稀疏和冷启动的问题。     

融合社交信息的局部潜在空间推荐方法

随着社交网络的发展,越来越多的研究利用社交信息来改进传统推荐算法的性能,然而现有的推荐算法大多忽略了用户兴趣的多样化,未考虑用户在不同社交维度中关心的层面不同,导致推荐质量较差.为了解决这个问题,提出了一种同时考虑全局潜在因子和不同子集特定潜在因子的推荐方法LSFS,使得推荐过程既考虑了用户共享偏好又考虑了用户在不同子集中的特定偏好.考虑到参与到不同社交维度的用户对不同的项目感兴趣,首先根据用户的社交关系将用户划分到不同的子集中;其次通过截断奇异值分解技术建模用户对项目的评分,其中全局潜在因子捕获用户共享的层面,而不同用户子集的特定潜在因子捕获用户关心的特定层面;最后,结合全局与局部潜在因子预测用户对未评分项目的评分.实验结果表明该方法可行且有效.     

Collaborative filtering and deep learning based recommendation system for cold start items

Recommender system is a specific type of intelligent systems, which exploits historical user ratings on items and/or auxiliary information to make recommendations on items to the users. It plays a critical role in a wide range of online shopping, e-commercial services and social networking applications. Collaborative filtering (CF) is the most popular approaches used for recommender systems, but it suffers from complete cold start (CCS) problem where no rating record are available and incomplete cold start (ICS) problem where only a small number of rating records are available for some new items or users in the system. In this paper, we propose two recommendation models to solve the CCS and ICS problems for new items, which are based on a framework of tightly coupled CF approach and deep learning neural network. A specific deep neural network SADE is used to extract the content features of the items. The state of the art CF model, timeSVD++, which models and utilizes temporal dynamics of user preferences and item features, is modified to take the content features into prediction of ratings for cold start items. Extensive experiments on a large Netflix rating dataset of movies are performed, which show that our proposed recommendation models largely outperform the baseline models for rating prediction of cold start items. The two proposed recommendation models are also evaluated and compared on ICS items, and a flexible scheme of model retraining and switching is proposed to deal with the transition of items from cold start to non-cold start status. The experiment results on Netflix movie recommendation show the tight coupling of CF approach and deep learning neural network is feasible and very effective for cold start item recommendation. The design is general and can be applied to many other recommender systems for online shopping and social networking applications. The solution of cold start item problem can largely improve user experience and trust of recommender systems, and effectively promote cold start items.     

A framework for tag-aware recommender systems

In social tagging system, a user annotates a tag to an item. The tagging information is utilized in recommendation process. In this paper, we propose a hybrid item recommendation method to mitigate limitations of existing approaches and propose a recommendation framework for social tagging systems. The proposed framework consists of tag and item recommendations. Tag recommendation helps users annotate tags and enriches the dataset of a social tagging system. Item recommendation utilizes tags to recommend relevant items to users. We investigate association rule, bigram, tag expansion, and implicit trust relationship for providing tag and item recommendations on the framework. The experimental results show that the proposed hybrid item recommendation method generates more appropriate items than existing research studies on a real-world social tagging dataset.     

Tag recommendation by machine learning with textual and social features

Tags are very popular in social media (like Youtube, Flickr) and provide valuable and crucial information for social media. But at the same time, there exist a great number of noisy tags, which lead to many studies on tag suggestion and recommendation for items including websites, photos, books, movies, and so on. The textual features of tags, likes tag frequency, have mostly been used in extracting tags that are related to items. In this paper, we address the problem of tag recommendation for social media users. This issue is as important as the tag recommendation for items, because the tags representing users are strongly related to the users’ favorite topics. We propose several novel features of tags for machine learning that we call social features as well as textual features. The experimental results of Flickr show that our proposed scheme achieves viable performance on tag recommendation for users.     

基于共享评级迁移的跨域推荐算法

数据稀疏和用户冷启动一直是推荐系统中亟待解决的问题,因此提出了一种基于共享评级迁移的跨域推荐算法(shared ratings transfer cross-domain recommendation,SRTCD).首先,该算法考虑到不同领域间存在着用户群体/项目信息潜在特征的相似性,对各个领域评分矩阵进行概率矩阵分解,得到用户和项目的潜在特征;再利用基于模拟退火和遗传算法优化的K-means算法对用户和项目分别进行聚类,将用户类别和项目类别的内积作为共享评级;然后利用各领域数据集的共享评级和目标领域数据集的特定评级得出推荐结果.最后,利用公共数据集对所提方法SRTCD进行验证,结果表明该方法的推荐性能明显优于常用推荐算法.     

Item recommendation using tag emotion in social cataloging services

Due to the overload of contents, the user suffers from difficulty in selecting items. The social cataloging services allow users to consume items and share their opinions, which influences in not only oneself but other users to choose new items. The recommendation system reduces the problem of the choice by recommending the items considering the behavior of the people and the characteristics of the items.In this study, we propose a tag-based recommendation method considering the emotions reflected in the user’s tags. Since the user’s estimation of the item is made after consuming the item, the feelings of the user obtained during consuming are directly reflected in ratings and tags. The rating has overall valence on the item, and the tag represents the detailed feelings. Therefore, we assume that the user’s rating for an item is the basic emotion of the tag attached to the item, and the emotion of tag is adjusted by the unique emotion value of the tag. We represent the relationships between users, items, and tags as a three-order tensor and apply tensor factorization. The experimental results show that the proposed method achieves better recommendation performance than baselines.     

嵌入LDA主题模型的协同过滤推荐算法

协同过滤推荐算法由于其推荐的准确性和高效性已经成为推荐领域最流行的推荐算法之一。该算法通过分析用户的历史评分记录来构建用户兴趣模型,进而为用户产生一组推荐。然而,推荐系统中用户的评分记录是极为有限的,导致传统协同过滤算法面临严重的数据稀疏性问题。针对此问题,提出了一种改进的嵌入LDA主题模型的协同过滤推荐算法(ULR-CF算法)。该算法利用LDA主题建模方法在用户项目标签集上挖掘潜在的主题信息,进而结合文档-主题概率分布矩阵和评分矩阵来共同度量用户和项目相似度。实验结果表明,提出的ULR-CF算法可以有效缓解数据稀疏性问题,并能显著提高推荐系统的准确性。     

基于社交用户标签的混合top-N推荐方法

针对协同过滤方法的冷启动问题,提出一种将社交用户标签与协同过滤相结合的混合top-N推荐方法。通过社交用户关系获得可信用户集,然后根据个性化标签采用结构上下文相似性算法(SimRank)计算社交用户相似近邻集并进行预测推荐,最后结合传统协同过滤方法进行推荐。实验结果表明,该方法能够提高在一般数据集及冷启动用户数据集下的推荐精度。