基于图神经网络和GRU网络的社交推荐算法

文章提出了一种基于改进的图神经网络和门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)网络的融合模型RGNN-GRU,以预测用户对物品的评分。首先,RGNN-GRU将用户对物品的评分视为相对评分,构造改进的图神经网络。其次,结合现实中用户的兴趣会随时间发生改变的特性,引入GRU网络。最后,利用改进的图神经网络、GRU网络和用户社交网络分别对用户、物品和社交关系进行建模。在数据集Ciao和Epinions上的实验结果表明,本文所提模型的推荐性能更好。     

基于图注意力的异构图社交推荐网络

针对现有社交推荐算法忽视了用户潜在关联和项目之间的协作关系,提出了一个新的算法模型GATHGN(GAT based heterogeneous graph neural network),在该模型框架中对用户关联和项目关系统一建模。首先,挖掘用户显式社交关系、潜在关联关系和用户—项目关联关系,从而提取用户社交高阶特征和潜在兴趣高阶特征;而后,基于图注意力机制聚合上述两种高阶特征,逐层更新用户融合特征;最后,依据更新的用户融合特征与项目特征计算最终的推荐结果。在Yelp数据集和Flickr数据集上的实验结果表明,GATHGN的命中率与归一化折损累计增益较基线算法有显著提升。     

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。     

信任社交网络中基于图熵的个性化推荐算法

随着社交网络的飞速发展引起了人们对推荐系统（RS）的广泛关注。针对社交网络中现有推荐方法仍存在冷启动问题以及未考虑用户所处的社交网络信息的情况，提出了在信任社交网络中基于图熵的个性化推荐算法（PRAGE）。首先，根据用户物品和它们之间的反馈信息建立用户物品图（UIG），同时引入信任机制建立用户信任图（UTG）；其次，通过对两个图使用随机游走算法得到用户与物品的初始相似度和基于信任机制的新的用户物品相似度；重复随机游走过程直至相似度稳定到收敛值；然后，使用UIG和UTG的图熵对两组相似度进行加权并最终相应地得出目标用户的最终推荐列表。在真实的数据集Epinions和FilmTrust上的实验结果表明，相比经典的基于随机游走算法，PRAGE的精确率分别提高了34.7%和19.4%，召回率分别提高了28.9%和21.1%，能够有效地缓解推荐的冷启动问题且在精确率和覆盖率指标上均优于对比算法。     

基于社交关系和时序信息的团购推荐方法

针对目前团购推荐方法较少结合单个用户与群组用户,并且对时间间隔、社交关系等上下文相关信息的利用不充分的问题,提出了一种基于社交关系和时序信息的团购推荐方法。对单个用户进行推荐时,针对循环神经网络（RNN）的门控循环单元（GRU）在团购推荐时没有考虑时序信息的影响,以及用户-商品交互序列中不相关的商品数据会产生噪声等问题,提出了融合时序感知GRU和自注意力的团购推荐模型（RTSA）。首先,通过计算用户购买的任意两个商品之间的个性化时间间隔,构建了时序感知GRU(TGRU)模型;然后,采用自注意力网络研究商品位置及个性化时间间隔的影响;最后,实验结果表明在Amazon Beauty数据集中,RTSA相较于对单个用户推荐的最优的基线模型——基于时间间隔感知自注意力的序列化推荐模型（TiSASRec）,前10个商品命中率提升了11.73%。对群组用户进行推荐时,针对团购群组推荐中预定义的融合策略不能动态获取群组用户权重,以及群组-项目交互数据的稀疏性等问题,提出了融合社交网络和分层自注意力的团购推荐模型（SSAGR）。首先,采用RNN捕捉团购中用户随时间变化的复杂潜在兴趣;其次,利用分层自注意...     

基于图注意力网络和简单循环单元的化合物-蛋白质交互预测

现有基于深度学习的化合物-蛋白质交互预测方法未考虑数据的内部协变量偏移及序列数据的长距离依赖.针对此问题,文中提出基于图注意力网络和简单循环单元的化合物-蛋白质交互预测方法.利用图注意力网络-门控循环单元学习化合物分子的图级表示,利用多层简单循环单元学习氨基酸子序列的特征向量表示,结合多层前馈网络预测化合物-蛋白质的交互作用.实验表明,文中方法在2个公开数据集上的各项评估指标都有所提升,由此验证方法的有效性.     

