面向强化当前兴趣的图神经网络推荐算法研究

在基于会话的推荐中，与传统序列建模相比，将会话序列建模为图结构在该领域表现得更为出色。但是，现有的研究方法仅利用图结构来挖掘项目之间转换特性，以此捕获用户当前兴趣的能力有限。本文提出一种面向强化当前兴趣的图神经网络推荐算法，通过引入位置嵌入，并与图神经网络相结合，从而互补顺序感知模型和图形感知模型的优势。会话序列被建模为图结构，并取原始序列的最后一次点击，通过多头注意力机制计算其对图节点信息的注意力权重，以更加准确地获取用户当前兴趣的表示。同时，在2个真实的数据集上进行验证实验，结果表明本文提出的方法实现了所有方法的最佳性能，特别是在Diginetica数据集上，所有评价指标都提升了7%以上，MRR@10指标甚至提升了9.52%,证明本文所提方法对基于会话推荐的正确性和有效性。     

融合多源图信息的图神经网络会话推荐算法

现有的基于图神经网络的会话推荐算法通过将会话序列构筑为图形结构捕捉项目转换关系,能够有效提高推荐性能.然而多数图神经网络及其改进模型在建模会话时仅考虑会话序列中项目的单次转换关系,忽略了会话中包含的大量有效信息,同时缺乏对项目间隐藏关联性的分析.因此提出融合多源图信息的图神经网络会话推荐算法.将用户重复行为信息,项目内容关联信息纳入到会话图建模过程当中,有效提取项目更深层次的复杂转换关系,并通过线性转换进行聚合.此外采用外部注意力机制辅助获取会话序列项目隐藏关联信息,使得生成的会话向量在推荐过程中更加精确.在真实数据集Yoochoose和Diginetica上进行实验,实验结果表明该模型优于基准模型,特别地,相较于SR-GNN模型在MRR@20指标上提高了12.50%,能更好地预测用户的下一次点击项目.     

支持隐私保护的社交网络信息推荐方法

针对社交网络信息推荐中的信息传播带来隐私泄露的问题,结合信息传播模型,提出了一种支持隐私保护的社交网络信息推荐方法,通过好友的兴趣度、熟悉度和兴趣相似度推测用户兴趣,进行文本匹配和推荐候选集排序;通过个性化隐私偏好设置允许用户设置受限访问用户列表,并使用隐私保护方法计算信息传播至黑名单用户的概率,设置隐私泄露阈值对黑名单用户访问隐私博文的概率进行控制,达到信息推荐中保护用户隐私的目的。实验结果表明,所提方法可以在保证推荐效果的同时更好地保护用户隐私。     

基于异质图神经网络的推荐算法研究

基于图神经网络的推荐算法通过从图中获取知识,提高了推荐的可解释性.然而随着推荐系统网络数据规模的不断扩大,用户-项目评分矩阵呈现出稀疏性问题,图神经网络难以学习到高质量的网络节点特征,导致推荐质量下降.本文将图神经网络与异质信息网络相结合,提出一种基于异质图神经网络的推荐算法.该算法使用异质信息网络对多源异质数据进行联合解码,将注意力机制引入用户-项目交互网络和用户社交网络的用户、项目聚合表示过程,从而实现用户-项目交互和用户社交两类网络间的节点及拓扑结构特征的有效融合.两个公开数据集上的对比实验结果表明,本文提出的算法在不断稀疏化的数据集上的推荐误差比基线方法少40％.     

融合动态兴趣偏好与特征信息的序列推荐

传统的序列推荐通常忽略用户和项目特征信息的重要性,且无法有效对动态的兴趣偏好进行建模.因此,提出融合动态兴趣与特征信息的序列推荐算法.该算法通过对目标项目进行动态兴趣建模,克服兴趣转移带来的影响;同时融合用户和项目特征信息模拟真实的用户行为以提高推荐的性能.首先,针对动态兴趣建模,采用辅助函数应用下一个行为监督上一个隐藏兴趣状态的学习,并采用带注意力机制的门控循环单元为不同的兴趣状态对目标影响程度赋予不同的权重;然后,针对用户和项目特征信息特征融合,采用平凡注意力机制为影响目标项目的特征赋予不同的权重,并通过多头注意力机制进行深层次的特征提取;最后,融合用户动态兴趣表示和用户项目特征表示输入到多层感知机.在Yelp和MovieLens-1M数据集上进行仿真实验,结果表明提出模型的性能比一些基线模型有较好的提升.     

