融合全局和近邻协同信息的会话推荐算法

现有基于会话的推荐算法主要通过挖掘单个目标会话的项目转换关系进行推荐,对来自其他不同会话中项目之间的复杂转换信息考虑较少。为此,提出一种融合全局和近邻协同信息的会话推荐算法SFGN-GNN,同时考虑来自全局与近邻会话的协同信息,以充分挖掘用户偏好。通过学习会话表示来表达用户偏好,先按目标会话与近邻会话的成对项目转移关系构建近邻图,依据所有会话中的成对项目转移关系构建全局图,再利用图神经网络获取目标会话节点近邻级和全局级的项目表示,采用融合门融合得到会话级项目表示,并在其中嵌入项目在目标会话中的位置信息和时间信息,然后通过软注意力机制得到最终的会话表示,最后经过softmax函数预测下一个可能交互的项目。在两个数据集上的实验验证了SFGN-GNN算法有效性。     

基于会话的多粒度图神经网络推荐模型

基于会话的推荐旨在根据当前用户的匿名会话的点击序列信息来预测用户的下一次点击行为。现有方法多数都是通过对用户会话点击序列的物品信息进行建模,并学习物品的向量表示,进而进行推荐。而作为一种粗粒度的信息,物品的类别信息对物品有聚合作用,可作为物品信息的重要补充。基于此,提出了基于会话的多粒度图神经网络推荐模型（SRMGNN）。首先,使用图神经网络（GNN）得到会话序列中的物品和物品类别的嵌入向量表示,并使用注意力网络捕捉用户的注意力信息;然后,将赋予了不同注意力权重值的物品和物品类别信息进行融合后,输入到门限循环单元（GRU）里;最后,通过GRU学习会话序列的物品时序信息,并给出推荐列表。在公开的Yoochoose数据集和Diginetica数据集上进行实验,实验结果验证了该模型在增加了物品类别信息后的优势,且实验结果表明了在Precision@20和MRR@20这2种评价指标上,该模型相较于短期注意力/记忆优先级（STAMP）模型、神经注意力（NARM）模型、GRU4REC等8种模型均有更好的效果。     

基于图模型和注意力模型的会话推荐方法

为解决基于循环神经网络（RNN）会话推荐方法的兴趣偏好表示不全面、不准确问题,提出基于图模型和注意力模型的会话推荐（SR?GM?AM）方法。首先,图模型利用全局图和会话图分别获取邻域信息和会话信息,并且利用图神经网络（GNN）提取项目图特征,项目图特征经过全局项目表示层和会话项目表示层得到全局级嵌入和会话级嵌入,两种级别嵌入结合生成图嵌入;然后,注意力模型使用软注意力进行图嵌入和反向位置嵌入融合,目标注意力激活目标项目相关性,注意力模型通过线性转换生成会话嵌入;最后,SR?GM?AM经过预测层,输出下次点击的N项推荐列表。在两个真实的公共电子商务数据集Yoochoose和Diginetica上对比了SR?GM?AM方法与基于无损边缘保留聚合和快捷图注意力的推荐（LESSR）方法,结果显示,SR?GM?AM方法的P@20最高达到了72.41%,MRR@20最高达到了35.34%,验证了SR?GM?AM的有效性。     

自监督混合图神经网络的会话推荐模型

基于会话的推荐旨在利用匿名会话预测用户行为。现有基于图神经网络（GNN）的会话推荐算法大多仅针对当前会话提取用户偏好,却忽略了来自其他会话的高阶多元关系从而影响推荐精度。此外,由于会话推荐所采用的短时交互序列包含的信息非常有限,使其更容易受到数据稀疏性的影响。针对上述问题,提出了自监督混合图神经网络会话推荐模型（SHGN）。该模型首先通过将原始数据构建为三个视图来描述会话与物品关系,然后通过多头图注意力网络捕获会话内部物品的低阶转换信息,提出了残差图卷积网络捕获物品和会话的高阶转换信息;最后融合自监督学习（SSL）作为辅助任务,通过最大化不同通道学习到的会话嵌入的互信息,对原始数据进行数据增强从而提升推荐性能。为了验证该方法的有效性,在Tmall、Diginetica、Nowplaying、Yoochoose四个基准数据集上与SR-GNN、GCE-GNN、DHCN等主流基线模型进行了对比实验,实验结果在P@20、MRR@20等性能指标上均取得了一定提升。     

