基于CNN-LFM模型的个性化推荐

评分数据的稀疏性和新物品的冷启动问题一直是阻碍推荐系统发展的难题。针对这些问题,利用物品的图像数据作为辅助信息以提高评分预测的准确性,提出一种基于卷积神经网络与隐语义模型的推荐模型(CNN-LFM)。CNN-LFM模型利用隐语义模型挖掘评分数据,获得用户和物品的潜在特征,其中物品的潜在特征会在卷积神经网络提取的图像特征的约束下不断完善。在真实数据集下进行实验,对结果的定量和定性分析表明CNN-LFM模型不存在新物品的冷启动问题,即使当评分数据十分稀疏时,其性能也远远优于其它推荐模型。     

HRS-DC：基于深度学习的混合推荐模型

针对传统的矩阵分解算法,仅利用评分信息作为推荐依据,当评分数据稀疏时,不能准确获取隐式反馈,影响推荐的准确性,充分利用辅助信息进行隐式特征的提取成为研究热点之一,提出一种基于深度学习的推荐模型HRS-DC,利用深度神经网络和卷积神经网络从辅助信息中分别提取出用户和项目的隐性特征向量,再将特征向量经过改进的神经协同过滤得出新的评分矩阵。通过在三个真实的数据集上进行验证,与概率矩阵分解（PMF）、协同过滤主题回归（CTR）、协同过滤深度学习（CDL）、卷积矩阵分解ConvMF算法相比提高了评分预测的准确性,也在一定程度上缓解了冷启动问题。     

基于半自动编码器的协同过滤推荐算法

为高效利用推荐系统中用户和物品的交互历史和辅助信息,提出一种改进的协同过滤推荐算法。利用半自动编码器对用户和物品的辅助信息进行特征提取,将提取出的特征映射到矩阵分解模型中,通过反向传播算法实现半自动编码器与矩阵分解模型的联合更新以提升推荐效果。在MovieLens-100K和Book-Crossing公开数据集上的实验结果表明,与融合偏置的奇异值分解、概率矩阵分解等传统推荐算法相比,该算法具有更低的均方根误差和更好的推荐性能。     

小波卷积增强的对比学习推荐算法

推荐算法是一种用于解决信息过载问题的方法,序列化推荐通过建模用户购买的物品序列预测下一个物品。现有的序列化推荐算法通常忽视用户行为序列中的噪声、跨序列信息和物品间的组合依赖等问题,导致推荐性能受限。为此,提出一种小波卷积增强的对比学习推荐算法WCLR。利用数据的内在相关性获得自监督信号,并根据预训练的方法来增强数据表示。给出3个辅助的自监督学习任务,利用信息最大化原理学习属性、物品、序列与邻居序列的相关性,通过互信息最大化提供一种统一的方式描述不同类型数据间的相关性。由于小波卷积网络能提取物品的组合依赖,降低用户交互序列中的噪声,设计一个多核小波卷积模块,通过多尺寸用户序列多方面捕获用户的潜在兴趣,将自监督学习和小波卷积融入到推荐算法模型中,降低序列数据稀疏性和噪声,提高推荐精度。在LastFM、Beauty和Toys 3个数据集上的实验结果表明,与8个序列化推荐模型相比,WCLR算法的命中率、归一化折损累计增益和平均倒数秩分别提升了3.30%、1.47%和2.17%。     

ACMF:基于卷积注意力模型的评分预测研究

评分数据稀疏是影响评分预测的主要因素之一。为了解决数据稀疏问题,一些推荐模型利用辅助信息改善评分预测的准确率。然而大多数推荐模型缺乏对辅助信息的深入理解,因此还有很大的提升空间。鉴于卷积神经网络在特征提取方面和注意力机制在特征选择方面的突出表现,该文提出一种融合卷积注意力神经网络(Attention Convolutional Neural Network, ACNN)的概率矩阵分解模型: 基于卷积注意力的矩阵分解(Attention Convolutional Model based Matrix Factorization, ACMF),该模型首先使用词嵌入将高维、稀疏的词向量压缩成低维、稠密的特征向量;接着,通过局部注意力层和卷积层学习评论文档的特征;然后,利用用户和物品的潜在模型生成评分预测矩阵;最后计算评分矩阵的均方根误差。在ML-100k、ML-1m、ML-10m、Amazon数据集上的实验结果表明,与当前取得最好预测准确率的PHD模型相比,ACMF模型在预测准确率上分别提高了3.57%、1.25%、0.37%和0.16%。     

基于图卷积与外积的协同过滤推荐模型

推荐系统帮助用户主动找到满足其偏好的个性化物品并推荐给用户.协同过滤算法是推荐系统中较为经典的算法,但是其会受到数据冷启动和稀疏性的限制,具有可解释性差和模型泛化能力差等缺点.针对其缺点进行研究,通过将原始的评分矩阵以用户—项目二部图的形式作为输入,将图卷积神经网络设计为一种图自编码器的变体,通过迭代的聚合邻居节点信息得到用户和项目的潜在向量表示,并在其基础上结合卷积神经网络,提出了一种基于卷积矩阵分解的推荐算法,提升了模型的可解释性和泛化能力,同时融合辅助信息也解决了数据的稀疏性问题,并使推荐的性能分别得到了1.4％和1.7％的提升.为今后在基于图神经网络的推荐方向上提供了一种新的思路.     