基于二分关联图的大数据隐私保护方法

针对目前大数据缺乏群组隐私保护的问题,提出一种基于二分关联图的大数据群组隐私保护方法,在不同群组隐私层级的二分关联图中保护数据隐私。所提算法通过关联图分层(association graph layering, AGL)和层级群组差分隐私(hierarchical group differential privacy, HGDP),实现发布大数据的群组隐私保护。关联图分层将给定关联图的节点和边分组,通过划分二分关联图的节点最小化每个层级的敏感度,可以向不同权限的用户公开不同层级的子图;在层级群组差分隐私过程中,对不同层级选择灵敏度并计算方差,重复聚合噪声减少方差,通过高斯机制进行子图噪声注入,实现分层关联图的扰动,以保证每个层级的群组隐私。实验结果表明,所提方法可以用来保护群组数据的综合敏感信息,并且比其他方法具有更好的隐私保护效果和更高的数据可用性。     

融合双重注意力机制的多源深度推荐模型

针对评分数据稀疏导致协同过滤算法推荐质量下降的问题,通过充分挖掘评论信息增强推荐性能,提出了一种融合双重注意力机制的多源深度推荐模型(MSDA)。该模型基于评分数据、用户评论集和商品评论集3个信息源进行推荐,结合卷积神经网络和双重注意力机制挖掘评论文本特征,利用神经因子分解机进行评分和评论特征之间的高阶非线性交互,从而实现评分预测。实验结果表明,相比于NeuMF、NARRE、HRDR等先进基准方法,MSDA显著提升了模型的评分预测性能。     

融合多种影响因子的兴趣点推荐算法

为了解决兴趣点推荐任务中的数据稀疏性问题和充分利用位置社交网络中的多样信息提高个性化推荐质量,提出了一种融合多种影响因子的兴趣点推荐算法。分别对地理信息和社会信息进行地理影响力建模和社会影响力建模,并联合时间信息和地理信息进行时空影响力建模,然后以加权求和的方式整合3种影响力评分得到用户偏好分数,根据用户偏好分数为每个用户提供1个包含Top-N[WT]个兴趣点的推荐列表。实验结果显示,在2个公开数据集上,融合多种影响因子的兴趣点推荐模型的性能优于对比模型。地理-社会-时空影响是兴趣点推荐任务中的关键,对这3种影响建模可为融合关键信息的兴趣点推荐研究提供参考。     

基于记忆的注意力图神经网络专家推荐方法

在问答社区专家推荐算法中,图神经网络主要利用问答社区中用户与问题的交互关系建模,其模型性能取决于交互数据的稠密度,难以对无交互信息的用户及问题进行有效表示学习.针对这一问题,提出了一个基于记忆的注意力图神经网络专家推荐方法.该方法首先设计了面向用户多维特征的联合表示子网络,然后构建了一个记忆网络,为每个问题保存用户回答...     

基于时间权重因子的隐私保护推荐算法

用户兴趣是随时间变化的,若对推荐系统中所有时间段的数据均采用同等程度的隐私保护,容易引入不必要的噪声,降低数据效用.为此,提出一种基于时间权重因子的差分隐私保护推荐算法.首先,设计时间权重因子,用于衡量数据重要性.然后,根据时间权重因子划分隐私预算,对不同时间段的数据施加不同强度的隐私保护.在此基础上,构建基于差分隐私...     

POI Neural-Rec Model via Graph Embedding Representation

With the booming of the Internet of Things(Io T) and the speedy advancement of Location-Based Social Networks(LBSNs), Point-Of-Interest(POI) recommendation has become a vital strategy for supporting people's ability to mine their POIs. However, classical recommendation models, such as collaborative filtering, are not effective for structuring POI recommendations due to the sparseness of user check-ins. Furthermore, LBSN recommendations are distinct from other recommendation scenarios. With respect to user data, a user's check-in record sequence requires rich social and geographic information. In this paper, we propose two different neural-network models,structural deep network Graph embedding Neural-network Recommendation system(SG-Neu Rec) and Deepwalk on Graph Neural-network Recommendation system(DG-Neu Rec) to improve POI recommendation. combined with embedding representation from social and geographical graph information(called SG-Neu Rec and DG-Neu Rec).Our model naturally combines the embedding representations of social and geographical graph information with user-POI interaction representation and captures the potential user-POI interactions under the framework of the neural network. Finally, we compare the performances of these two models and analyze the reasons for their differences. Results from comprehensive experiments on two real LBSNs datasets indicate the effective performance of our model.     

