知识图谱推荐系统研究综述

推荐系统可以在海量的数据信息中获取用户偏好,从而更好地实现个性化推荐,提高用户体检,以及解决互联网中的信息过载问题,但推荐系统仍然存在冷启动和数据稀疏问题。知识图谱作为一种拥有大量实体和丰富语义关系的结构化知识库,不但能够提高推荐系统的准确性,还能够为推荐项目提供可解释性,从而增强用户对推荐系统的信任度,为解决推荐系统中存在的一系列关键问题提供了新方法、新思路。首先针对知识图谱推荐系统进行研究与分析,以应用领域为分类依据将知识图谱推荐系统分为多领域知识图谱推荐系统和特定领域知识图谱推荐系统,同时根据这些知识图谱推荐方法的特点进一步分类,对每类方法进行定量分析和定性分析;之后列举出知识图谱推荐系统在应用领域中常用的数据集,对数据集的规模和特点进行概述;最后对知识图谱推荐系统未来的研究方向进行展望和总结。     

基于衰减传播的知识图谱增强推荐系统

基于知识图谱的推荐方法对于用户兴趣在知识图谱上的传播路径信息利用不足，没有充分考虑不同层次之间的路径传播。针对以上问题，提出基于衰减传播的知识图谱增强推荐系统（enhanced recommendation system based on attenuation propagation for knowledge graphs,RSAP）。该模型设计基于知识图谱的兴趣图层内传播方法和层间传播方法，利用反映用户兴趣强弱变化的衰减因子，分别沿着知识图谱的不同方向提取用户兴趣表示，使用基于残差块的提纯网络来捕获用户兴趣的焦点，从而得到用于计算推荐得分的最终用户表示，并生成推荐结果。在三个公共知识图谱数据集上的对比实验结果证明，RSAP在多个基准评价指标上取得较好的效果，优于其他对比算法。     

基于知识子图与注意力机制的在线课程推荐模型

推荐系统可以帮助用户在海量的资源中筛选出满足其需求的项目,不断发展的推荐系统为在线教育提供了新的思路。在线课程资源推荐作为在线教育领域中的重要一环,目前存在课程资源过载和课程推荐结果缺乏可解释性的问题。对此,该文提出了一种基于知识子图与注意力机制的在线课程推荐模型,以利用知识子图进行推荐。有别于直接利用知识图谱进行推荐而忽略了知识表示不准确问题的模型,该模型首先采用Node2vec随机游走方法从知识图谱中提取连接用户-课程对的连通子图,然后通过分层注意网络对子图进行编码,以生成用于用户所需课程预测的子图嵌入,最后生成Top-N推荐课程列表,并给出模型的可解释性说明。为验证模型的有效性,以“中国大学MOOC(慕课)”上的数据为样本构建数据集,实验结果表明,相较于KGCN-PN、GAT、KGAT以及POCR模型,文中模型在NDCG、HR以及MRR评价指标上分别提升了10.6%,9.41%,13.7%。     

基于对偶四元数的协同知识图谱推荐模型

为减轻用户-商品交互数据稀疏和冷启动问题对协同过滤算法推荐效果的影响,许多研究者将知识图谱引入推荐系统.然而既往工作对协同知识图谱中关系的建模较为单一,表达能力较弱,不利于建模实体间的复杂关系以及学习用户和商品的嵌入.为克服这一问题,本文提出基于对偶四元数的协同知识图谱推荐模型(DQKGR),利用富有表达力的对偶四元数嵌入表示用户和商品,以有效建模实体和关系之间复杂的潜在依赖.在商品和用户的嵌入学习部分,本文设计了一个新的知识图谱嵌入模型(DQKGE),可基于莫比乌斯变换捕捉协同知识图谱中实体间多种复杂关系,并基于此设计偏好传播与聚合方法以利用知识图谱中的结构信息进行推荐.为验证所提DQKGR模型的有效性,在公开的Last-FM、MovieLens-20M和Book-Crossing数据集上进行大量实验,结果表明所提DQKGR模型推荐结果在多个评测指标上优于现有方法,可在平均意义上产生2.83%以上的性能提升.     

知识图谱增强的图神经网络推荐研究进展

已有推荐方法主要基于用户与项目的历史交互行为,未充分运用用户及项目相关特征信息,推荐效果并不理想。知识图谱（knowledge graph,KG）增强的图神经网络（graph neural network,GNN）推荐,是以用户与项目交互行为构建的交互图为基础,引入同为图结构的知识图谱,并运用图神经网络技术进行处理,从而实现个性化推荐。深入探讨了现有知识图谱增强的图神经网络推荐研究进展。首先在对图神经网络推荐和知识图谱推荐进行探讨的基础上,从项目知识图谱和协同知识图谱视角,深入分析了当前知识图谱增强的图神经网络推荐取得的相关研究成果;然后从大规模动态知识图谱处理、用户对项目属性的偏好挖掘、知识图谱的图嵌入学习等方面,指出了已有知识图谱增强的图神经网络推荐研究存在的主要问题;最后从动态时序知识图谱增强的GNN推荐、元学习的知识图谱增强GNN推荐、多模态知识图谱增强的GNN推荐、知识图谱增强的GNN跨领域推荐等方面,展望了知识图谱增强的图神经网络推荐未来主要研究方向。     

