推薦系統(tǒng)是互聯(lián)網(wǎng)時代極具商業(yè)價值的應(yīng)用之一,是人工智能、大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的研究熱點之一,它在電子商務(wù)、社交媒體、視頻網(wǎng)站和新聞資訊平臺等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。本書介紹了推薦系統(tǒng)的研究進(jìn)展和主要技術(shù)方法,旨在反映社會化推薦方法的主要技術(shù),為相關(guān)科研人員的研究提供參考。全書共分6章。第1章介紹推薦系統(tǒng)的發(fā)展歷史和主要應(yīng)用,第2章介紹基于近鄰的協(xié)同過濾推薦方法,第3章介紹基于模型的協(xié)同過濾推薦方法,第4章介紹基于社交關(guān)系的矩陣分解推薦方法,第5章介紹基于深度學(xué)習(xí)的社會化推薦方法,第6章介紹基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的社會化推薦方法。
本書可供有志于從事個性化推薦、社交網(wǎng)絡(luò)分析的相關(guān)研究人員及高等院校有關(guān)專業(yè)研究生、本科生閱讀,也可為從事電子商務(wù)、數(shù)字媒體技術(shù)、計算廣告學(xué)的研究人員提供參考。
電子商務(wù)、移動新聞、在線教育、社交媒體、搜索引擎等領(lǐng)域紛紛在各自平臺加入了個性化推薦的功能,使各種移動應(yīng)用從千人一面轉(zhuǎn)變?yōu)榍饲妗?本書能幫助有志于從事推薦系統(tǒng)的科研人員快速梳理推薦系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展脈絡(luò),快速了解推薦系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù);幫助科研人員了解、掌握推薦系統(tǒng)領(lǐng)域一些經(jīng)典的推薦算法模型。
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益成熟和移動設(shè)備的普及,社交媒體得到了空前的發(fā)展,各種移動應(yīng)用層出不窮,給人們的工作和生活帶來了極大便利,人類從個人計算時代邁入社會計算時代,人們的交流溝通方式從線下為主轉(zhuǎn)變?yōu)榫上為主,加速了個性化推薦系統(tǒng)的發(fā)展和普及應(yīng)用,電子商務(wù)、移動新聞、在線教育、社交媒體、搜索引擎等領(lǐng)域紛紛在各自平臺加入了個性化推薦的功能,使各種移動應(yīng)用從千人一面轉(zhuǎn)變?yōu)榍饲妫藗兊纳钭兊秘S富多彩,這些技術(shù)的進(jìn)步離不開學(xué)術(shù)界和工業(yè)界從事推薦系統(tǒng)、社交網(wǎng)絡(luò)等方向研究的科研工作者的努力。正是他們的辛苦付出,才有了今天技術(shù)的進(jìn)步、人們生活的便捷。
推薦系統(tǒng)作為大數(shù)據(jù)、人工智能領(lǐng)域的一個研究熱點,于20世紀(jì)90年代為了解決數(shù)據(jù)量激增造成信息過載而產(chǎn)生,之后大量推薦應(yīng)用系統(tǒng)被提出。目前,推薦系統(tǒng)已成為人機(jī)交互、機(jī)器學(xué)習(xí)和信息檢索領(lǐng)域的熱門研究課題。推薦系統(tǒng)是一種通過分析用戶的歷史行為、興趣愛好等數(shù)據(jù)信息,為用戶推薦個性化的產(chǎn)品、服務(wù)、信息等的技術(shù)系統(tǒng)。它最初起源于人機(jī)交互領(lǐng)域,隨著技術(shù)的發(fā)展,推薦系統(tǒng)不僅用于互聯(lián)網(wǎng)購物、新聞、音樂、視頻等領(lǐng)域,還逐漸在計算機(jī)科學(xué)、人工智能、新聞傳播學(xué)、倫理學(xué)和社會科學(xué)等多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
推薦系統(tǒng)采用的技術(shù)和方法日新月異,經(jīng)歷了協(xié)同過濾、基于概率的方法、矩陣分解、深度學(xué)習(xí)、圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)。寫作本書的目的,一方面希望幫助有志于從事推薦系統(tǒng)的科研人員快速梳理推薦系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展脈絡(luò),快速了解推薦系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù);另一方面希望通過本書的介紹,使科研人員了解、掌握推薦系統(tǒng)領(lǐng)域一些經(jīng)典的推薦算法模型,為今后的深入研究提供參考。
本書結(jié)合作者自身科研項目,比較系統(tǒng)地介紹了推薦系統(tǒng)的發(fā)展歷史、常見的經(jīng)典算法模型(包括基于協(xié)同過濾的推薦方法、基于矩陣分解的協(xié)同過濾推薦方法、基于深度學(xué)習(xí)的推薦方法和基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的推薦方法)。
歡迎各位讀者在閱讀本書的過程中將遇到的問題反饋給我們,無論是指出錯誤或提出改進(jìn)建議,還是希望探討交流,都?xì)g迎和我們聯(lián)系(13382038@qq.com)。
本書的主要內(nèi)容是作者及實驗室團(tuán)隊成員近年來研究成果和對經(jīng)典推薦模型的總結(jié),寫作本書花費了大量的時間和精力整理之前的研究成果、查閱最新的論文并對知識點進(jìn)行梳理。感謝智能信息處理實驗室的各位老師、同學(xué)對本書的支持,特別是龐康寧、代卓、董景陽、王宗林,他們參與了本書部分章節(jié)的資料整理。本書由鄭州輕工業(yè)大學(xué)的陳銳、黃敏完成。代卓、董景陽、王宗林負(fù)責(zé)第5章的資料整理和撰寫,龐康寧負(fù)責(zé)第6章的資料整理和撰寫。
在本書的寫作過程中,得到了鄭州輕工業(yè)大學(xué)和上?茖W(xué)技術(shù)出版社的大力支持,在此表示衷心感謝。同時,感謝河南省研究生教育改革與質(zhì)量提升工程項目(項目批準(zhǔn)號:YJS2024JC12,YJS2023ZX08)及河南省高等教育教學(xué)改革研究與實踐項目(研究生教育類)(項目批準(zhǔn)號:2023SJGLX159Y,2023SJGLX369Y)等項目的支持。
在本書的編寫過程中,參閱了大量相關(guān)學(xué)術(shù)論文、教材、著作、科普文獻(xiàn)及網(wǎng)絡(luò)資源在此向各位原著者致謝!
