基于受约束偏置的概率矩阵分解算法

在概率矩阵分解(PMF)模型拟合之后,评分较少用户的特征趋近于先验分布的平均值,导致对其评分预测接近物品的平均评分.受约束概率矩阵分解(CPMF)未考虑到不同评分系统的整体差异以及数据集内部用户与物品存在的固有属性.针对以上问题,提出将传统矩阵分解中的用户和物品偏置项以及全局平均分结合受约束概率矩阵分解来建立新的矩阵分解算法.算法利用整体平均分衡量不同评分系统,在采用偏置来表示用户以及物品之间相互独立的属性的同时,引入约束使行为相近用户拥有相近的用户偏置,从而提高预测精度.在两个真实数据集上的实验结果表明,该算法相对于PMF和CPMF算法预测精度得到了提高.     

基于边界矩阵低阶近似和近邻模型的协同过滤算法

为解决矩阵分解应用到协同过滤算法的局限性和准确率等问题,提出基于边界矩阵低阶近似（BMA）和近邻模型的协同过滤算法（BMAN-CF）来提高物品评分预测的准确率。首先,引入BMA的矩阵分解算法,挖掘子矩阵的隐含特征信息,提高近邻集合查找的准确率;然后,根据传统基于用户和基于物品的协同过滤算法分别预测出目标用户对目标物品的评分,利用平衡因子和控制因子动态平衡两个预测结果,得到目标用户对物品的评分;最后,利用MapReduce计算框架的特点,对数据进行分块,将该算法在Hadoop环境下并行化。实验结果表明,BMAN-CF比其他矩阵分解算法有更高的评分预测准确率,且加速比实验验证了该算法具有较好的可扩展性。     

引入评分偏置的二项矩阵分解推荐算法

针对推荐系统中的评分预测问题,在矩阵分解的基础上实现了一种修正的二项矩阵分解算法。假设用户对物品的评分基于二项分布,由于用户的评分习惯存在差异,物品的受欢迎程度也存在差异,导致用户—物品评分矩阵存在偏置量。通过引入偏置量对矩阵分解和评分预测进行修正,采用最大后验估计建模,并通过随机梯度下降算法优化模型。实验结果表明,在MovieLens 100K数据集上,引入评分偏置的二项矩阵分解算法在推荐精度、离线计算时间等方面均优于传统的二项矩阵分解算法。     

基于FunkSVD矩阵分解和相似度矩阵的推荐算法

传统基于用户的协同过滤推荐算法在计算用户相似性时经常面临数据稀疏的问题,同时忽略了不同评分项目之间的差异。针对这些问题,提出一种基于FunkSVD矩阵分解和相似度矩阵的推荐算法。利用用户评分数据与物品标签数据计算出用户的相似度矩阵;利用FunkSVD对得到的相似度矩阵进行矩阵分解,生成新的用户相似度矩阵;根据用户之间评分数据对两个相似度矩阵中的用户相似度加权组合,并生成用户的综合相似度矩阵来对用户进行评分预测。经过Movielens数据集的实验表明,该算法提高了预测的准确性,优于传统的推荐算法。     

融合社交信息的矩阵分解改进推荐算法

矩阵分解的推荐模型具有推荐精度高和易扩展等特点,已成为目前融合社交信息构建推荐系统的主要模型,但在分解过程中,用户偏好矩阵和物品特征矩阵初始赋值的随机性影响了推荐的性能,忽略了物品以及用户之间隐含的联系与区别。为此,提出一种基于社交信息的矩阵分解改进算法。将评分值分别与社交信息和物品的特征属性相结合,构建用户相似网络与物品相似网络,同时应用社区划分充分挖掘用户、物品之间的潜在关系,并按不同类型节点的近邻差异性,通过建立核心、非核心节点的偏好向量与特征向量得到矩阵分解初始矩阵。在公开数据集上的实验结果表明,该算法的推荐性能优于MF、SR2等同类型算法,运行迭代次数明显降低。     

