基于异质图嵌入和会话交互的课程推荐模型

大规模在线教育平台所形成的网络具有数据量大、实体类型丰富、关系复杂等特性。一方面,在线教育正在被大力普及,而另一方面,在线课程却面临低使用率、低完成度及高辍学率的问题。个性化的课程推荐有利于提高学习者的学习积极性,其中,课程能否顺利合格完成是学习者在选课时所考虑的重要因素。鉴于此,提出一种基于学习完成度预测的个性化课程推荐模型。对学生的课程学习会话图进行建模,根据学生的课程学习顺序以及课程的完成情况,生成学生的学习状态表征;同时考虑在线学习环境因素对课程的影响,构建在线课程学习异质图,采用图神经网络生成异质图中课程节点的嵌入;然后通过交互机制融合学习状态表征和课程嵌入,预测学生下一门将学课程的完成度,根据完成度排序从而实现课程推荐。在CNPC、HMXPC和Scho1at3个大规模在线课程学习数据集上的实验结果表明,该模型能有效提升推荐的准确度,在归一化折损累计增益(NDCG)和平均倒数排名(MRR)2个指标上相较于基线模型最优结果均有显著提升,评估指标K值取5时,其NDCG@5指标在3个数据集上分别提升21.08%、17.73%和5.41%,MRR@5指标在3个数据集上分别提升25.6...     

基于Transformer与异质图神经网络的新闻推荐模型

新闻推荐方法大多假定用户浏览的新闻之间具有很强的时序依赖关系,但新闻具有更新的快速性及用户阅读的自由性等特点,使时序性建模中可能会引入噪音.为了解决此问题,文中提出基于Transformer与异质图神经网络的新闻推荐模型.采用Transformer从用户近期浏览的新闻中对用户的短期兴趣进行建模,通过异质图神经网络捕捉用户和新闻之间的高阶关系,建模用户长期兴趣和候选新闻的表示.同时,为了自适应调整短期兴趣和长期兴趣在用户建模时的重要性,设计用户长短期兴趣感知的点击预测机制.在真实数据集上的对比实验验证文中模型的有效性.     

基于多任务学习的图神经网络推荐模型研究

图神经网络处理非欧氏空间数据的强大能力促使越来越多的研究将其应用于推荐领域。然而,现有的基于图神经网络的推荐模型大多数仍然采用多个邻接矩阵来表示多种节点或边属性等异质信息,没有充分利用异质信息之间的交互。因此,提出一种新型的图神经网络推荐模型,把所有信息实体之间的丰富交互建模成异质图,并在异质图上使用稠密子图采样策略进行子图采样;此外,模型还加入多任务学习方法用于共同优化链接预测与推荐任务,使得模型学习到更好的节点表示,以提升推荐效果。2个公开数据集上的实验结果表明,所提模型相比基线模型,在Top-N推荐任务性能上有所提高。     

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。     

基于图神经网络的推荐系统模型

传统的推荐模型主要是基于用户或者基于项目层面进行建模分析,而未考虑过用户与项目之间存在的协作信号。针对上述问题,提出结合图神经网络的推荐模型,将用户与物品数据构造为图结构,将图结构输入神经网络中挖掘用户与物品之间的协作信号,使得用户和物品得到更具体的特征表示。实验结果表明,这一改进在一定程度上提高了模型的准确度,使得模型推荐效果得到提升。     

基于融合元路径的图神经网络协同过滤算法

传统的协同过滤算法没有充分考虑用户和商品的交互信息,且面临数据稀疏、冷启动等问题,造成了推荐系统的结果不准确.在本文中提出了一种新的推荐算法,即基于融合元路径的图神经网络协同过滤算法.该算法首先由二部图嵌入用户和商品的历史互动,并通过多层神经网络传播获取用户和商品的高阶特征;然后基于元路径的随机游走来获取异质信息网络中...     

融合项目影响力的图神经网络会话推荐模型

针对现有的会话推荐模型难以显式地表示项目对推荐结果的影响的问题,提出一种融合项目影响力的图神经网络会话推荐模型（SR-II）。首先,提出一种新的边权重计算方法,将计算结果作为图结构中转移关系的影响力权重,并用图神经网络（GNN）的影响力图门控层提取该图的特征;其次,提出改进的捷径图连接有关联的项目,有效捕获远程依赖,丰富图结构所能表达的信息,并通过注意力机制的捷径图注意力层提取该图的特征;最后,通过结合上述两层,构建推荐模型。在Diginetica和Gowalla数据集上的实验结果中,SR-II的HR@20最高达到53.12%,MRR@20最高达到25.79%。在Diginetica数据集上,相较于同一表征空间下基于训练模型的会话推荐（CORE-trm）,SR-II在HR@20上提升了1.10%,在MRR@20上提升了1.21%。在Gowalla数据集上,相较于基于会话的自注意网络推荐（SR-SAN）,SR-II在HR@20上提升了1.73%;相较于基于无损边缘保留聚合和捷径图注意力的推荐（LESSR）模型,SR-II在MRR@20上提升了1.14%。实验结果表明SR-II的推荐效果优...     

