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。     

融合知识图谱和轻量图卷积网络的推荐算法

针对知识图谱推荐算法用户端和项目端建模程度不均且模型复杂度较高等问题, 提出融合知识图谱和轻量图卷积网络的推荐算法. 在用户端, 利用用户相似性生成邻居集合, 将用户及其相似用户的交互记录在知识图谱上多次迭代传播, 增强用户特征表示. 在项目端, 将知识图谱中实体嵌入传播, 挖掘与用户喜好相关的项目信息; 接着, 利用轻量图卷积网络聚合邻域特征获得用户和项目的特征表示, 同时采用注意力机制将邻域权重融入实体, 增强节点的嵌入表示; 最后, 预测用户和项目之间的评分. 实验表明, 在Book-Crossing数据集上, 相较于最优基线, AUC和ACC分别提高了1.8%和2.3%. 在Yelp2018数据集上, AUC和ACC分别提高了1.2%和1.4%. 结果证明, 该模型与其他基准模型相比有较好的推荐性能.     

结合异构关系增强图神经网络的社交推荐

社交推荐旨在利用用户的社会属性推荐潜在的感兴趣项目,有效缓解了数据稀疏性和冷启动问题。然而现有的社交推荐算法主要面向单一社交关系进行研究,社会属性难以充分参与计算,存在未能合理利用社会异构关系和节点特征表示质量不高的问题,为此提出一种结合异构关系增强图神经网络的社交推荐模型（HR-GNN）。HR-GNN利用图卷积网络（GCN）聚合用户和项目节点信息,生成查询嵌入以查询节点信息;通过将抽样概率与邻居节点之间的一致性分数相结合的邻居抽样策略挖掘社会异构关系;用自注意力机制聚合节点信息以提高用户和项目特征表示的质量。在两个真实数据集上进行的实验结果表明,所提算法在平均绝对误差（MAE）和均方根误差（RMSE）两个指标上相较于基准算法均有明显改进,在Ciao数据集上它们分别至少降低了1.80%和1.35%,在Epinions数据集上则分别至少降低了2.80%和3.18%,验证了HR-GNN的有效性。     

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。     

自适应融合邻域聚合和邻域交互的图卷积网络

图表示学习是在保持图中节点性质不变的前提下,获取节点的低维表示向量,为下游任务提供有效的数据支持。现有图表示学习算法大多关注于聚合邻域特征,对于挖掘其他非线性信息关注不足。针对这一问题,提出了自适应融合邻域聚合和邻域交互的图卷积网络AFAI-GCN。首先,采用双通道图卷积网络建模邻域聚合,并利用生成的嵌入表示计算邻域交互项来补充算法学习的信息;然后,结合注意力机制构建自适应融合模块,增加对重要信息的关注,提高融合信息项的任务相关性;最后,通过信息一致性约束和差异性约束增强节点特征一致性和嵌入表示差异性。在三个公共引文数据集上进行了节点分类和可视化任务,结果显示,AFAI-GCN与图卷积网络（GCN）、邻域聚合和交互图卷积网络（AIR-GCN）等算法相比,在Cora、Citeseer、Pubmed数据集上分类准确率分别提高了1.0～1.6个百分点、1.1～2.4个百分点和0.3～0.9个百分点;在可视化任务中团簇内聚合程度更高,不同的团簇边界更清晰;算法学习过程中收敛速度更快,准确率曲线更平滑。实验结果表明该框架较好地提升了基准算法的性能。     

基于胶囊图卷积的解缠绕会话感知推荐方法

针对会话推荐模型中存在的推荐准确率不高的问题,提出了一种基于胶囊图卷积的解缠绕会话感知推荐方法(CGCD)。具体来说,采用解缠绕学习技术将项目嵌入转换为基于多个子通道的因子嵌入,利用图卷积网络对因子嵌入进行细粒度的学习。然后,利用胶囊动态融合策略聚合不同的因子获得新的项目嵌入。此外,采用多头注意力机制为会话中每个项目分配权重。最后,根据分配的权重将项目嵌入与当前会话中的其他项目进行聚合,进而生成准确的会话表示,实现项目推荐。在两个公开真实数据集上的实验表明,所提模型在推荐的Pre@10,Pre@20,MRR@10和MRR@20上平均提高了5.17%、2.99%、6.56%和2.94%,验证了其有效性与高效性。     

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...     