基于二分网络社团划分的推荐算法

传统的基于用户的协同过滤(User-based CF)推荐算法的推荐效率随着数据的不断增加而降低.本文在User-based CF算法中引入二分网络社团发现理论,提出一种基于二分网络社团划分的推荐算法(RACD).首先通过用户与项目之间的关系建立用户-项目二分网络,然后通过RACD对该网络进行社团划分,得到用户的社团信息,最后通过同一社团中的其他用户对目标用户进行项目的推荐.在经典网络数据集上的实验结果表明,RACD能够有效提高推荐系统实时推荐效率.     

基于图神经网络特征交叉的协同过滤算法

学习用户和项目有效的向量表示是推荐系统的核心目标,现有的推荐模型大多通过深度神经网络或专门设计的特征交叉,来学习用户-项目间的特征交叉生成用户(项目)向量表示,但并未将用户(项目)特征间的交叉信息编码到嵌入向量中充分利用特征交叉信息,且多个特征交叉信息对于生成最终的用户(项目)向量表示的影响不同.基于此,构建两个图神经网络模块,学习用户(项目)特征间的交叉信息、用户-项目之间的特征交叉信息,并通过计算注意力分数对特征交叉信息进行加权,得到用户(项目)的特征信息;然后通过门控循环神经网络(GRU)聚合原始的特征信息和网络层学习到的特征交叉信息,得到最终的用户(项目)向量表达;最后通过用户向量与项目向量的元素积得到最终的推荐结果.在数据集MovieLens 1M、Book-Crossing和Taobao上验证了模型的有效性.     

推荐系统研究综述

随着互联网技术的快速发展,如何对海量网络信息进行挖掘分析,已成为热点和难点问题。推荐系统能够帮助用户在没有明确需求或者信息量巨大时解决信息过载的问题,为用户提供精准、快速的业务(如商品、项目、服务等)信息,成为近年来产业界和学术界共同的兴趣点和研究热点,但是,目前数据的种类多种多样并且应用场景广泛,在面对这种情况时,推荐系统也会遇到冷启动、稀疏矩阵等挑战。深度学习是机器学习的一个重要研究领域和分支,近年来发展迅猛。研究人员使用深度学习方法,在语音识别、图像处理、自然语言处理等领域都取得了很大的突破与成就。目前,深度学习在推荐领域也得到了许多研究人员的青睐,成为推荐领域的一个新方向。推荐方法中融合深度学习技术,可以有效解决传统推荐系统中冷启动、稀疏矩阵等问题,提高推荐系统的性能和推荐精度。文中主要对传统的推荐方法和当前深度学习技术中神经网络在推荐方法上的应用进行了归纳,其中传统推荐方法主要分为以下3类:1)基于内容推荐方法主要依据用户与项目之间的特征信息,用户之间的联系不会影响推荐结果,所以不存在冷启动和稀疏矩阵的问题,但是基于内容推荐的结果新颖程度低并且面临特征提取的问题。2)协同过滤推荐方法是目前应用最为广泛的一种方法,不需要有关用户或项目的信息,只基于用户和诸如点击、浏览和评级等项目的交互信息做出准确的推荐。虽然该方法简单有效但是会出现稀疏矩阵和冷启动的问题。3)混合推荐方法融合了前2种传统推荐方法的特点,能取得很好的推荐效果,但在处理文本、图像等多源异构辅助信息时仍面临一些挑战与困难。依据神经网络基于深度学习的推荐方法主要分为4类:基于深度神经网络(DNN)的推荐方法、基于卷积神经网络(CNN)的推荐方法、基于循环神经网络(RNN)和长短期记忆神经网络(LSTM)的推荐方法、基于图神经网络(GNN)的推荐方法、将深度学习技术融入到推荐领域,构造的模型具有以下优势:具有较强的表征能力,可以直接从内容中提取用户和项目特征;具有较强的抗噪能力,可以轻易地处理含有噪声的数据;可以对动态或者序列数据进行建模;可以更加精准地学习用户或项目特征;便于对数据进行统一处理,并且可以处理大规模数据。将深度学习技术应用到推荐领域,可以积极有效地应对传统推荐方法面临的挑战,提高推荐效果。     