基于注意力机制的深度学习推荐算法

针对目前基于评论文本的推荐算法存在文本特征和隐含信息提取能力不足的问题, 提出一种基于注意力机制的深度学习推荐算法. 通过分别构建用户和项目的评论文本表示, 利用双向门控循环单元提取文本的上下文依赖关系以获得文本特征表示, 引入注意力机制, 更准确的获取用户兴趣偏好和项目属性特征. 将生成的用户和项目评论数据的两组隐含...     

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。     

基于位置社交网络的地点推荐算法

目前基于协同过滤的地点推荐算法存在难以准确估算用户偏好、推荐结果准确性不高等问题。改进了传统协同过滤中相似用户计算方法,在迭代过程中分别计算用户相似度和地点相似度的值,并不断交叉调整对方的值,直至收敛。该方法能够在稀疏的数据集下准确计算用户相似性。此外,在top-N推荐阶段,同时考虑了用户的兴趣度和推荐地点离用户所在地距离的影响,并设置阈值控制二者的权重,自适应地产生推荐结果。实验表明,与其它方法相比该方法能够获得更好的推荐效果。     

基于图注意力网络的购物篮推荐系统

目前已经有很多关于推荐系统的工作取得了很好的成绩。然而大多数工作都集中在对购物篮中单个项目进行排序,关于下一个购物篮的推荐方案却很少。GATBR是一个基于图注意力网络的购物篮推荐模型,它分别对购物篮和其中项目建模。网络中的注意力模块针对给定项目的历史行为,学习其中复杂的交互关系,最后将其合并表示为超图,为目标用户提供最有可能出现在下一个购物篮中的项目参考。通过在Yoochoose和TaFeng数据集上进行实验,GATBR表现出高于其它现有方案的预测精度。     

基于图嵌入和GRU的兴趣点推荐模型

下一个兴趣点推荐是基于位置的社交网络(Location-Based Social Network,LBSN)的重要服务之一,其不仅可以帮助用户寻找其感兴趣的目的 地,还能帮助商家提高潜在的收入.目前已有算法提出采用用户行为序列信息以及兴趣点信息进行推荐,但其没有很好地利用兴趣点辅助信息,因此无法缓解冷启动与数据稀疏问题.本文提出了一种基于图嵌入与GRU (Gated Recurrent Unit)的兴趣点推荐模型GE-GRU (Graph Embedding-Gated Recurrent Unit).GE-GR首先通过图嵌入的方法,将兴趣点本身与其辅助信息相融合,得到信息丰富的深层次兴趣点向量,再将其输入到神经网络中,利用GRU对用户近期兴趣偏好进行建模得到用户Embedding表示,最后根据兴趣点排序列表进行下一个兴趣点推荐.本文在一个真实的数据集Foursquare中超过48万条签到记录上进行了实验,采用Accuracy@k指标进行评估,实验结果表明,GE-GRU相比于GRU、LSTM (Long Short-Term Memory)在Accuracy@10上分别有3％和7％的提升.     

结合跳跃连接的多层图注意力网络会话推荐

基于会话的推荐旨在根据匿名用户的短期交互数据来预测用户下一次交互项目. 现有图神经网络会话推荐模型大多在信息传播过程中平等对待所有邻居节点, 而没有区分他们对于中心节点的重要性, 从而给模型训练引入噪声. 此外, 随着图神经网络层数的增加, 过度平滑问题会随之产生. 针对上述问题, 本文提出结合跳跃连接的多层图注意力网络会话推荐模型(MGATSC). 首先利用图注意力网络学习邻居节点对于中心节点的重要性, 并堆叠多层网络以获取高阶邻居信息; 然后为了缓解过度平滑问题, 采用基于残差注意力机制的跳跃连接更新每层网络的节点嵌入, 并通过平均池化得到最终节点嵌入. 最后将反向位置嵌入融合到节点嵌入中, 经过预测层生成推荐. 在Tmall、Diginetica以及Retailrocket这3个公开数据集上的实验结果表明所提模型优于所有基线模型, 验证了模型的有效性与合理性.     

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.     