基于负数据库的隐私保护图神经网络推荐系统

图数据是一种特殊的数据形式,由节点和边组成.在这种数据中,实体被建模为节点,节点之间可能存在边,表示实体之间的关系.通过分析和挖掘这些数据,人们可以获得很多有价值的信息.因此,对于图中各个节点来说,它也带来了隐私信息泄露的风险.为了解决这个问题,本文提出了一种基于负数据库(NDB)的图数据发布方法.该方法将图数据的结构特征转换为负数据库的编码形式,基于此设计出一种扰动图(NDB-Graph)的生成方法,由于NDB是一种保护隐私的技术,不显式存储原始数据且难以逆转.故发布的图数据能确保原始图数据的安全.此外,由于图神经网络在图数据中关系特征处理方面的高效性,被广泛应用于对图数据的各种任务处理建模,例如推荐系统,本文还提出了一种基于NDB技术的图神经网络的推荐系统,来保护每个用户的图数据隐私.基于Karate和Facebook数据集上的实验表明,与PBCN发布方法相比,本文的方法在大多数情况下表现更优秀,例如,在Facebook数据集上,度分布最小的L1误差仅为6,比同隐私等级下的PBCN方法低约2.6%,最坏情况约为1400,比同隐私等级下PBCN方法低约46.5%.在基于LightGCN的协同过滤实验中,也表明所提出的隐私保护方法具有较高的精度.     

图神经网络推荐方法研究

图神经网络因其特性在许多应用领域展露锋芒,将图神经网络与推荐相结合成为研究热点之一.在推荐中使用图神经网络方法,能够在复杂环境中显著提高推荐的水平.对图神经网络的方法、个性化推荐和群组推荐分别进行总结介绍;对基于图神经网络的推荐方法进行概述,重点对图神经网络及其近年来在推荐领域的研究成果进行归纳总结;分析了推荐研究现状...     

基于图神经网络的协同过滤推荐算法综述

推荐系统因可有效解决信息过载问题而受到学术界与工业界的广泛关注。基于图神经网络的协同过滤推荐算法可有效表征用户和项目特征,并可学习用户和项目间的复杂关系,成为近年来推荐系统中广泛使用的一种技术。作者首先根据拟解决问题的不同对算法进行分类,然后对每个类别下的代表性算法进行比较与分析;其次,对实验中常用的数据集进行分类汇总,并对常用的评价指标进行简要介绍;最后,给出该领域面临的挑战和未来可能的研究方向。     

基于知识图谱驱动的图神经网络推荐模型

知识图谱(KG)蕴含丰富的结构与关联信息,不仅可以缓解推荐系统中数据稀疏、冷启动等问题,还可以更准确地进行个性化推荐,因此提出一种基于知识图谱驱动的端到端图神经网络推荐模型KGLN.首先使用单层神经网络框架对图中单个节点进行特征融合,并加入影响因子来改变不同邻居实体的聚合权重;然后通过迭代的方式将单层扩展到多层,使实体...     

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...     

基于自监督图掩码神经网络的社交推荐模型

现有自监督社交推荐模型大多通过人工启发式图增强和单一关系视图间对比的策略构建自监督信号,性能受到增强自监督信号质量的影响,难以自适应地抑制噪声.由此,文中提出基于自监督图掩码神经网络的社交推荐模型.首先,分别构建用户社交和物品分类的单一关系视图及高阶连通异构图,采用图掩码学习范式指导用户社交图进行自适应和可学习的数据增强.然后,设计异构图编码器,学习视图中的潜在语义,跨视图对用户、物品嵌入进行对比学习,完成自监督任务,分别对用户、物品嵌入进行加权融合,完成推荐任务.最后,利用多任务训练策略联合优化自监督学习任务、推荐任务和图掩码任务.在3个真实数据集上的实验表明文中模型性能具有一定提升.     