基于异质网络嵌入的学术论文推荐方法

针对基于异质信息网络推荐中的有效信息提取与利用,提出了一种基于异质网络嵌入的学术论文推荐方法。使用由元路径引导的随机游走策略生成节点序列;对于每个元路径,通过最大化序列中相邻节点的共现概率来学习节点的唯一嵌入表示;设计了不同的融合函数,将节点在多个不同元路径的低维表示融合为异质信息网络的嵌入,并且引入注意力机制应用于推荐系统。该方法解决了大多数基于异质信息网络的推荐方法因依赖于基于路径的相似性而无法完全挖掘用户和项目潜在结构特征的问题,在DBLP数据集中验证了模型的有效性,并在RMSE指标中取得超过传统模型的效果。     

基于加权二部图的个性化方案推荐

针对传统协同过滤算法难以解决数据稀疏性、冷启动及用户兴趣各异的问题,提出了基于加权二部图的个性化推荐方法,解决个性化设计方案推荐问题。采用加权二部图,基于用户特征和方案特征的评分,对用户和方案分类,减轻数据稀疏性,形成用户-方案规则库;采用加权网络的协同过滤算法,计算新用户特征与用户-方案规则库中用户特征的改进相似度,通过Top-N方法筛选高相似的方案集进行推荐,解决冷启动和用户兴趣各异的问题。最后与传统协同过滤算法、加权二部图个性化推荐进行比较,证明该方法的有效性和实用性。     

Graph publishing method based on differential privacy protection

There are growing concerns surrounding the data security of social networks because large amount of user information and sensitive data are collected. Differential privacy is an effective method for privacy protection that can provide rigorous and quantitative protection. Concerning the application of differential privacy in social networks,this paper analyzes current trends of research and provides some background information including privacy protection standards and noise mechanisms.Focusing on the privacy protection of social network data publishing,a graph-publishing model is designed to provide differential privacy in social networks via three steps: Firstly,according to the features of social network where two nodes that possess certain common properties are associated with a higher probability,a raw graph is divided into several disconnected sub-graphs,and correspondingly dense adjacent matrixes and the number of bridges are obtained. Secondly,taking the advantage of quad-trees,dense region exploration of the adjacent matrixes is conducted. Finally,using an exponential mechanism and leaf nodes of quad-trees,an adjacent matrix of the sanitized graph is reconstructed. In addition,a set of experiments is conducted to evaluate its feasibility,availability and strengths using three analysis techniques: degree distribution,shortest path,and clustering coefficients.     

基于深度神经网络和概率矩阵分解的混合推荐算法

针对个性化推荐中用户和项目描述信息未充分利用,用户评分矩阵数据集极端稀疏的情况,提出了基于深度神经网络和概率矩阵分解(PMF)的混合推荐算法.首先,对用户和项目描述信息进行预处理,形成包含用户偏好特征的用户和项目特征集,再将各特征输入深度神经网络模型中进行训练.同时,利用概率矩阵分解模型,根据用户评分矩阵通过最大后验估计优化得到潜在特征向量;然后,通过对概率矩阵分解模型的用户和项目潜在特征向量以及深度神经网络模型的真实特征向量进行迭代更新,收敛得到融合用户和项目真实信息的潜在特征向量;最后,利用该特征向量对用户进行个性化推荐.实验证明,本文算法较经典推荐算法以及前人算法在均方误差与平均绝对误差指标上均有改善,说明本文算法的有效性.     

无线传感器网络多重覆盖算法

针对区域覆盖中存在多个不同覆盖质量需求的目标覆盖的混合覆盖问题,提出了一种满足多个目标不同覆盖质量需求且兼顾区域覆盖的多重覆盖算法（WMCA）．该算法在覆盖有效的虚拟力算法（CEVFA）的基础上,假设被监测目标对节点有引力作用,建立了节点和被监测目标之间的联系,打破了传统的目标覆盖中指定节点覆盖特定目标的局限性;同时,弥补了现有以VFA为主的区域覆盖方法中,仅能提供区域覆盖或者目标覆盖而没有将二者综合考虑的不足．不同节点密度下的仿真结果表明：WMCA在满足特殊热点目标监测的前提下,最大限度地兼顾了网络的区域覆盖质量;相对于随机部署,其平均覆盖质量提高达15．99％,有效地利用了网络资源．