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首页个性化电影推荐系统:算法整合与架构优化
本文档深入探讨了电影推荐系统的设计与实现,针对当前互联网和移动互联网环境下电影娱乐信息爆炸式增长的需求,提出了一种个性化的电影推荐解决方案。作者首先阐述了研究背景和意义,指出个性化推荐系统在满足用户多样化的观影需求中的重要性。 在研究综述部分,作者概述了国内外在电影推荐系统领域的研究现状,包括数据挖掘技术、相似度计算方法和推荐算法的发展。这些方法虽然各有优劣,但单一技术难以适应电影推荐的复杂性,特别是处理冷启动问题和提高推荐准确性方面。 文章的核心内容包括系统需求分析,明确提出了功能需求(如推荐个性化电影、支持用户评分等)和非功能性需求(如系统性能、稳定性)。在系统设计阶段,架构设计是关键,采用了模块化的方法,将推荐模块、数据集管理、评分预测和相似度计算等功能分开,提高了系统的可维护性和扩展性。 推荐模块采用了一种结合协同过滤与基于内容的过滤的混合策略,解决了冷启动问题,同时通过集中平均法预测用户评分,减轻了个人评分习惯的影响。在运营模块,设计了双环境(测试与正式)结构,运用新型同步算法和错误检测机制,确保推荐数据的准确性和系统效率。 此外,文档还强调了推荐模块的可扩展性,允许用户根据具体数据集选择合适的评分预测器和相似度计算器,既支持内置经典算法,也支持自定义算法,从而显著提升推荐结果的准确性。运营模块则通过数据库依赖同步和错误检测算法优化数据运营流程,提高了数据处理的精确性和效率。 关键词:推荐系统、协同过滤、基于内容推荐、邻域推荐、平均集中法。这篇论文不仅提供了理论分析,还包含实际的系统设计和实现细节,对于理解和构建高效、准确的电影推荐系统具有较高的参考价值。
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1.2.3 推荐系统实例
推荐系统中近年来机器学习与数据挖掘领域中的研究热点, 出现过大量的成
型推荐系统实例:
1) ACF :Active Collaborative Filtering 系统为卡耐基梅隆大学开发的电子文档主
动协同过滤推荐系统, 用户可以通过主动的方式将创建的电子文档或文档的
超链接推荐给可能对此感兴趣的用户,适用于用户群体比较小的场合。
2) GroupLens:GroupLens 系统是麻省理工大学开发的新闻信息自动协同过滤推
荐系统, 利用基于邻域的的方法, 找到与用户有着相似兴趣的邻居用户, 然
后根据这些用户对特定物品的评分来预测该用户对物品的评分产生最终的
推荐结果。
3) Ringo:Ringo 系统由麻省理工大学媒体实验室开发的音乐协同过滤推荐系统,
用于提供个性化的音乐推荐服务。预测用户喜欢的音乐和对特定音乐的评分。
4) MovieLens:MovieLens 电影推荐系统是明尼苏达大学开发的协同过滤推荐系
统, 是一个推荐系统和虚拟社区网站, 其主要功能为应用协同过滤技术和
用户对电影的喜好,向用户推荐电影。
5) Netflix:Netflix 是一家在线影片租赁提供商。公司能够提供超大数量的 DVD,
而且能够让顾客快速方便的挑选影片, 同时免费递送。 Netflix 已经连续五次
被评为顾客最满意的网站。可以通过 PC、TV 及 iPad 、iPhone 收看电影、
电视节目,可通过 Wii ,Xbox360 ,PS3 等设备连接 TV 。Netflix 大奖赛从
2006 年 10 月份开始, Netflix 公开了大约 1 亿个 1-5 的匿名影片评级,数
据集仅包含了影片名称,评价星级和评级日期,没有任何文本评价的内容。
比赛要求参赛者预测 Netflix 的客户分别喜欢什么影片,要把预测的效率提高
10%以上。
1.3 本论文的主要内容
本论文实现了一个电影评分推荐系统, 和一个后台的运营系统, 用户可以通
过注册填写一些个人的兴趣爱好, 以及一些特别喜欢的电影, 这样便可以开始使
用该推荐系统的服务, 用户可以根据分类浏览一些感兴趣的电影, 并对其进行评
