CN111400612A - 一种融合社交影响和项目关联的个性化推荐方法 - Google Patents
一种融合社交影响和项目关联的个性化推荐方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明请求保护一种融合社交影响和项目关联的个性化推荐方法。首先基于用户的社交关系数据和用户评分数据计算用户的社交影响力和相似度,从而得出用户的影响力值;然后根据用户的影响力值对信任用户潜在特征向量进行指数约束,增强亲密好友的信任关系,建立用户影响力潜在信任特征向量。其次利用用户评分数据对项目间进行关联计算,获取项目间的关联值,从而构建项目关联矩阵。最后在概率矩阵分解中利用用户的影响力和项目关联信息进行联合推荐。本发明能够在保证不错的推荐准确率的同时提高推荐效率。
Description
技术领域
本发明属于个性化推荐领域,具体的说是一种融合社交影响和项目关联的个性化推荐方法。
背景技术
互联网为人们提供网络便捷信息的同时,信息过载问题变得愈来愈严重。如何从海量的数据中为用户提供高效的信息是当前互联网面临的巨大挑战。在这种背景下,推荐系统应运而生。推荐系统在用户需求不明确的情况下,通过挖掘用户历史行为分析其潜在需求,帮助用户过滤无效信息,有效地将互联网信息以科学、系统的形式进行组织和呈现,帮助用户发现物品的价值。
近年来,随着推荐系统被广泛应用于各大电商网站,推荐算法在学术界有了长足的发展,但数据稀疏性的问题仍然极大地影响了推荐的效果。随着社交网络的兴起,互联网出现了反映网络用户之间关系的数据,这些用户以好友、社群等多种形式的社交关系展现他们之间的联系,分享他们共同的兴趣爱好,用户之间的普遍关联将直接影响用户的决策过程,社交网络中的这种特点,使其在推荐系统中有着良好的应用场景。但在目前的社会化推荐模型中,系统中只提供了用户之间的一个显示的社交网络,没有提供用户影响力在社交网络中对信任用户的影响,这大大限制了社会化推荐系统的效果。与此同时,作为推荐算法的另一信息源:项目间的属性关联信息并没有被利用。因此探究在个性化推荐算法中利用社交影响和项目间的属性信息进行联合推荐是一个重点要研究的问题。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中的问题。提出了一种融合社交影响和项目关联的个性化推荐方法。本发明的技术方案如下:
一种融合社交影响和项目关联的个性化推荐方法,其包括以下步骤:
步骤一:获取用户社交数据和用户评分数据,计算得到用户的社交影响力和用户间的相似度,从而得出用户影响力值;
步骤二:根据用户影响力值对信任用户潜在因子特征向量进行指数约束,增强亲密好友的信任关系,建立用户影响力潜在信任特征向量;
步骤三:利用用户评分数据对项目间进行关联计算,获取项目间的关联值,从而构建项目关联矩阵;
步骤四:在概率矩阵分解中利用用户影响力和项目关联信息进行联合推荐。
进一步的,所述步骤一中分别利用输入的用户社交关系数据和用户评分数据构建用户的社交影响力和用户间的相似度,线性组合两者构建用户的影响力矩阵,其计算公式如下:
f(u,v)=asim(u,v)+(1-a)PR(u) (1)
式中,sim(u,v)表示用户u和用户v的相似度,代表着用户间的相互影响力, PR(u)表示用户u在社交网络中的个人影响力,f(u,v)表示用户u对用户v的影响力,定义一个权重a来表示两者所占的比重,为了权衡用户间的影响力和社交网络中的个人影响力,这里将a设置为0.4。
进一步的,所述用户间的相似度、用户的社交影响力分别为:
定义用户间的相似度度量公式如下:
定义用户的社交影响力度量公式如下:
式中,PR(u)表示用户u在社交网络中的个人影响力,d为阻尼系数,表示用户访问当前节点所提供的链接的概率,取值为0.85,(1-d)表示用户随机访问下一节点的概率,N表示为用户数量。
进一步的,所述步骤二中根据用户影响力对信任用户潜在因子特征向量进行改进,增强亲密好友的信任关系,建立用户影响力潜在信任特征向量,具体包括以下步骤:
(1)计算社交网络中用户的特征向量u公式如下:
式中,Uu表示用户u潜在特征向量,Uv表示用户v的潜在特征向量,Tu,v表示社交用户u对用户v的信任值,是一个二进制值,取值为[0,1],Nu表示用户u直接链接出去的用户集合;
(2)根据用户的特征向量得到用户的特征条件分布的公式如下:
式中,为信任用户的特征条件分布,T表示用户的社交关系矩阵,Tu,v表示社交用户u对用户v的信任值,是一个二进制值,取值为[0,1],表示用户U服从均值为0,方差为的高斯分布,I是一个指示函数,用户对项目进行评分,则为1,否则为0;
