基于用户组图的异构图神经网络会话推荐研究.pdf
摘要
基于会话的推荐系统旨在根据用户在当前会话中与之交互的项目,预测用户
的下一个交互。会话推荐在用户交互场景中至关重要,由于会话是匿名的,不涉
及用户的具体信息,因此能够很好地保护用户的隐私。会话推荐往往涉及到用户
行为等多种实体之间的复杂关系。图神经网络能够适用于不同类型的会话推荐场
景,并具有很强的泛化能力。目前,基于图神经网络的模型已经被广泛应用,并
证明比其他深度学习的方法更有效。然而,这些基于会话的模型主要关注历史会
话中用户-项目和项目-项目的之间的关系,而忽略了相似用户共享的项目序列信
息,因为在实际应用中,大多数自然顺序关系仅在一组用户中有效,而不是在所
有用户中有效。这会导致这些模型无法捕捉到不同用户共享的项目的顺序的普遍
偏好。针对上述问题,本文在基于全局异构图神经网络的基础上,提出了一种新
的基于用户组图的方法来充分利用相似用户共享的信息,即用户项目组图。本文
主要的贡献如下:
1.本文提出了一种用户组图辅助的模型UGG-GCN,不仅考虑了用户-项目和
项目-项目关系,还考虑了用户-用户关系,利用类似用户共享的自然顺序关系对
用户进行分组。该模型首先根据与用户相关的历史项目序列生成用户组,然后使
用用户组偏好识别模块来捕捉和平衡项目组偏好和用户-项目偏好之间的关系。
通过实验得出当相似用户被有效分组时,本文所提出的模型优于其他个性化会话
推荐模型。
2.本文提出了GEN-UGG会话推荐模型,利用用户组图之间用户数量信息
熵来平衡不同用户组之间用户数量。在用户组生成过程中,并未给予分组任何监
督信号导致生成的用户组数量之间不均衡,最终会影响模型推荐性能。本文还考
虑了用户组图之间项目的差异,引入用户组内项目的相似性以及项目在不同用户
组之间的关联性作为用户组生成的监督信号来指导用户组的生成。
3.本文将提出的方法在三个公开的数据集进行了实验,实验结果表明本文提
出的模型相比于当前大多数会话推荐模型在性能上有着显著的优势。并且通过图
表还详细分析了本文所提出模型在不同数据集上的适用性。
关键词:推荐系统;基于会话的推荐;图神经网络;用户组图
I
ABSTRACT
Thesession-basedrecommendationsystemaimstopredictthenextuser
interactionbasedontheitemstheuserinteractswithinthecurrentsession.Since
sessionsareanonymousanddonotinvolvespecificuserinformation,theyeffectively
protectuserprivacy.Userscanengageinsessionswithoutworryingaboutpersonal
informationbeingleakedormisused.Sessionrecommendationofteninvolvescomplex
relationshipsamongvariousentitiessuchasuserbehavior.Graphneuralnetworksare
capableofflexiblyhandlingvarioustypesofgraph-structureddata,includingdirected,
undirected,andweightedgraphs.Thisflexibilityenablesgraphneuralnetworkstobe
applicabletodifferenttypesofsessionrecommendationscenariosandpossessstrong
generalizationcapabilities.Currently,modelsbasedongraphneuralnetwork