基于深度距离分解的推荐算法研究

针对推荐系统中的矩阵分解算法只根据用户和物品的特征向量进行点积运算,无法准确衡量不同用户对物品偏好的弊端,该文提出了一种基于深度距离分解模型的推荐算法。首先,改变传统矩阵分解直接对评分值进行分解的模式,将用户与物品的评分矩阵转化为距离矩阵;然后,将距离矩阵分别按行和按列输入两个深度神经网络进行训练,得到用户和物品的距离特征向量;接下来,用距离特征向量计算用户和物品之间的距离值,通过设计的损失函数使预测距离值与真实距离值的误差达到最小;最后,将用户与物品的预测距离值转化为预测评分。实验结果表明,在不同数据集中,该文提出的基于深度距离分解模型的推荐算法在RMSE和MAE指标上均优于基线推荐算法。     

移动环境下基于情境感知的个性化影视推荐算法研究

针对在移动环境下使用传统推荐算法进行个性化影视推荐时存在的准确度不高的问题,提出了一种基于情境感知的矩阵分解算法。该算法在基本矩阵分解算法的基础上,通过融入全局偏置和情境偏置来进行未知评分预测。该算法的优势在于：一方面,使用矩阵分解的方式使得矩阵的规模远远小于原始评分矩阵;另一方面,该算法充分融入了情境要素对评分的影响,使得预测评分更加精准。通过在LDOS-CoMoDa数据集上进行实验,结果表明,该算法在准确度上优于基于用户的协同过滤算法、基本矩阵分解算法和baseline预测算法。     

基于偏见修正的联合矩阵分解算法

目前协同过滤的主流方法是矩阵分解模型。针对传统矩阵分解方法没有考虑用户偏见和物品隐含特征对推荐质量的共同影响,在矩阵分解模型的基础上提出了一种基于用户偏见修正的联合矩阵分解算法(联合分解物品评分矩阵和物品共现矩阵)。在不同基准数据集上的实验结果反映了所提策略的合理性,并通过基于排序的指标证明了 所提模型比 传统矩阵分解模型在性能上有较大幅度的提升。     

拟合矩阵与两阶融合迭代加速推荐算法

传统的矩阵分解模型无法充分探索用户与物品在均值、偏置和特征之间的内在联系,提出拟合矩阵模型,通过构建用户与物品矩阵分别代表用户与物品特性来提高预测性能。矩阵分解模型在推荐系统领域有精度优势,但求解模型参数最常用的梯度下降法收敛速度缓慢,因此考虑与拟牛顿法融合,加快收敛速度。提出的算法命名为拟合矩阵与两阶融合迭代加速推荐算法（fitting matrix and two orders fusion iterative,FAST）,实验表明,FAST算法比传统的非负矩阵分解（NMF）、奇异值矩阵分解（SVD）、正则化奇异值矩阵分解（RSVD）在平均绝对误差（MAE）与均方根误差（RMSE）上有下降,在迭代效率上有显著提高,缓解了精度与迭代效率难以平衡的问题。     

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.     

基于用户信任和兴趣的概率矩阵分解推荐方法

传统协同过滤推荐算法存在数据稀疏性、冷启动、新用户等问题.随着社交网络和电子商务的迅猛发展,利用用户间的信任关系和用户兴趣提供个性化推荐成为研究的热点.本文提出一种结合用户信任和兴趣的概率矩阵分解（STUIPMF）推荐方法.该方法首先从用户评分角度挖掘用户间的隐性信任关系和潜在兴趣标签,然后利用概率矩阵分解模型对用户评分信息、用户信任关系、用户兴趣标签信息进行矩阵分解,进一步挖掘用户潜在特征,缓解数据稀疏性.在Epinions数据集上进行实验验证,结果表明,该方法能够在一定程度上提高推荐精度,缓解冷启动和新用户问题,同时具有较好的可扩展性.     

