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收稿日期:20190201;修回日期:20190401 基金项目:国家自然科学基金青年基金资助项目(11401187);国家自然科学基金资助项
目(61403132);湖北省教育厅科学技术研究计划青年人才项目(Q20161001)
作者简介:杨丽(1985),女,山西长治人,讲师,高级工程师,博士,主要研究方向为人工智能、数据挖掘、计算机软件与理论(yangli_lc@163.
com);王时绘(1965),男,湖北武汉人,教授,主要研究方向为软件工程、人工智能、机器学习;朱博(1982),男,湖北武汉人,高级工程师,硕士,主
要研究方向为人工智能、机器学习.
基于 ranking的深度张量分解群组推荐算法
杨 丽
1
,王时绘
1
,朱 博
2
(1.湖北大学 计算机与信息工程学院,武汉 430062;2.中国船舶重工集团公司第 709研究所,武汉 420205)
摘 要:针对当前群组推荐研究中,对于用户偏好建模时大多忽略了群组偏好与个人偏好之间的相互影响以及
建模初始化问题,提出了一种基于 ranking的混合深度张量分解群组推荐算法(RHDTF)。该算法首先利用基于
深度降噪自动编码器的混合神经网络对群组、个人和项目等信息进行初始化;然后提出基于成对张量分解模型
来捕获群组、个人和项目之间的相关关系;最后,采用 BPR标准优化张量分解的损失函数,学习提出算法的参
数。在真实数据集上的实验结果表明,该算法性能优于传统的主流群组推荐算法。
关键词:推荐算法;群组;深度学习;张量分解
中图分类号:TP301.6 文献标志码:A 文章编号:10013695(2020)05006131106
doi:10.19734/j.issn.10013695.2019.02.0067
Rankingbasedhybriddeeptensorfactorizationmodelforgrouprecommendation
YangLi
1
,WangShihui
1
,ZhuBo
2
(1.SchoolofComputerScience&InformationEngineering,HubeiUniversity,Wuhan430062,China;2.709ResearchInstituteofChinaShip
buildingIndustryCorporation
,Wuhan420205,China)
Abstract:Whenmodelingusers’preferences,currentresearchesofgrouprecommendationusuallyignoredthemutualinflu
encebetweengrouppreferenceandindividualpreferenceandtheproblemofmodelinginitialization.Toaddresstheseissues,
thispaperproposedanewgrouprecommendationmodelcalledrankingbasedhybriddeeptensorfactorizationmodel,namely
RHDTFmodel.Firstofall,thispaperdevelopedahybriddeeplearningbasedinitializationmethod,whichutilizeddeepde
noisingautoencodertopretraintheinitialvaluesoftheparametersfortheRHDTFmodel.Then,itproposedapairwisetensor
factorizationmodeltocapturethecorrelationamonggroup
,individualanditem.Finally,itusedtheBayesianpersonalized
ranking(BPR)metrictooptimizethelossobjectivefunctionoftensorfactorizationandlearntheparametersoftheproposed
model.Experimentalresultsonrealdatasetsshowthattheperformanceoftheproposedalgorithmoutperformstraditionalgroup
recommendationalgorithm.
Keywords:recommendationalgorithm;group;deeplearning;tensorfactorization
0 引言
近年来,推荐系统的研究发展十分迅速,出现了多种类型
的推荐系统,如移动推荐系统、上下文感知推荐系统、兴趣点推
荐系统等。然而,这些推荐系统都只能为单个用户进行推荐。
实际上,许多日常活动是由多个用户以群组的形式参与的,如
观看电影或电视节目、去餐厅就餐、度假旅游、公共场所服务
等。获取每个组的偏好可以帮助对用户组进行深入的行为分
析,考虑群组成员的个性化偏好,从而推荐有针对性的产品或
服务,这种类型的推荐属于群组推荐的范畴
[1]
。由于群组中
通常由具有多种不同偏好的用户组成,如何获取群组成员的共
同偏好,从而缓解群组成员之间的偏好冲突,使推荐结果尽可
能满足所有群组成员的需求,这是群组推荐系统研究需要解决
的关键问题
[2]
。目前群组推荐的研究受到越来越多的关注,
不仅涉及到数据挖掘、机器学习等领域,还涉及到用于研究群
组成员之间关系的社会学、心理学等领域,具有重要的研究意
义和应用价值
[3]
。近年来,针对群组推荐中的有关问题,大量
的研究已经展开,研究人员提出了许多群组推荐算法,但是已
有的群组推荐算法还存在如下问题:
a)在群组推荐领域中,用户属性聚合和推荐结果聚合是
群组推荐在获取群组成员共同偏好时采用的两种主要策略。
用户属性聚合将组中用户的配置文件汇总组合为组配置文件,
并采用为个人用户设计的推荐方法来创建群组推荐
[4,5]
;结果
聚合为群组中的每个用户生成一个推荐列表,并将这些推荐结
果整合到为群组推荐的单个推荐列表中
[6,7]
。基于两种聚合策
略进行群组推荐实际上都是一个单向过程,即只考虑根据个人
兴趣进行简单的整合而获得群组偏好,但没有考虑群组偏好对
个人兴趣的影响。显然,在社交群组的背景下,群组偏好与个人
偏好的影响是双向的,群组偏好和个人兴趣是相互关联的。
b)大多数基于机器学习的推荐模型研究都是利用矩阵分
解或者张量分解等技术学习用户和项目的潜在特征来进行推
荐
[8~11]
。基于矩阵分解模型或者张量分解模型等方法对用户
和项目潜在特征矩阵的初始化很敏感
[12]
,然而,大多数基于矩
阵分解或者张量分解等技术的推荐工作回避或忽视了这个问
题,采用非常简单的方法(如随机或零初始化)初始化用户和
项目的潜在特征。
为了解决上述问题,受到张量分解技术和深度学习模型的
启发,本文提出了一种基于深度学习模型利用张量分解技术进
行群组推荐的算法。具体而言,在本文中,基于群组偏好形成
的观察,首先作出如下两个假设:(a)群组中的每个用户对项
目具有固有的兴趣,同时用户对项目的内在兴趣可能受到用户
所属群组的影响;(b)群组对个人兴趣的影响在用户中多样化。
第 37卷第 5期
2020年 5月
计 算 机 应 用 研 究
ApplicationResearchofComputers
Vol.37No.5
May2020