基于注意力机制的协同卷积动态推荐网络

一直以来, 各种推荐系统关注于如何挖掘用户与物品特征间的潜在关联, 特征信息的充分利用有利于用户到物品的精准匹配. 基于矩阵分解和分解机的推荐算法是该领域的主流, 前者学习用户历史行为而后者分析对象特征关系, 但都难以兼顾用户行为与个体特征. 而近年来, 深度神经网络凭借其强大的特征学习能力和灵活可变的结构被应用到了推荐系统领域. 鉴于此, 本文提出了一种基于注意力机制的协同卷积动态推荐网络(Attentionbased collaborative convolutional dynamic network, ACCDN), 它通过注意力机制实现用户历史行为、用户画像与物品属性的多重交互, 再通过卷积网络逐层捕捉更高阶的特征交互. 网络同时接受不同组块输出的低阶至高阶信息, 最后给出用户对指定物品青睐评分概率的预估. 而且本文还提出了一种基于无参时间衰减的用户兴趣标签来量化用户关注的变化. 通过比较若干先进模型在两个现实数据集的表现, 本文设计的动态推荐模型不但能够缓解推荐时滞性, 还能明显提高推荐质量, 为用户带来更好的个性化服务体验.     

耦合辅助信息的矩阵分解推荐模型

近十年来，协同过滤（CF）推荐系统成功地为用户提供了个性化的产品和服务。然而，用户—物品矩阵的稀疏性、推荐精度不高等问题仍然是一个挑战。针对这些问题，在矩阵分解模型基础上，提出了耦合用户和物品辅助信息的矩阵分解混合协同过滤框架；然后，基于此框架又提出了耦合物品属性信息相似度（COS）的过滤模型。大规模真实数据集上的实验表明，该模型不但可以有效解决物品相似度度量问题，而且相比传统方法，尤其是在物品特征非常稀疏的情况下，推荐准确性得到有效改进。     

基于度量学习的多空间推荐系统

隐式反馈具有数据获取成本小、形式广泛的特点,因此在现代推荐系统中被广泛使用.由于用户的隐式反馈通常是稀疏,不平衡,且含义不明确的.因此,想要准确学习用户和物品之间的复杂交互具有挑战性.传统的基于矩阵分解的推荐方法只能建模用户-物品之间的相似性.同时,矩阵分解使用点积运算作为相似度评估方式,而点积运算不满足三角不等式,即不能将用户-物品相似性传递到用户-用户以及物品-物品的相似性建模.因此,矩阵分解不足以在隐式反馈中充分建模用户和物品的关系.尽管现在有基于隐式反馈使用欧式距离来度量用户-物品相似度的度量学习方法,使得对应的推荐方法能够满足三角不等式.但是,现有的度量方法通常会将每个用户或者物品表示为度量空间中的单个点,进而在单个空间内通过用户-物品之间的距离来表征用户-物品之间的相似性.由于在不同的环境下,用户对于同一种类型的物品的偏好也可能存在差异.基于单个空间的用户、物品嵌入向量有可能无法满足用户具有的多种偏好和物品具有的多种属性,进而限制了推荐系统的性能.为了充分刻画用户和物品,我们尝试从多个侧面对于用户和物品进行表示,并提出了一个基于多空间的度量学习(MML)框架.通过设计整合多个空间相似性的度量方式,我们将用户和物品投影到多个空间中进行细粒度的表示.另外,我们设计了一种经过校准的优化策略,包括经过校准的最大间隔损失函数和经过校准的采样方法.在保持多空间度量学习表示能力的同时,确保框架的有效性.最后,模型通过训练好的用户、物品向量,对于稀疏的用户-物品交互矩阵进行填补.在动态更新空间权重的同时,可以赋予模型新的训练视角,最终实现端到端的训练.通过四个真实世界推荐数据集上进行的大量实验表明,MML可以在Recall和nDCG衡量指标上将目前最优的对比算法提高40%以上.     

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.     