分,推荐系统后台的分析算法通过协同过滤的算法计算出了每个电影的相似度,
用户在电影的详情页面可以看到与该电影相似的其它电影, 在评论页用户可以看
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到其它用户对该电影的评分, 点进用户的详情页, 可以看到该用户也喜欢哪些电
影,极大提高推荐系统的覆盖率。在运营系统中,运营人员可以上架新的电影,
填写电影的描述和分类信息, 使得新上架的电影可以迅速被推荐给感兴趣的用户。
第二章分析了推荐系统中常用的相似度计算方法, 基于邻域的算法, 协同过
滤的算法, 基于内容的算法等评分预测算法的算法与优缺点问题, 另外对热门电
影的排名算法也给出了介绍, 通过分析各种算法找出最适合本系统的相似度计算
公式,与评分预测算法。
第三章对系统的功能性需求和非功能性需求进行了细致的分析, 包括了用户
的登录, 用户注册, 用户评分, 运营人员的电影信息维护, 热门榜单运营等功能
性需求, 另外系统的性能, 准确性, 可靠性与可扩展性这些非功能性需求也进行
了一一介绍。
第四章分析了推荐系统中各个功能模块的设计,用户的登陆, 评分,注册,
运营人员的电影数据提交与测试环境与正式环境下数据的同步等功能。通过对数
据库表的设计将整个逻辑功能流程与数据的关系对应起来。
第五章进述了系统中最关键的两个模块
[21][22][23]
的实现, 推荐模块与运营模
块,在推荐模块的实现中, 充分地利用了设计模式
[24][25][26]
的思想,将系统的耦
合程度降到最低程度, 将相似度计算, 推荐预测算法, 数据集三大部分都充分地
抽象出来,用推荐器 Recommender 将它这些模块都联系起来,因此系统可以根
据具体的数据集选择不同的相似度算法与推荐预测算法, 来计算出推荐的时间效
率与推荐的准确度, 从而选择最适合本系统的一套结构, 大大提高系统的可扩展
性
[27][28][29]
,在运营模块中使用测试环境与正式环境中的数据同步,解决了系统
的可靠性问题, 运营模块中利用本系统中设计的数据库
[30][31][32]
自动解析生成所
有表操作模板类的的代码, 使得系统中新加入的表的维护更加容易, 只需导入表
创建的 SQL 代码就可以生成相关所有处理代码,这使得运营系统
[36][37][38]
的维护
更加容易。
第六章对推荐系统中常用的一些评估指标作了简要的介绍, 并结出了系统的
的评估参数。
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2 推荐系统算法
2.1 数据挖掘技术
推荐系统(Recommender System) 适用的技术和方法通常来源于其他相关邻
域-如人机交互( Human Computer Interaction ) 或信息检索( Information
Retrieval),然而,大多数这些系统的核心算法实际上是数据挖掘技术(Data
Mining)
[14][16]
的一个特定的实例。
数据挖掘的过程通常包括 3 个步骤: 数据预处理, 数据分析和结果解释(见
图 2.1),我们将分析一些最重要的数据预处理方法,特别是在 2.2 节我们将专注
于采样,降维,和距离函数的使用,因为它们在推荐系统中的意义和作用非常大。
数据预处理
数据分析
结果解释
图 2- 1 数据挖掘技术
抽样是在数据挖掘中使用的一种从大量数据集中抽取一小部分相关数据子
集的一种主要方法, 其在数据预处理和数据的解释过程中都有应用。由于原始数
据集一般都过于庞大,导致计算代价过大,因此,抽样才显得尤为必要。另外,
数据
距离衡量
降维
奇异值分解
(SVD)
kNN
Decision Tree
关联规则挖掘
描述
预测
主成分分析
(PCA)
抽样
K-means
Density-based
Hierarchical
聚类
Rules
Bayesian
Network
SVM
ANN
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