[發(fā)明專利]通過社交網(wǎng)絡關(guān)系的圖卷積協(xié)同過濾實現(xiàn)的產(chǎn)品推薦方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111235556.5
• 申請日: 2021-10-22
• 公開（公告）號: CN113918833B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉小洋;趙正陽;馬敏;王浩田
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶理工大學
• 主分類號: G06F16/9536
• 分類號: G06F16/9536;G06F40/30;G06N3/04;G06N3/08;G06Q30/06;G06Q50/00
• 代理公司: 重慶天成卓越專利代理事務所(普通合伙) 50240
• 代理人: 王宏松

1.一種通過社交網(wǎng)絡關(guān)系的圖卷積協(xié)同過濾實現(xiàn)的產(chǎn)品推薦方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，隨機初始化節(jié)點的嵌入矩陣并查詢分別得到用戶u和物品i的初始化嵌入；

S2，在獲得節(jié)點的初始化嵌入之后，用語義聚合層來聚合并更新節(jié)點嵌入；首先在語義聚合層引入一階語義聚合而后將一階語義聚合擴展到各層，實現(xiàn)高階語義聚合；

所述一階語義聚合包括：

交互嵌入傳播層通過聚合交互物品的嵌入來細化用戶的嵌入，以及通過聚合交互用戶的嵌入來細化物品的嵌入；一階語義聚合分別如式(1)和式(2)所示：

其中，e_u表示通過交互嵌入傳播層的語義聚合得到的用戶u的嵌入；

AGG(·)是聚合函數(shù)；

H_u代表用戶u的一階鄰居集合，即和用戶u發(fā)生過交互的物品集合；

e_i表示物品i的嵌入；

H_i代表物品i的一階鄰居集合，即和物品i發(fā)生過交互的用戶集合；

社交嵌入傳播層通過聚合朋友來細化用戶的嵌入，將在社交嵌入傳播層進行語義聚合的用戶嵌入記為c，則社交嵌入傳播層的一階語義聚合過程如式(3)所示：

其中，c_u表示通過社交嵌入傳播層的語義聚合得到的用戶u的嵌入；

c_v表示通過社交嵌入傳播層的語義聚合得到的用戶v的嵌入；

用戶v是用戶u的一階好友，v≠u；

AGG(·)是聚合函數(shù)；

F_u代表用戶u的朋友集合；

所述高階語義聚合通過疊加多個一階語義聚合層，實現(xiàn)高階語義的聚合；所述高階語義聚合包括：社交嵌入傳播層的語義聚合和交互嵌入傳播層的語義聚合：

所述社交嵌入傳播層的語義聚合包括：

社交嵌入傳播層的語義聚合通過疊加多個社交嵌入傳播層來捕獲更高階的朋友信號以達到加強用戶嵌入的目的，該過程的數(shù)學表達如式(4)和式(5)所示：

其中，表示通過社交嵌入傳播層的語義聚合得到的第k+1層的用戶u的嵌入向量；

F_u代表用戶u的朋友集合；

F_v代表用戶v的朋友集合；

是指通過社交嵌入傳播層的語義聚合得到的第k層的用戶v的嵌入向量；

是指通過社交嵌入傳播層的語義聚合得到的第k+1層的用戶v的嵌入向量；

表示通過社交嵌入傳播層的語義聚合得到的第k層的用戶u的嵌入向量；

|·|表示求集合中元素的個數(shù)；

所述交互嵌入傳播層的語義聚合包括：

交互嵌入傳播層的語義聚合通過疊加多個交互嵌入傳播層來捕獲交互高階連通性的協(xié)同信號從而加強用戶和物品嵌入，該過程的數(shù)學表達如式(6)和式(7)所示：

其中，表示第k+1層的物品i的嵌入；

H_i代表物品i的一階鄰居集合；

H_u代表用戶u的一階鄰居集合；

表示第k層的用戶u的嵌入；

表示第k+1層的用戶u的嵌入；

表示第k層的物品i的嵌入；

|·|表示求集合中元素的個數(shù)；

S3，在分別得到社交嵌入傳播層的語義聚合嵌入向量和交互嵌入傳播層的語義聚合嵌入向量之后，先將社交嵌入傳播層和交互嵌入傳播層的用戶嵌入向量進行融合；而后將各嵌入傳播層得到的各階嵌入進行加權(quán)求和融合得到最終的用戶嵌入和物品嵌入；

所述融合采用先求哈達瑪積然后行正則化的聚合方式或者采用先拼接，然后通過全連接層將維度降為和原來的一樣維度的聚合方式；

融合的過程包括：

其中，表示對社交嵌入傳播層和交互嵌入傳播層的第k層用戶嵌入向量進行融合；

表示通過交互嵌入傳播層的語義聚合得到的第k層的用戶u的嵌入；

表示通過社交嵌入傳播層的語義聚合得到的第k層的用戶u的嵌入向量；

g(·)為聚合方式；

所述最終的用戶嵌入和物品嵌入包括：

其中，是對社交嵌入傳播層和交互嵌入傳播層進行融合的用戶u的嵌入；

K表示總層數(shù)；

α_k是在第k層對用戶的嵌入進行聚合時的權(quán)重；

表示對社交嵌入傳播層和交互嵌入傳播層的第k層用戶嵌入向量進行融合；

e_i是物品i的嵌入；

β_k是第k層對物品的嵌入進行聚合時的權(quán)重；

表示第k層的物品i的嵌入；

所述先求哈達瑪積然后行正則化的聚合方式包括：

norm(·)表示行正則化；

⊙表示哈達瑪積；

所述先拼接，然后通過全連接層將維度降為和原來的一樣維度的聚合方式包括：

其中f(·)為全連接層；

w為權(quán)重；

表示將和進行拼接；

表示通過交互嵌入傳播層的語義聚合得到的第k+1層的用戶u的嵌入；

表示通過社交嵌入傳播層的語義聚合得到的第k+1層的用戶u的嵌入向量；

b為偏置；

S4，根據(jù)物品的嵌入為用戶推薦產(chǎn)品；

S5，對步驟S4中的產(chǎn)品采用BPR損失進行優(yōu)化；

S6，將優(yōu)化后的推薦產(chǎn)品發(fā)送到對應的用戶的手機上。