基于会话的多粒度图神经网络推荐模型

基于会话的推荐旨在根据当前用户的匿名会话的点击序列信息来预测用户的下一次点击行为。现有方法多数都是通过对用户会话点击序列的物品信息进行建模,并学习物品的向量表示,进而进行推荐。而作为一种粗粒度的信息,物品的类别信息对物品有聚合作用,可作为物品信息的重要补充。基于此,提出了基于会话的多粒度图神经网络推荐模型（SRMGNN）。首先,使用图神经网络（GNN）得到会话序列中的物品和物品类别的嵌入向量表示,并使用注意力网络捕捉用户的注意力信息;然后,将赋予了不同注意力权重值的物品和物品类别信息进行融合后,输入到门限循环单元（GRU）里;最后,通过GRU学习会话序列的物品时序信息,并给出推荐列表。在公开的Yoochoose数据集和Diginetica数据集上进行实验,实验结果验证了该模型在增加了物品类别信息后的优势,且实验结果表明了在Precision@20和MRR@20这2种评价指标上,该模型相较于短期注意力/记忆优先级（STAMP）模型、神经注意力（NARM）模型、GRU4REC等8种模型均有更好的效果。     

基于异质信息网络表示学习与注意力神经网络的推荐算法

推荐系统能够有效解决信息过载等问题,得到了国内外众多学者的广泛关注.真实世界中的应用场景往往可以建模成异质信息网络,因此基于异质信息网络表示学习的推荐算法成为了近年来的研究热点.然而,当前的研究工作仍然存在异质信息提取缺乏深度、节点的复杂关系发掘不充分等问题.为解决这些问题,文中提出了基于异质信息网络表示学习与注意力神...     

主题增强的多层次图神经网络会话推荐模型

基于会话的推荐旨在基于会话内数据,为匿名或未登录用户做出推荐.现有的研究工作通常仅以会话中单个商品作为最小单位进行建模,忽略商品在不同感受野下的表征.同时,尚未挖掘会话序列中蕴含的商品隐式主题信息.为了缓解上述问题,文中提出主题增强的多层次图神经网络会话推荐模型(Topic-Enhanced Multi-level Graph Neural Network for Session-Based Recommendation, TEMGNN).首先,设计多层次商品嵌入学习模块,拓宽商品的感受野,获取不同粒度下的商品表示.然后,结合文中提出的多层次图神经网络进行同粒度和跨粒度下的商品信息传播,捕获更丰富的商品嵌入表征.此外,提出商品主题学习模块,在不依赖任何商品属性信息的前提下,抽取商品在隐空间下的主题共性,并以显式的向量空间投影方式自动形成商品的主题表示,用于增强模型推荐性能.在3个基准数据集上的实验表明,TEMGNN的表现较优.     

基于图模型和注意力模型的会话推荐方法

为解决基于循环神经网络（RNN）会话推荐方法的兴趣偏好表示不全面、不准确问题,提出基于图模型和注意力模型的会话推荐（SR-GM-AM）方法。首先,图模型利用全局图和会话图分别获取邻域信息和会话信息,并且利用图神经网络（GNN）提取项目图特征,项目图特征经过全局项目表示层和会话项目表示层得到全局级嵌入和会话级嵌入,两种级别嵌入结合生成图嵌入;然后,注意力模型使用软注意力进行图嵌入和反向位置嵌入融合,目标注意力激活目标项目相关性,注意力模型通过线性转换生成会话嵌入;最后,SR-GM-AM经过预测层,输出下次点击的N项推荐列表。在两个真实的公共电子商务数据集Yoochoose和Diginetica上对比了SR-GM-AM方法与基于无损边缘保留聚合和快捷图注意力的推荐（LESSR）方法,结果显示,SR-GM-AM方法的P@20最高达到了72.41%,MRR@20最高达到了35.34%,验证了SR-GM-AM的有效性。     

基于异构邻域聚合的协同过滤推荐算法

传统的协同过滤算法使用one-hot编码生成的特征向量信息量稀少,对异构行为数据仅挖掘不同行为间的联系而忽略用户间行为的联系.针对上述问题,文中提出基于异构邻域聚合的协同过滤推荐算法.首先,使用图对用户和项目的异构交互进行建模,并利用图的连通特性构建邻域.然后,使用轻量级图卷积方法整合邻域信息,融入目标用户和目标项目的特征向量.最后,将融合邻域信息的用户与项目的特征向量输入多任务异构网络进行训练,通过丰富特征向量信息的方法缓解数据稀疏问题.在数据集上的实验证实文中算法的性能较优.     

基于图神经网络与深度学习的商品推荐算法

基于图神经网络的推荐算法可以提取传统方法无法提取用户与商品之间的关联关系.目前此类算法大多忽略了用户和商品的评论数据中所存在的一般偏好.针对这一问题,提出了一种方法,在利用图神经网络提取关联关系的同时,利用深度学习提取评论的优势提取用户和商品的一般偏好,并进行特征融合来提升推荐效果.在四组公共数据集中进行了对比实验,使用召回率和归一化折损累计增益作为评价指标,并通过消融实验验证了方法的有效性.实验表明该方法比已有相关算法的效果更好.两种网络的特征融合对推荐效果有提升作用.