基于图注意力网络的社交推荐系统研究

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在21世纪这个信息量急速增长的时代,如何快速高效地传达和抓取有效信息是困扰人们的难题之一。为了解决这个问题,相关研究者提出了推荐系统这一概念。推荐系统能够根据可观察到的数据学习用户和项目的特征,不仅为用户提供他可能感兴趣的项目,也为项目找到了合适的用户,是一种解决信息过载问题的双赢系统。得益于深度学习算法在推荐系统领域的快速发展,研究人员将数据映射到模型内部,直接由计算机学习数据特征,避免了繁琐的特征工程学习任务。目前主流的深度学习算法有图神经网络和注意力机制等。另外,推荐系统大多将用户-项目交互信息作为学习用户偏好的重要数据来源,但模型可用的交互数据非常稀疏,因此,使用辅助信息缓解数据稀疏性是解决问题的一个方向。本文提出的基于图注意力网络的社交推荐系统GATSo Rec综合了上述提到的方法,它的主要贡献如下:1.添加用户的社交信息作为辅助信息以缓解用户-项目交互信息的稀疏性,并使用用户的隐式好友扩充已有的社交关系,为模型提供更多可学习的数据。2.将用户-项目交互和用户-用户社交关系数据转换为图数据的形式,使用图神经网络学习用户和项目的潜在因素,并利用多头自注意力机制限制图神经网络为模型所需的数据特征分配更高的权重。3.在两个真实世界数据集Ciao和Epinions上的实验结果表明,GATSo Rec比其他基线模型的性能更好,消融实验也证实了多头自注意力机制和扩充已有的社交关系的确对提高推荐系统性能有所帮助。
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