基于邻域感知图神经网络的会话推荐

在基于会话的推荐中,图神经网络及其改进模型将会话内复杂的交互关系建模为图结构并从中捕获项目特征,是现有推荐模型中性能较好的一类方法。然而大多数模型都忽略了不同会话之间可能存在的有效信息,仅对当前会话建模难以利用其他会话,也无法发挥邻域信息的辅助作用。因此提出基于邻域感知图神经网络的会话推荐（NA-GNN）。该模型构建会话层和全局邻域层的图结构捕获项目表示,结合注意力机制聚合两种项目表征,将会话序列之间的互信息最大化地结合到网络训练中。在真实的数据集Yoochoose和Diginetica上进行实验,与性能最优的基准模型相比,模型P@20在Yoochoose上提高了1.85%,在Diginetica上提升了7.19%;MRR@20分别提升了0.48%和8.36%,证明模型的有效性和合理性。     

基于超图卷积网络和目标多意图感知的会话推荐算法

当前先进的会话推荐算法主要通过图神经网络从全局和目标会话中挖掘项目的成对转换关系,并将目标会话压缩成固定的向量表示,忽略了项目间复杂的高阶信息和目标项目对用户偏好多样性的影响。为此提出了基于超图卷积网络和目标多意图感知的会话推荐算法HCN-TMP。通过学习会话表示来表达用户偏好,首先依据目标会话构建会话图,依据全局会话构建超图,通过意图解纠缠技术将原有反映用户耦合意图的项目嵌入表示转换为项目多因素嵌入表示,再经图注意力网络和超图卷积网络分别学习目标会话节点的会话级和全局级项目表示,并使用距离相关性损失函数增强多因素嵌入块间的独立性;然后嵌入目标会话中节点位置信息,加权每个节点的注意力权重,得到全局级和会话级会话表示;利用对比学习最大化两者互信息,经目标多意图感知,针对不同的目标项目自适应地学习目标会话中多意图的用户偏好,得到目标感知级会话表示,最后线性融合三个级别的会话表示得到最终的会话表示。在Tmall和Nowplaying两个公开数据集上进行大量实验,实验结果验证了HCN-TMP算法的有效性。     

基于改进胶囊网络的会话型推荐模型

针对现有的会话型推荐模型难以从简短的会话中捕获项目之间的依赖关系的问题,在考虑了复杂的项目交互和动态的用户兴趣变化后,提出了一种基于会话型推荐的改进胶囊网络（SR-ECN）模型。首先,利用图神经网络（GNN）处理会话序列数据,以得到每个项目嵌入向量;然后,利用胶囊网络的动态路由机制,从交互历史中聚合高级用户的偏好;此外,所提模型引入自注意力网络进一步考虑用户和项目的潜在信息,从而为用户推荐更合适的项目。实验结果表明,在Yoochoose数据集上,所提模型的召回率和平均倒数排名（MRR）均优于SR-GNN(Session-based Recommendation with GNN)、TAGNN(Target Attentive GNN)等所有对比模型,与基于无损边缘保留聚合和快捷图注意力的推荐（LESSR）模型相比,所提模型的召回率和MRR分别提升了0.92和0.45个百分点,验证了改进胶囊网络对用户兴趣偏好提取的有效性。     