(3)利用用户影响力来改进用户潜在偏好特征向量公式如下:
式中,f(u,v)表示用户u对用户v的影响力;
(4)用户影响力信任的特征条件分布公式如下所示:
进一步的,所述步骤三中使用评分数据对项目进行关联计算,获取项目间的关联值,构建关联矩阵,具体步骤为:
(1)项目间的关联度计算公式如下:
Ci,j=βsimr(i,j)+(1-β)sima(i,j) (8)
式中,simr(i,j)表示项目间的评分相似度,sima(i,j)表示项目间的属性相似度。Ci,j表示项目的综合相似度,定义一个权重关系β来表示二者所占的比重,为了权衡项目间的评分相似和属性相似,这里将β设置成0.5;
(2)根据项目间的关联度构建项目关联矩阵的计算公式如下:
进一步的,所述项目间的评分相似度、属性相似度分别为:
定义项目间的评分相似度值度量公式如下:
定义项目间的属性相似度值度量公式如下:
式中,Vik表示项目i在k个属性上的值,Vjk表示项目j在k个属性上的值, sima(i,j)表示项目i和项目j的属性相似度。
进一步的,所述步骤四中在概率矩阵分解中利用社交网络中的用户影响力信息和评分数据R中的辅助信息进行联合推荐,其计算公式如下:
本发明的优点及有益效果如下:
1、本发明通过线性结合社交网络中的用户的社交影响力和评分数据中的用户相似度来构建新的影响力矩阵,不仅考虑了用户的直接社交关系,而且考虑了用户的间接社交关系,充分利用了用户之间的信息。
2、本发明在步骤二中利用用户的影响力值对社交网络中的信任模型进行指数约束,对亲密好友进行增强修正,反之进行削弱修正,使信任模型更加符合现实生活中的社交关系。
3、本发明在步骤三通过对项目的属性关联和用户评分项目相似度进行结合,充分利用了推荐算法的信息源,有助于提高推荐的精度。
4、本发明在基于概率矩阵分解中同时融合用户影响力和项目关联信息来进行联合推荐,即考虑了社交网络中用户影响力大小对用户兴趣的影响程度,同时也利用了项目的信息来缓解数据的稀疏性,充分利用了推荐系统中用户和项目的两个信息来源,够在保证不错的推荐准确率的同时提高推荐效率。
附图说明
图1是本发明提供优选实施例融合社交影响和项目关联的个性化推荐方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、详细地描述。所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。
本发明解决上述技术问题的技术方案是:
在本实施例中,一种基于融合社交影响和项目关联的个性化推荐方法是按如下步骤进行的。
步骤1:构建用户的影响力
步骤1.1在社交网络中,人与人之间存在着相互信任的关系,通常系统无法直接给出十分精确的数值来反映两个用户之间的信任程度,系统给出的信任值是二元的,取值为[0,1],所以需要对信任网络中用户的信任值进行区分,定义社交用户的个人影响力值得度量公式如下:
式中,PR(u)表示用户u在社交网络中的个人影响力。d为阻尼系数,表示用户访问当前节点所提供的链接的概率,取值为0.85。(1-d)表示用户随机访问下一节点的概率。N表示为用户数量。
步骤1.2利用Person相关系数来获得用户间的相似度,其计算公式如下:
步骤1.3用户的影响力矩阵计算,把用户间的评分相似度作为用户间的相互影响度和社交网络中的用户个人影响力线性融合在一起,充分利用用户之间的信息,得到用户的影响力。其计算公式如下:
f(u,v)=asim(u,v)+(1-a)PR(u) (15)
式中,a是一个权重系数,用来衡量评分相似度和用户的个人影响力的权重, sim(u,v)表示用户u和用户v的相似度,代表着用户间的相互影响力,PR(u)表示用户u在社交网络中的个人影响力,为了权衡这种影响力关系,这里将a设置为 0.4。
步骤2基于用户影响力改进用户信任模型
步骤2.1改进社交网络中的用户潜在因子特征向量
在社交网络中,用户的行为不仅会被自己的兴趣爱好影响,也会被其他用户影响。但社交网络中往往存在着长尾效应,即只有少数的用户拥有的大量社交关系,而大多数的用户拥有很少的社交关系,因此利用用户影响力对社交网络中的信任模型进行改进,用户影响力潜在信任特征向量公式如下:
式中,f(u,v)表示用户u对用户v的影响力。
步骤2.2建立用户影响力信任的条件分布公式如下
式中,为信任用户的特征条件分布,T表示用户的社交关系矩阵,Tu,v表示社交用户u对用户v的信任值,是一个二进制值,取值为[0,1],表示用户U服从均值为0,方差为的高斯分布,I是一个指示函数,若用户对项目进行评分,则为1,否则为0;