Scientific articles recommendation with topic regression and relational matrix factorization

In this paper we study the problem of recommending scientific articles to users in an online community with a new perspective of considering topic regression modeling and articles relational structure analysis simultaneously. First, we present a novel topic regression model, the topic regression matrix factorization （tr-MF）, to solve the problem. The main idea of tr-MF lies in extending the matrix factorization with a probabilistic topic modeling. In particular, tr-MF introduces a regression model to regularize user factors through probabilistic topic modeling under the basic hypothesis that users share similar preferences if they rate similar sets of items. Consequently, tr-MF provides interpretable latent factors for users and items, and makes accurate predictions for community users. To incorporate the relational structure into the framework of tr-MF, we introduce relational matrix factorization. Through combining tr-MF with the relational matrix femtorization, we propose the topic regression collective matrix factorization （tr-CMF） model. In addition, we also present the collaborative topic regression model with relational matrix factorization （CTR-RMF） model, which combines the existing collaborative topic regression （CTR） model and relational matrix factorization （RMF）. From this point of view, CTR-RMF can be considered as an appropriate baseline for tr-CMF. Further, we demonstrate the efficacy of the proposed models on a large subset of the data from CiteULike, a bibliography sharing service dataset. The proposed models outperform the state-of-the-art matrix factorization models with a significant margin. Specifically, the proposed models are effective in making predictions for users with only few ratings or even no ratings, and support tasks that are specific to a certain field, neither of which has been addressed in the existing literature.     

融合物品相似性与流形正则化的矩阵分解推荐模型

矩阵分解是推荐系统中应用最为广泛的方法之一,但其对物品隐因子及其相似性学习不够充分.社会网络分析中认为相互连接的个体有一定共性,受此启发提出一个能够借助近邻关系有效学习物品隐因子及其相似性的矩阵分解推荐模型.首先基于评分矩阵对物品相似性计算进行改良,综合同一用户和相似用户的评分共现信息对物品信息建模;然后通过构建相似性优化和流形局部保持正则化项,使物品相似性作用在矩阵分解中,从而充分学习物品隐因子特征及其相似性;最后根据用户和物品隐因子矩阵计算推荐指数.在公开数据集上的实验结果表明,通过流形正则化技术将改良的物品相似性作用在矩阵分解中,可以有效提升推荐效果.     

基于显式与隐式反馈信息的概率矩阵分解推荐

针对现有的基于用户显式反馈信息的推荐系统推荐准确率不高的问题,提出了一种基于显式与隐式反馈信息的概率矩阵分解推荐方法。该方法综合考虑了显示反馈信息和隐式反馈信息,在对用户信任关系矩阵和商品评分矩阵进行概率分解的同时加入了用户评分记录的隐式反馈信息,优化训练模型参数,为用户提供精确的预测评分。实验结果表明,该方法可以有效地获得用户偏好,产生大量的准确度高的推荐。     

基于高阶偏差的因子分解机推荐算法

在推荐系统中,因评分尺度差异而造成的偏差问题一直影响着协同过滤算法的预测准确性。其中针对矩阵因子分解算法中的偏差问题,本文提出一种基于高阶偏差的因子分解机算法。该算法首先按照评分偏差的现实特征对用户和项目进行划分,再将偏差类别作为辅助特征集成到因子分解机中,实现了评分预测中不同偏差用户、项目的高阶交互。在Movielens数据集上的实验结果表明,相比传统矩阵因子分解算法,本文提出的算法具有更低的预测误差,体现了其更好的推荐性能。     

用户-兴趣点耦合关系的兴趣点推荐方法

在基于位置的社交网络(LBSNs)中,如何利用用户和兴趣点的属性(或特征)之间的耦合关系,为用户做出准确的兴趣点推荐是当前的研究热点.现有的矩阵分解推荐方法利用用户对兴趣点的评分进行推荐,但评级矩阵通常非常稀疏,并且没有考虑用户和兴趣点在各自属性方面的耦合关系.本文提出了一种基于深度神经网络的兴趣点推荐框架,首先采用K...     

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。