一种基于增强图卷积神经网络的协同推荐模型

图卷积神经网络是一种针对图结构数据的深度学习模型,由于具有强大的特征提取和表示学习能力,它也成为当前推荐系统研究的热门方法.以推荐系统中的评分预测为研究对象,通过分析指出了现有的基于图卷积神经网络的推荐模型存在2个方面的不足：图卷积层仅仅利用了1阶协同信号和未考虑用户观点的差异.为此,提出一种端到端的、基于增强图卷积神经网络的协同推荐模型.它采用一种增强的图卷积层,不仅聚合了2阶协同信号而且融合用户观点的影响,从而更合理地利用协同信号学习实体节点的嵌入表示,并通过堆叠多个图卷积层对其进行精化;最后,采用了非线性的多层感知机实现评分预测.基于5种推荐数据集上的实验结果表明：新模型的预测误差相比于几种主流的推荐模型具有明显的降低.     

一种基于CW-RNN的多时间尺度序列建模推荐算法

序列化推荐试图利用用户与物品的历史交互序列,预测下次即将交互的物品。针对序列化推荐中推荐物品依赖于用户的长时间全局兴趣、中时间兴趣还是短时间局部兴趣的不确定性,该文提出了一种基于CW-RNN的多时间尺度序列建模推荐算法。首先,该算法引入CW-RNN层,从用户与物品的历史交互序列中抽取多个时间尺度的用户兴趣特征。然后,通过尺度维卷积来建模对不同时间尺度的用户兴趣特征的依赖,生成多时间尺度用户兴趣特征的统一表示。最后,利用全连接层建模统一的多尺度用户兴趣特征和隐式物品特征的交互关系。在MovieLens-1M和Amazon Movies and TV两个公开数据集上的实验结果表明,相比于现有最优的序列推荐算法,该文提出的算法在准确率上分别提升了3.80%和8.63%。     

融合画像和文本信息的轻量级关系图注意推荐模型

针对当前基于图神经网络的推荐系统受数据稀疏影响推荐效率不高的问题,提出融合画像和文本信息的轻量级关系图注意推荐模型(LightRGAN)。首先,利用用户画像和项目画像初始化用户和项目的嵌入表示。其次,引入评论、项目描述和项目类型作为辅助信息,并通过基于多头注意力机制的文本嵌入网络挖掘同一用户评论集和描述集中文本之间的潜在联系。然后,通过融合注意力机制的轻量级关系图卷积网络学习用户和项目的嵌入表示。最后,对各层嵌入表示加权求和并通过预测网络计算匹配分数。在三个公开数据集上的实验结果表明LightRGAN的效果优于多个现有的基线模型,评估指标HR@20、NDCG@20较最优基线模型最少提升了2.58%、2.37%。     

融合用户-项目的邻居实体表示推荐方法

在现有基于知识图谱的推荐方法中,大多采用单一用户或项目表示,在合并来自知识图谱的实体时,用户或项目表示所携带的信息容易丢失,用户兴趣欠拟合,进而导致模型的次优表示。为此,该文提出了融合用户-项目的邻居实体表示推荐方法,联合用户和项目的特征表示挖掘用户更感兴趣的内容,使用TransR模型在知识图谱中进行实体传播,获取用户的嵌入表示;使用GCN聚合候选项目在知识图谱的邻域实体,获取项目的嵌入表示。为验证该文方法的有效性,在MovieLens-20M、Book-Crossing、Last-FM公共数据集上进行了实验,并与Wide&Deep、RippleNet、KGAT等10种方法进行了对比,实验结果表明,该文方法的平均AUC和ACC分别提升约8.75%和7.10%。     