融合全局信息的注意力增强会话推荐方法

近年来,基于会话推荐系统（session-based recommender system,SRS）的应用和研究是推荐系统的一个热门方向。如何利用用户会话信息进一步提升用户满意度和推荐精确度,是基于会话推荐系统的主要任务。目前大多数SBR模型仅基于目标会话对用户偏好建模,忽略了来自其他会话的物品转换信息,导致无法全面了解用户偏好。为了解决其局限性,提出融合全局上下文信息注意力增强的图神经网络模型（global context information graph neural networks for session-based recommendation,GCI-GNN）。该模型利用所有会话上的物品转换关系,更准确地获取用户偏好。具体而言,GCI-GNN从目标会话和全局会话学习物品向量表示。使用位置感知注意网络,将反向位置信息纳入物品嵌入中。考虑会话长度信息学习用户表示进而达到更有效的推荐。在Diginetica和Yoochoose数据集上进行实验,实验结果表明,相对最优的基准模型,GCI-GNN模型在Diginetica数据集各项指标上的提高超过2个百分点,在Yoochoose数据集上,GCI-GNN模型在各项指标上的提高超过1个百分点,验证了GCI-GNN模型的有效性。     

面向会话推荐的注意力图神经网络

面向会话的推荐方式起源于无法获得用户历史数据的应用场景,它是通过匿名会话来预测用户的行为.现有面向会话的推荐方法,虽然可以准确获得项目嵌入和考虑项目的复杂转换,但不能从多维度提取会话序列中隐藏的用户的长期兴趣和短期偏好,造成推荐性能低.该文引入注意力机制,提出一种多头注意力机制和软注意力机制有机结合的新机制,并据此提出面向会话推荐的注意力图神经网络.该注意力机制通过给不同的输入数据赋予不同权重,实现对当前推荐任务更为关键的信息的聚焦,以此从不同角度提取用户的兴趣和偏好.该模型在电商数据集上进行实验,与已有的基准模型相比,该文所提模型在各项评论指标上均有显著提升.在Dgeca数据集上,P@20可达61.77%,充分表明了所提方法的有效性.     

基于跨会话知识图谱的图注意力网络推荐方法

基于会话的推荐方法旨在根据匿名用户行为序列预测下一个项目。然而,现有会话推荐方法多基于当前会话建模用户偏好,忽略了会话间蕴含的语义信息及知识图谱中丰富的实体和关系信息,无法有效缓解数据稀疏性的问题。提出一种基于跨会话信息与知识图谱的图注意力网络推荐方法。通过有效整合跨会话信息和知识图谱中的项目知识构建跨会话知识图谱,利用知识感知的注意力机制计算各邻居节点的重要性分数,以更新项目节点表示,采用门控循环单元和图注意力网络将每个会话表示为该会话的当前偏好和全局偏好的组合。在此基础上,将会话嵌入和项目嵌入拼接后输入到多层感知机,得到目标会话和候选项目的预测分数,从而实现会话推荐。实验结果表明,与GRU4REC、SR-GNN、FGNN等方法相比,该方法在KKBOX和JDATA两个真实数据集上的推荐命中率分别至少提高了8.23和2.41个百分点,能有效增强会话推荐性能。     

知识增强的图神经网络序列推荐模型

现有基于图神经网络的序列推荐模型大多仅关注用户与项目交互的结构性信息,序列偏好的学习仅涉及项目交互顺序,缺乏项目自身的内容信息,并且未有效利用用户信息及挖掘项目之间更深层的语义关系。提出一种知识增强的图神经网络序列推荐模型KGGNN,引入知识图谱,并结合用户交互数据构建协同知识图谱,学习得到项目语义关联辅助信息以及用户关联辅助信息。将交互序列构建成有向序列图,利用门控图神经网络以及用户关联辅助信息学习序列中项目节点的结构性信息。通过注意力机制组合项目向量作为全局序列偏好,将最近交互的项目作为当前兴趣偏好,融合两者形成最终序列偏好,并结合项目语义关联辅助信息进行模型预测。在Amazon-Book、Last-FM、Yelp2018这3个公开数据集上的实验结果表明,辅助信息能有效提升序列推荐的准确性,该模型在命中率（HIT@K）和归一化折损累计增益（NDCG@K）2个指标上相较于GRU4Rec、NARM、SASRec等模型均有显著提升。当评估指标K值选取10时,与KGSR模型相比,其HIT@10指标在3个数据集上分别提升12.9%、4.5%、6.9%,NDCG@10指标在3个数据集上分别提升...     