基于知识图谱的推荐算法研究综述

推荐算法广泛应用于互联网场景中,为用户推荐个性化的信息,解决信息过载问题,以提升用户体验。引入知识图谱的推荐算法利用丰富的辅助信息能有效解决数据稀疏和冷启动等问题,有助于推荐准确性、多样性和可解释性,引起了人们的研究兴趣。总结现有推荐方法,划分为基于嵌入、基于路径和基于传播三个类型,介绍分析现有方法如何挖掘知识图谱中的实体和关系的信息,以及如何利用知识图谱进行可解释的推荐,并对比了三种类型方法的优缺点;介绍了不同应用场景下的常用数据集;对具有挑战性的未来研究方向进行了展望。     

结合注意力机制的知识感知推荐算法

知识图谱在推荐系统中的应用越来越受重视,可以有效地解决推荐系统中存在的数据稀疏性和冷启动问题.但现有的基于路径和基于嵌入的知识感知推荐算法在合并知识图谱中的实体来表示用户时,并没有考虑到实体对于用户的重要性并不相同,推荐结果会受到无关实体的影响.针对现有方法的局限性,提出了一种新的结合注意力机制的知识感知推荐算法,并给...     

融合知识图谱和评论文本的个性化推荐模型

推荐系统的目的是解决“信息过载”的问题,然而目前的研究方法大多利用用户和商品信息对用户兴趣进行建模,没有同时利用知识图谱构建用户模型来增强推荐系统的性能,因此提出了融合知识图谱和评论文本的个性化推荐模型。首先,通过不同类型的知识图谱分别关联用户项目和用户评论文本,扩展用户的兴趣和提取评论文本中的实体;其次,通过构造用户兴趣网络得到带有用户兴趣偏好的兴趣特征;然后,通过构造画像模块和情感模块的画像网络提取到带有用户情感倾向的画像特征;利用决策层进行点击率预测。最后在Amazon数据集上进行了实验比较,对所提模型的性能进行了评估,并与目前的融合知识图谱和评论文本的推荐模型进行比较,验证了所提模型的有效性。     

基于知识图谱用户偏好传播的实体推荐模型

将知识图谱作为辅助信息引入到推荐系统中,可以有效地增强推荐系统的学习能力,提高推荐系统的精准度和用户满意度。针对知识图谱上的偏好传播问题,提出一种基于知识图谱用户偏好传播的实体推荐模型,目的是在传播偏好的同时兼顾传播强度,提高推荐效果。通过提取不同特定属性的基本特征控制用户偏好在知识图谱上的传播强度,然后根据每个用户的历史偏好传播强度在知识图谱上迭代计算,得到用户—项目对的偏好传播模型,最终通过排序学习进行top ◢N◣推荐。最后,在三个不同类型数据集上的对比实验验证该模型算法的有效性。实验证明,在偏好传播的同时控制传播强度可以很好地提升推荐系统的准确率、召回率以及◢F◣▼1▽值,同时具有很强的灵活性和可解释性。     

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。     

应用知识图谱的推荐方法与系统

数据稀疏和冷启动是当前推荐系统面临的两大挑战. 以知识图谱为表现形式的附加信息能够在某种程度上缓解数据稀疏和冷启动带来的负面影响, 进而提高推荐的准确度. 本文综述了最近提出的应用知识图谱的推荐方法和系统, 并依据知识图谱来源与构建方法、推荐系统利用知识图谱的方式, 提出了应用知识图谱的推荐方法和系统的分类框架, 进一步分析了本领域的研究难点. 本文还给出了文献中常用的数据集. 最后讨论了未来有价值的研究方向.     

图神经网络会话推荐系统综述

会话推荐立足于目标用户的当前会话,根据项目类别、跨会话的上下文信息、多种用户行为等辅助信息学习项目间的依赖关系,从而捕捉用户的长短期偏好进行个性化推荐。近年来,流行的深度学习系列方法已经成为会话型推荐系统这个研究热点的前沿方法,尤其是图神经网络的引入,使会话推荐系统的性能得到了进一步提升。鉴于此,该综述从问题定义与会话推荐因素出发,从构图方面进行分析;将相关工作分为基于图卷积网络、门控图神经网络、图注意力网络和其他图神经网络架构的会话推荐系统,并进行归纳与对比;对各工作实验部分中的损失函数类别、所选用的数据集和模型性能评估指标三方面进行深入分析。重点从算法原理和性能分析两方面对各模型框架进行评估和梳理,旨在对近五年基于图神经网络的会话推荐系统相关工作进行评述、总结与展望。     

旅游知识图谱特征学习的景点推荐

基于知识图谱的推荐算法在多个领域取得了较好的效果，但仍然存在一些问题，如不能有效提取知识图谱中实体关系标签中的特征，推荐准确率会降低。因而提出将网络嵌入方法（network embedding）用于旅游知识图谱的特征提取，使得特征的提取更加充分。通过对旅游知识图谱中不同标签的属性子图独立建模，利用深度学习模型挖掘游客及景点等图节点语义特征，进而获得融合各个标签语义的游客和景点特征向量，最终通过计算游客和景点相关性生成景点推荐列表。通过在真实旅游知识图谱上的实验，验证了利用网络嵌入方法对知识图谱中数据建模后，可以有效提取节点的深层特征。     

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...     