步骤3构建项目关联矩阵
步骤3.1利用Person相关系数来获得用户间的相似度,其计算公式如下:
步骤3.2计算项目间的属性相似度,其计算公式如下:
式中,Vik表示项目i在第k个属性上的值,Vik表示项目i在k个属性上的值, sima(i,j)表示项目i和项目j的属性相似度。
步骤3.3综合项目间的相似度,把项目间的评分相似度和属性相似度线性融合在一起,扬长不短,得到一种项目关联度。其计算公式如下:
Ci,j=βsimr(i,j)+(1-β)sima(i,j) (20)
式中,β是一个权重系数,用来衡量评分相似度和属性相似度的权重, simr(i,j)表示项目间的评分相似度,sima(i,j)表示项目间的属性相似度。为了权衡这种影响力关系,这里将β设置为0.5。
步骤3.4根据项目间的关联度建立项目特征的条件分布计算公式如下:
步骤4融合社交影响和项目关联联合推荐
基于社交影响推荐是从社交网络角度分析用户影响力值对信任用户偏好影响的程度来提升推荐系统精度,而基于项目关联度是利用推荐算法的另一信息源:项目间的关联信息来提升推荐系统精度。因此,综合考虑两种方法,提出融合社交影响和项目关联度的个性化推荐方法,其计算公式如下:
以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后,技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。
Claims (7)
1.一种融合社交影响和项目关联的个性化推荐方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:获取用户社交数据和用户评分数据,计算得到用户的社交影响力和用户间的相似度,从而得出用户影响力值;
步骤二:根据用户影响力值对信任用户潜在特征向量进行指数约束,增强亲密好友的信任关系,建立用户影响力潜在信任特征向量;
步骤三:利用用户评分数据对项目间进行关联计算,获取项目间的关联值,从而构建项目关联矩阵;
步骤四:在概率矩阵分解中利用用户影响力和项目关联信息进行联合推荐。
2.根据权利要求1所述的一种融合社交影响和项目关联的个性化推荐方法,其特征在于,所述步骤一中分别利用输入的用户社交关系数据和用户评分数据构建用户的社交影响力和用户间的相似度,线性组合两者构建用户的影响力矩阵,其计算公式如下:
f(u,v)=asim(u,v)+(1-a)PR(u) (1)
式中,sim(u,v)表示用户u和用户v的相似度,代表着用户间的相互影响力,PR(u)表示用户u在社交网络中的个人影响力,f(u,v)表示用户u对用户v的影响力,定义一个权重a来表示两者所占的比重,为了权衡用户间的影响力和社交网络中的个人影响力,这里将a设置为0.4。
4.根据权利要求2所述的一种融合社交影响和项目关联的个性化推荐方法,其特征在于,所述步骤二中根据用户影响力对信任用户潜在因子特征向量进行改进,增强亲密好友的信任关系,建立用户影响力潜在信任特征向量,具体包括以下步骤:
(1)计算社交网络中用户的特征向量u公式如下:
式中,Uu表示用户u潜在特征向量,Uv表示用户v的潜在特征向量,Tu,v表示社交用户u对用户v的信任值,是一个二进制值,取值为[0,1],Nu表示用户u直接链接出去的用户集合;
(2)根据用户的特征向量得到用户的特征条件分布的公式如下:
式中,为信任用户的特征条件分布,T表示用户的社交关系矩阵,Tu,v表示社交用户u对用户v的信任值,是一个二进制值,取值为[0,1],表示用户U服从均值为0,方差为的高斯分布,I是一个指示函数,若用户对项目进行评分,则为1,否则为0;
(3)利用用户影响力来改进用户潜在偏好特征向量公式如下:
(4)用户影响力信任的特征条件分布公式如下所示:
5.根据权利要求4所述的一种融合社交影响和项目关联的个性化推荐方法,其特征在于,所述步骤三中使用评分数据对项目进行关联计算,获取项目间的关联值,构建关联矩阵,具体步骤为:
(1)项目间的关联度计算公式如下:
Ci,j=βsimr(i,j)+(1-β)sima(i,j) (8)
式中,simr(i,j)表示项目间的评分相似度,sima(i,j)表示项目间的属性相似度。Ci,j表示项目的综合相似度,定义一个权重关系β来表示二者所占的比重,为了权衡项目间的评分相似和属性相似,这里将β设置成0.5;
(2)根据项目间的关联度构建项目关联矩阵的计算公式如下:
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