基于轻量图卷积网络和DropEdge的推荐算法研究

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基于图神经网络的推荐算法是当前推荐系统核心技术之一。针对基于深层神经网络的推荐算法训练过程中易产生过拟合现象,进而导致算法推荐精准度降低的问题,提出了基于轻量图卷积网络(LightGCN)和DropEdge的推荐算法(LG-DropEdge)。首先,为了减少数据存储与计算成本,在算法的嵌入层初始化用户嵌入和项目嵌入;其次,为了获得高阶的交互关系来优化嵌入表示,在嵌入传播层通过注入高阶连通关系来丰富嵌入,并在训练阶段利用DropEdge随机地丢弃连通关系(交互边)来防止过拟合;然后,为了合理聚合所有层上学习到的嵌入结果,将其做加权平均表示为最终的嵌入;最后,将用户最终嵌入表示与项目最终嵌入表示做内积来得到用户对项目的偏好。在三个公开的数据集进行实验,采用准确率(Precision)、召回率(Recall)和归一化折损累计增益(NDCG)三种性能指标进行评估。其中在Gowalla数据集中,相较于最优的基线方法,precision、recall和ndcg三个指标分别提升了3.04%、2.53%和2.39%。在Yelp2018数据集中,precision、recall和ndcg三个指标分别提升了6.36%、6.17%和5.58%。在Amazon-book数据集中precision、recall和ndcg三个指标分别提升了5.26%、4.82%和4.67%。结果表明:基于轻量图卷积网络和DropEdge的方法不仅可以降低图卷积网络的过拟合程度,还可以提升推荐结果的准确性。该论文有图18幅,表10个,参考文献67篇。
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