知识图谱数据管理研究综述

知识图谱是人工智能的重要基石.各领域大规模知识图谱的构建和发布对知识图谱数据管理提出了新的挑战.以数据模型的结构和操作要素为主线,对目前的知识图谱数据管理理论、方法、技术与系统进行研究综述.首先,介绍知识图谱数据模型,包括RDF图模型和属性图模型,介绍5种知识图谱查询语言,包括SPARQL、Cypher、Gremlin、PGQL和G-CORE;然后,介绍知识图谱存储管理方案,包括基于关系的知识图谱存储管理和原生知识图谱存储管理;其次,探讨知识图谱上的图模式匹配、导航式和分析型3种查询操作.同时,介绍主流的知识图谱数据库管理系统,包括RDF三元组库和原生图数据库,描述目前面向知识图谱的分布式系统与框架,给出知识图谱评测基准.最后,展望知识图谱数据管理的未来研究方向.     

基于知识图嵌入的协同过滤推荐算法

利用知识图谱进行推荐的一个巨大挑战在于如何获取项目的结构化知识并对其进行语义特征提取.针对这一问题,提出了一种基于知识图嵌入的协同过滤推荐算法(KGECF).首先从Freebase知识图谱中提取与项目相关的知识信息,并与历史交互项目进行链接构建子知识库;然后通过基于TransR的Xavier-TransR方法得到子知识库中实体、关系表征;设计一种端到端的联合学习模型,将结构化信息与历史偏好信息嵌入到统一的向量空间中;最后利用协同过滤方法进一步计算这些向量并生成精确的推荐列表.在MovieLens-1 M和Amazon-book两个公开数据集上的实验表明,该算法在推荐准确率、召回率、F1值和NDCG四个指标上均优于基线方法,能够集成大规模的结构化和非结构化数据,同时获得高精度的推荐结果.     

基于实体活跃度及复制生成的时序知识图谱推理

现有时序知识图谱推理主要是基于静态知识图谱的推理方法,通过知识图谱的结构特征挖掘潜在的语义信息和关系特征,忽略了实体时序信息的重要性,因此提出一种基于实体活跃度及复制生成机制的时序知识图谱推理方法(EACG)。首先,通过改进的图卷积神经网络对多关系实体建模,有效挖掘知识图谱的潜在语义信息和结构特征。其次,时序编码器基于实体活跃度学习实体的时序特征。最后,使用复制生成机制进一步学习知识图谱的历史信息,提升对时序数据建模的能力。在时序知识图谱数据集ICEWS14、ICEWS05-15、GDELT上推理的实验结果表明,EACG在MRR评估指标中分别优于次优方法2%、10%和5%。     

Trust-aware recommendation based on heterogeneous multi-relational graphs fusion

Users’ trust relations have a significant influence on their choice towards different products. However, few recommendation or prediction algorithms both consider users’ social trust relations and item-related knowledge, which makes them difficult to cope with cold start and the data sparsity problems. In this paper, we propose a novel trust-ware recommendation method based on heterogeneous multi-relational graphs fusion, termed as T-MRGF. In contrast with other traditional methods, it fuses the user-related and item-related graphs with the user–item interaction graph and fully utilizes the high-level connections existing in heterogeneous graphs. Specifically, we first establish the user–user trust relation graph, user–item interaction graph and item–item knowledge graph, and the user feature and item feature, which have been obtained from the user–item graph, are used as the input of the user-related graph and the item-related graph respectively. The fusion is achieved through the cascade of feature vectors before and after feature propagation. In this way, the heterogeneous multi-relational graphs are fused for the feature propagation, which largely refines the user and item representation for model prediction. Simulation results show that the proposed method significantly improve the recommendation performance compared to the state-of-the-art KG-based algorithms both in accuracy and training efficiency.     

课程资源的融合知识图谱多任务特征推荐算法

在采集在线学习信息时,普遍存在数据缺失的情况,使得课程资源推荐时可能因数据稀疏导致推荐的效果不理想。为了解决上述问题,基于端对端的深度学习框架,提出了融合知识图谱的多任务特征推荐算法（Multi-Layer Knowledge graph Recommendation,MLKR）。基于多任务特征学习,在任务中嵌入知识图谱;在任务之间通过交叉压缩单元建立潜在特征和实体之间的高阶联系,从而建立推荐模型。实现了基于学习者目标、兴趣、知识水平的课程资源精准推荐。实验结果表明,MLKR推荐算法训练时长和预测准确率均优于基于用户或物品的协同过滤算法和逻辑回归模型,在课程资源推荐领域具有一定的应用价值。