联合学习用户端和项目端知识图谱的个性化推荐

如何在已有的用户行为和辅助信息的基础上准确建模用户的偏好非常重要。在各种辅助信息中,知识图谱(Know-ledge Graph,KG)作为一种新型辅助信息,其节点和边包含了丰富的结构信息和语义信息,近年来受到了越来越多研究者的关注。大量研究表明,在个性化推荐中引入知识图谱可以有效地提高推荐的性能,并增强推荐的合理性和可解释性。然而,现有的方法要么是在KG上探索每个用户-项目交互对(user-item)的独立子路径,要么使用图表示学习的方法在KG中分别学习目标用户(user)或项目(item)的表示,虽然都取得了一定的效果,但是前者没有充分捕获用户-项目(user-item)在KG上的结构信息,后者在产生嵌入(embedding)表示的过程中忽略了user和item的相互影响。为了弥补上述方法的不足,提出了一种联合学习用户端和项目端知识图谱(User-end and Item-end Knowledge Graph,UIKG)的新模型。该模型通过挖掘用户和项目在各自KG中的关联属性信息,并通过联合学习有效地捕获用户的个性化偏好与项目之间的关联性。具体的操作步骤是,利用基于图卷积神经网络的方法从用户知识图谱中学习用户表示向量,再将用户表示向量引入项目知识图谱中联合学习得到项目表示向量,实现用户端KG和项目端KG的无缝统一,最后通过多层感知器进行偏好预测,得到用户对项目的偏好概率,从而更有效地挖掘KG中的高阶结构信息和语义信息来捕获用户的个性化偏好。在公开数据集上的实验结果表明,与基线方法相比,UIKG在Recall@K指标上提高了2.5%~13.6%,在AUC和F1指标上提高了0.4%~5.8%。     

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...     

基于网络表示学习与深度学习的推荐算法研究

针对传统基于协同过滤的推荐算法信息提取能力有限的问题,提出基于网络表示学习的卷积协同过滤推荐算法。将二分网络分成物品与用户同质网络,在各自的同质网络上使用GraphSAGE模型得到融合网络空间信息和用户与物品属性信息的矩阵。在此基础上,利用外积运算丰富用户和物品特征向量各维度的相关表示,通过卷积神经网络训练物品和用户的交互信息得到算法模型。实验结果验证了该算法的有效性,且相比ConvNCF算法,其在Movielens数据集上HR@5和NDCG@5分别提升了1.89和2.19个百分点,在Last.fm数据集上HR@5和NDCG@5分别提升了1.09和2.32个百分点。     

融合用户偏好和多交互网络的协同过滤算法

推荐系统中的辅助信息可以为推荐提供有用的帮助,而传统的协同过滤算法在计算用户相似度时对辅助信息的利用率低,数据稀疏性大,导致推荐的精度偏低.针对这一问题,本文提出了一种融合用户偏好和多交互网络的协同过滤算法(NIAP-CF).该算法首先根据评分矩阵和项目属性特征矩阵挖掘出用户的项目属性偏好信息,然后使用SBM方法计算用户间的项目属性偏好相似度,并用其改进用户相似度计算公式.在进行评分预测时,构建融合用户-项目属性偏好信息的多交互神经网络预测模型,使用动态权衡参数综合由用户相似度计算出的预测评分和模型的预测评分来进行项目推荐.本文使用MovieLens数据集进行实验验证,实验结果表明改进算法能够提高推荐的精度,降低评分预测的MAE和RMSE值.     

一种基于自注意力机制的组推荐方法

基于自注意力网络和神经协同过滤模型（neural collaborative filtering,NCF）提出一种基于自注意力机制的组推荐系统模型SAGR（self-attention group recommendation）,用于建模用户交互数据以及学习群组潜在偏好的表示。通过在用户级和项目级分别使用自注意力机制,动态调整组中每个用户的权重,解决偏好融合问题从而得到组表示。再通过多层神经网络框架NCF从数据中挖掘组和项目之间的交互,最终完成群组推荐。在CAMRa2011和MovieLens数据集上与同类方法进行对比,实验结果表明SAGR方法能够取得更好的组推荐结果。     

基于广义内容概率潜在语义分析模型的推荐

针对推荐系统中存在新项目及准确性难以把握等问题,提出一种基于广义内容概率潜在语义模型的推荐方法。该方法以概率潜在语义模型为基础,引入两组潜在变量及项目特征来建立广义内容概率潜在语义模型。该模型中两组潜在变量分别表示用户群体和项目群体,项目特征根据实际情况以特征词的形式进行表示,且通过不对称学习算法完成未知参数的训练及预测。利用三个不同的数据集对所提方法进行实验验证,结果表明该方法具有良好的项目推荐品质。     

基于耦合CNN评分预测模型的个性化商品推荐

电子商务中大量评论数据蕴含着丰富的信息,该信息有助于解决个性化推荐系统存在的数据稀疏问题.为了充分挖掘评论数据蕴含的价值,提高商品推荐的准确率,本文提出了基于耦合CNN评分预测模型的个性化商品推荐方法.该方法首先利用耦合CNN构建评分预测模型,将耦合CNN分为用户网络和商品网络,划分成输入层、卷积层、输出层和共享层;用户评论数据和商品评论数据分别从相应网络输入;在评论数据分析时,从字向量角度进行语义分析,同时改变传统的使用单一大小卷积核处理句子的模式,使用多个并行的卷积层,利用大小不同的卷积核对句子进行特征提取;两个网络的输出将共同汇聚于共享层,在共享层使用因子分解机进行评分预测;最后将结果中的高评分商品推荐给用户.经对比实验验证,本文所给方法能够提高商品推荐的准确率.