融合协同知识图谱与优化图注意网络的推荐算法

考虑到推荐算法存在数据稀疏及模型复杂度较高等问题,提出了一种融合协同知识图谱与优化图注意网络的推荐模型。将用户/项目知识图谱与用户-项目交互图结合为协同知识图谱,嵌入到优化的图注意网络模型中,这不仅可以很好地缓解数据稀疏问题,还能更大程度地挖掘用户的潜在兴趣和高阶关系;使用优化的图卷积网络,通过去除特征转换和非线性激活模块,可以在不影响整体推荐性能的基础上极大地降低模型复杂度;结合基于偏差的注意力机制,及时感知候选项目与用户真实感兴趣项目之间的偏差,提升模型的训练效率。在Movielens数据集和Douban数据集上进行仿真实验,结果表明该算法在推荐性能和时间复杂度方面,相比对比算法均得到了有效的提升。     

融合知识图谱的双线性图注意力网络推荐算法

知识图谱可有效缓解传统协同过滤中的数据稀疏和冷启动问题,因此,近年来在推荐系统中融入知识图谱的方法成为重要的探索方向。然而现有的方法大多将知识图谱的网络结构划分为单独路径或仅利用了一阶邻居信息,造成无法建立整个图上的高阶连通性问题。为解决该问题,提出融合知识图谱和图注意力网络的KG-BGAT模型,并设计了双线性采集器。双线性采集器能够在信息采集阶段获取节点间的特征交互信息,丰富节点表示;图注意力网络通过递归嵌入传播算法将各个节点表示沿图进行传播,能够捕获图中的高阶连通性。在MovieLens-1M数据集上进行了Top-K推荐实验,在推荐列表长度为20时,精确率、召回率和归一化折损累计增益分别为29.4%、24.9%、67.4%,超过了目前主流的CKE、RippleNet、KGCN等融合知识图谱的推荐算法。实验证明提出的方法能够有效提高推荐结果的准确性。     

融合笔画特征的胶囊网络文本分类

目前多数文本分类方法无法有效反映句子中不同单词的重要程度,且在神经网络训练过程中获得的词向量忽略了汉字本身的结构信息。构建一种GRU-ATT-Capsule混合模型,并结合CW2Vec模型训练中文词向量。对文本数据进行预处理,使用传统的词向量方法训练的词向量作为模型的第1种输入,通过CW2Vec模型训练得到的包含汉字笔画特征的中文词向量作为第2种输入,完成文本表示。利用门控循环单元分别提取2种不同输入的上下文特征并结合注意力机制学习文本中单词的重要性,将2种不同输入提取出的上下文特征进行融合,通过胶囊网络学习文本局部与全局之间的关系特征实现文本分类。在搜狗新闻数据集上的实验结果表明,GRU-ATT-Capsule混合模型相比TextCNN、BiGRU-ATT模型在测试集分类准确率上分别提高2.35和4.70个百分点,融合笔画特征的双通道输入混合模型相比单通道输入混合模型在测试集分类准确率上提高0.45个百分点,证明了GRU-ATT-Capsule混合模型能有效提取包括汉字结构在内的更多文本特征,提升文本分类效果。     

基于注意力机制的自监督图卷积会话推荐

为了解决会话推荐系统中数据稀疏性问题, 提出了一种基于注意力机制的自监督图卷积会话推荐模型(self-supervised graph convolution session recommendation based on attention mechanism, ATSGCN). 该模型将会话序列构建成3个不同的视图: 超图视图、项目视图和会话视图, 显示会话的高阶和低阶连接关系; 其次, 超图视图使用超图卷积网络来捕获会话中项目之间的高阶成对关系, 项目视图和会话视图分别使用图卷积网络和注意力机制来捕获项目和会话级别局部数据中的低阶连接信息; 最后, 通过自监督学习使两个编码器学习到的会话表示之间的互信息最大化, 从而有效提升推荐性能. 在Nowplaying和Diginetica两个公开数据集上进行对比实验, 实验结果表明, 所提模型性能优于基线模型.     

基于姿态估计与GRU网络的人体康复动作识别

康复锻炼是脑卒中患者的重要治疗方式,为提高康复动作识别的准确率与实时性,更好地辅助患者在居家环境中进行长期康复训练,结合姿态估计与门控循环单元(GRU)网络提出一种人体康复动作识别算法Pose-AMGRU。采用OpenPose姿态估计方法从视频帧中提取骨架关节点,经过姿态数据预处理后得到表达肢体运动的关键动作特征,并利用注意力机制构建融合三层时序特征的GRU网络实现人体康复动作分类。实验结果表明,该算法在KTH和康复动作数据集中的识别准确率分别为98.14%和100%,且在GTX1060显卡上的运行速度达到14.23frame/s,具有较高的识别准确率与实时性。     

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。