融合自注意力机制与长短期偏好的序列推荐模型

针对现有的序列推荐算法仅利用短期顺序行为进行推荐,而没有充分考虑用户的长期偏好和项目之间更深层次的联系等问题,提出一种融合自注意力机制与长短期偏好的序列推荐模型(combines self-attention with long-term and short-term recommendation,CSALSR)。该模型首先建模用户和项目的潜在特征表示,将用户短期交互序列中的项目成对编码为三向张量,然后经过自注意力机制模块并使用卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)从用户的顺序模式中提取项目间更深层次的联系。同时考虑用户的长期偏好,将相似用户的嵌入作为补充增强用户表征。在MovieLens-1M和Gowalla数据集上,实验结果表明提出的方法在准确率precision@N、召回率recall@N、均值平均精度(mean average precision,MAP)上优于其他方法。     

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。     

融合知识图谱与注意力机制的推荐算法

为了解决信息过载问题,提出了一种融合知识图谱与注意力机制的推荐模型.在该模型中,将知识图谱作为辅助信息进行嵌入,可以缓解传统推荐算法数据稀疏和冷启动问题,并且给推荐结果带来可解释性.为了提升推荐准确率以及捕捉用户兴趣的动态变化,再结合深度学习中的神经网络以及注意力机制生成用户自适应表示,加上动态因子来更好地捕捉用户动态...     

基于降噪自编码器的社会化推荐算法

现有的社会化推荐算法未考虑信任用户对目标用户深层的偏好影响。针对这一问题,提出了一种基于深度学习的混合推荐算法,利用降噪自编码器学习用户及其信任用户的评分偏好,使用加权隐藏层来平衡这些表示的重要性,有效建模用户间的潜在偏好交互。在此基础上,通过用户聚类和个性化权重区分不同类的用户受其信任用户的影响程度。在开放数据集上的实验结果表明,该算法优于现有的社会化推荐算法,与主要的推荐算法SoRec、RSTE、SocialMF、TrustMF相比,其平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)显著降低,获得了较好的推荐效果。     

一种基于用户播放行为序列的个性化视频推荐策略

本文针对在线视频服务网站的个性化推荐问题,提出了一种基于用户播放行为序列的个性化推荐策略.该策略通过深度神经网络词向量模型分析用户播放视频行为数据,将视频映射成等维度的特征向量,提取视频的语义特征.聚类用户播放历史视频的特征向量,建模用户兴趣分布矩阵.结合用户兴趣偏好和用户观看历史序列生成推荐列表.在大规模的视频服务系统中进行了离线实验,相比随机算法、基于物品的协同过滤和基于用户的协同过滤传统推荐策略,本方法在用户观看视频的Top-N推荐精确率方面平均分别获得22.3%、30.7%和934%的相对提升,在召回率指标上分别获得52.8%、41%和1065%的相对提升.进一步地与矩阵分解算法SVD++、基于双向LSTM模型和注意力机制的Bi-LSTM+Attention算法和基于用户行为序列的深度兴趣网络DIN比较,Top-N推荐精确率和召回率也得到了明显提升.该推荐策略不仅获得了较高的精确率和召回率,还尝试解决传统推荐面临大规模工业数据集时的数据要求严苛、数据稀疏和数据噪声等问题.     

基于知识图注意网络的个性化推荐算法

现有的大多数利用知识图谱的推荐算法在探索用户的潜在偏好时没有有效解决知识图谱中存在的不相关实体的问题,导致推荐结果准确率不高。针对这一问题,提出了基于知识图谱和图注意网络的推荐算法KG-GAT(knowledge graph and graph attention network)。该算法将知识图谱作为辅助信息,在图注意网络中使用分层注意力机制嵌入与实体相关的近邻实体的信息来重新定义实体的嵌入,得到更有效的用户和项目的潜在表示,生成更精确的top-N推荐列表,并带来了可解释性。最后利用两个公开数据集将所提算法和其他算法进行实验对比,得出所提算法KG-GAT能够有效解决沿着知识图谱中的关系探索用户的潜在偏好时存在的不相关实体的问题。