图神经网络推荐研究进展

图神经网络(graph neural network, GNN)具有从图的领域对数据进行特征提取和表示的优势,近年来成为人工智能研究的热点,图神经网络推荐也是推荐系统研究的一个新方向。本文对GNN模型进行深入研究的基础上,分析了GNN推荐过程,并从无向单元图推荐、无向二元图推荐、无向多元图推荐3个方面详细讨论了现有GNN推荐研究取得的主要进展及不足,阐明了现有GNN推荐研究中存在的主要难点,最后提出了GNN上下文推荐、GNN跨领域推荐、GNN群组推荐、GNN推荐的可解释性等未来GNN推荐的研究方向。     

基于特征与域感知的点击率预估方法

点击率预估是推荐系统中的核心任务,其关键是学习有效的特征交互,但现有基于深度神经网络的点击率预估方法未考虑冷启动问题,导致准确率降低。结合特征信息和域信息的嵌入,提出一种特征交互的点击率预估方法FF-GNN。利用基于图神经网络的交互模块分别提取特征嵌入和域嵌入的结构信息,建模细粒度的特征交互和粗粒度的域交互过程。同时通过设计图神经网络的权重计算模块,交叉引用特征图神经网络和域图神经网络的低阶特征信息,实现特征交互和个性化建模域交互。在此基础上,采用注意力机制融合特征交互和域交互模块的结果预测点击率。在Criteo和Frappe公开数据集上的实验结果验证了FF-GNN方法的有效性,其AUC指标相较于同类型Fi-GNN方法分别提高0.57和0.85个百分点,能够同时关注特征和域信息,提高点击率预估的准确度。     

基于多图神经网络的会话感知推荐模型

针对基于会话的推荐算法主要依赖目标会话中的信息,而未充分利用其他会话中的协同信息的问题,提出了一种基于多图神经网络的会话感知推荐（MGSP）模型。首先,根据目标会话与训练集中的所有会话构建物品转移图（ITG）和协同关联图（CRG）,并基于这两张图应用图神经网络（GNN）来汇聚节点的信息,得到两类的节点表示;然后,经过双层注意力模块对两类节点表示建模,获取会话级别的表示;最后,使用注意力机制进行信息融合,得到最终的会话表示,并预测下一个交互物品。分别在电商和民航两个场景下进行了对比实验,实验结果表明,相较最优的基准模型,MGSP模型在电商数据集各项指标上的提高超过1个百分点,在民航数据集各项指标上的提高约为3个百分点,验证了MGSP模型的有效性。     

基于物品嵌入向量的会话型推荐算法

传统基于会话的推荐算法主要利用点击物品的时序信息进行建模,忽略了挖掘物品的特征信息,且未利用物品之间的相似性。为提升推荐效果,提出一种新的基于会话的推荐算法SR-I2V。通过Skip-gram模型和层次softmax优化方法学习物品的嵌入向量,由意图递进公式对已发生的物品点击提取出意图特征向量,并根据特征向量相似度计算出每个候选项的推荐分数。实验结果表明,与I2I、PoP和S-POP等传统基于会话的推荐算法相比,该算法在Yoochoose和Diginetica两个数据集上的推荐召回率分别提高了至少4.67个百分点和3.97个百分点,平均倒数排名指标也有相应提高。     

TWD-GNN：基于三支决策的图神经网络推荐方法

随着网络规模的不断扩大，对复杂图结构进行建模是推荐任务面临的一大挑战。这些复杂信息之间易存在冲突，往往会直接影响推荐结果。为此，提出了基于三支决策的图神经网络推荐方法（TWD-GNN）。引入三支决策理论对数据集进行划分为正域、边界域和负域，在边界域的基础上融合辅助信息，梳理局部冲突。采用图神经网络挖掘有效信息，重构网络并预测评分。实验结果表明，TWD-GNN算法较传统的协同过滤推荐算法能更准确地反应用户偏好，提高了推荐质量。