由于作者水平有限,加上時間倉促,書中難免存在一些不足之處,懇請讀者批評指正。
作 者
2024年8月
陳銳,副教授,碩士生導(dǎo)師,主要從事信息檢索與推薦系統(tǒng)、社交網(wǎng)絡(luò)分析、人機(jī)交互等方面的研究。中國圖像圖形學(xué)會人機(jī)交互專委會委員,中文信息學(xué)會情感計算專委會委員,發(fā)表SCI論文10余篇,主持省級科研項目4項,參與國家級科研項目1項,獲省部級科技進(jìn)步獎2項,授權(quán)發(fā)明專利、軟件著作權(quán)10余項,出版教材、學(xué)術(shù)著作10余部,獲省級高等教育教學(xué)成果獎3項,參與國家級一流課程1門、省級教改項目3項。
第1章 推薦系統(tǒng)概述/1
1.1引言/1
1.2信息過濾工具信息檢索與推薦系統(tǒng)/4
1.3推薦系統(tǒng)的發(fā)展歷史/8
1.4個性化推薦系統(tǒng)的應(yīng)用/16
1.5常用數(shù)據(jù)集與評測方法/23
1.6推薦系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)/28
1.7本章小結(jié)/29
參考文獻(xiàn)/30
第2章 基于近鄰的協(xié)同過濾推薦算法/34
2.1引言/34
2.2基于用戶的協(xié)同過濾推薦算法/35
2.3基于項目的協(xié)同過濾推薦算法/41
2.4基于內(nèi)存的社交關(guān)系推薦算法/45
2.5基于圖的推薦算法/49
2.6本章小結(jié)/55
參考文獻(xiàn)/56
第3章 基于模型的協(xié)同過濾推薦算法/59
3.1引言/59
3.2 基于概率的協(xié)同過濾推薦算法/61
3.3基于矩陣分解的協(xié)同過濾推薦算法/69
3.4因子分解機(jī)技術(shù)/80
3.5本章小結(jié)/83
參考文獻(xiàn)/83
第4章 基于社交關(guān)系的矩陣分解推薦算法/87
4.1引言/87
4.2基于社交網(wǎng)絡(luò)推薦系統(tǒng)的形式化定義和基本框架/89
4.3基于概率矩陣分解的社交網(wǎng)絡(luò)推薦技術(shù)/92
4.4增強(qiáng)的社交矩陣分解模型/108
4.5基于社交關(guān)系預(yù)測反饋機(jī)制的推薦算法/139
4.6本章小結(jié)/150
參考文獻(xiàn)/152
第5章 基于深度學(xué)習(xí)的社會化推薦方法/158
5.1深度學(xué)習(xí)與推薦系統(tǒng)/158
5.2 NeuralCF模型/175
5.3 Wide &.Deep模型/181
5.4 Word2Vec模型/187
5.5 DeepFM模型/193
5.6 xDeepFM模型/197
5.7 TrustSVD模型/202
5.8 DIN模型/205
5.9 NeuMF模型/212
5.10 EMARec模型/213
5.11 本章小結(jié)/216
參考文獻(xiàn)/217
第6章 基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的社會化推薦方法/222
6.1圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推薦模型的特點/222
6.2圖卷積網(wǎng)絡(luò)推薦模型/225
6.3圖注意力網(wǎng)絡(luò)推薦模型/242
6.4圖自動編碼器推薦模型/250
6.5圖生成網(wǎng)絡(luò)推薦模型/260
6.6本章小結(jié)/269
參考文獻(xiàn)/270
索引/273