JP5938006B2 - Item recommendation device, item recommendation method, and item recommendation program - Google Patents

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Description

本発明は、アイテム推薦において、Random Walk with Restart(RWR)に基づいて推薦するアイテムを決定するアイテム推薦装置、アイテム推薦方法、およびアイテム推薦プログラムに関する。   The present invention relates to an item recommendation device, an item recommendation method, and an item recommendation program for determining an item to be recommended based on Random Walk with Restart (RWR) in item recommendation.

ユーザとアイテムからなるグラフを、複数のサービスなどのドメインを考慮して集計して構築し、RWRを適用する事により推薦するアイテムを決定する方法がある(例えば、非特許文献1参照)。   There is a method in which a graph composed of users and items is aggregated and constructed in consideration of domains such as a plurality of services, and an item to be recommended is determined by applying RWR (see, for example, Non-Patent Document 1).

また、RWRの計算を行うにあたり、逆行列を求めるのに適した行列分解手法であるLU分解を用いて逆行列を求め、RWRの計算を高速化する手法がある(例えば、特許文献1参照)。   In addition, when calculating RWR, there is a technique for obtaining an inverse matrix using LU decomposition, which is a matrix decomposition technique suitable for obtaining an inverse matrix, and speeding up the calculation of RWR (see, for example, Patent Document 1). .

特開2012-160015号公報JP 2012-160015 A

堤田恭太、中辻真、内山俊郎、戸田浩之、内山匡:アクセスログを用いたクロスドメイン環境における情報推薦、第154回DBS・第107回IFAT合同研究発表会、2012年8月Junta Tsutsuda, Makoto Nakajo, Toshiro Uchiyama, Hiroyuki Toda, Kei Uchiyama: Information recommendation in a cross-domain environment using access logs, 154th DBS / 107th IFAT Joint Research Meeting, August 2012

しかしながら、上記非特許文献1の技術で用いられるRWRの計算は、推薦を受ける被推薦ユーザの数が膨大な場合や、被推薦ユーザの利用履歴や付与した評点の情報が更新されるたびに新たに計算し直さなければならないため、膨大な計算量が必要となってしまう問題がある。   However, the calculation of RWR used in the technique of Non-Patent Document 1 described above is new when the number of recommended users receiving recommendations is large, or whenever the usage history of the recommended users or the information on the assigned scores is updated. Therefore, there is a problem that a huge amount of calculation is required.

また、上記特許文献1は、RWRの計算を高速に行う方法であるが、前処理としてグラフを表す遷移行列のLU分解が必要となるため、利用される計算機の構成や処理能力によっては行列を読み込むためのメモリが不足し、計算が行えなくなることがある。   Moreover, although the said patent document 1 is the method of calculating RWR at high speed, since LU decomposition | disassembly of the transition matrix showing a graph is required as preprocessing, depending on the structure and processing capability of the computer used, a matrix is required. Insufficient memory to read and calculation may not be possible.

本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、RWRを用いたアイテム推薦を、より小規模な計算機であっても適用可能とするアイテム推薦装置、アイテム推薦方法、およびアイテム推薦プログラムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an item recommendation device, an item recommendation method, and an item recommendation method that can apply item recommendation using RWR even to a smaller computer. To provide an item recommendation program.

上記の課題を解決するため、第1の本発明は、RWR(Random Walk with Restart)を用いたアイテム推薦装置であって、ユーザIDと、アイテムIDと、メタデータIDと、アイテムへの評価値とを含むアイテム履歴情報を格納したアイテム履歴記憶手段から取得したアイテム履歴情報を用いて、ユーザとアイテムの利用履歴関係およびアイテムとメタデータの関係を表す遷移行列を生成し、当該遷移行列から生成される行列の擬似逆行列を算出する擬似逆行列算出手段と、前記擬似逆行列を用いて推薦アイテムを決定する推薦アイテム決定手段と、を有し、前記擬似逆行列算出手段は、前記遷移行列から生成される行列をそのまま用いて前記擬似逆行列の算出ができない場合、前記行列を当該行列より小さな行列に変換し、前記擬似逆行列を算出する。   In order to solve the above problems, the first present invention is an item recommendation device using RWR (Random Walk with Restart), and includes a user ID, an item ID, a metadata ID, and an evaluation value for an item. Using the item history information acquired from the item history storage means that stores the item history information including the above, a transition matrix representing the relationship between the user and item usage history and the relationship between the item and metadata is generated and generated from the transition matrix. A pseudo inverse matrix calculating means for calculating a pseudo inverse matrix of the matrix to be processed, and a recommended item determining means for determining a recommended item using the pseudo inverse matrix, wherein the pseudo inverse matrix calculating means includes the transition matrix If the pseudo-inverse matrix cannot be calculated using the matrix generated as is, the matrix is converted into a matrix smaller than the matrix and the pseudo-inverse matrix is calculated.

上記アイテム推薦装置において、前記擬似逆行列算出手段は、前記遷移行列の大きさと、当該アイテム推薦装置が備えるリソースとを用いて、前記擬似逆行列の算出ができるか否かを判別する。   In the item recommendation device, the pseudo inverse matrix calculation unit determines whether or not the pseudo inverse matrix can be calculated using the size of the transition matrix and the resources provided in the item recommendation device.

上記アイテム推薦装置において、前記擬似逆行列算出手段は、当該アイテム推薦装置が備えるメモリ容量が、前記遷移行列の大きさに所定数を乗じた大きさ未満の場合、前記擬似逆行列の算出ができないと判別する。   In the item recommendation device, the pseudo inverse matrix calculation unit cannot calculate the pseudo inverse matrix when the memory capacity of the item recommendation device is less than a size obtained by multiplying the size of the transition matrix by a predetermined number. Is determined.

第2の本発明は、コンピュータが行う、RWRを用いたアイテム推薦方法であって、ユーザIDと、アイテムIDと、メタデータIDと、アイテムへの評価値とを含むアイテム履歴情報を格納したアイテム履歴記憶部から取得したアイテム履歴情報を用いて、ユーザとアイテムの利用履歴関係およびアイテムとメタデータの関係を表す遷移行列を生成し、当該遷移行列から生成される行列の擬似逆行列を算出する擬似逆行列算出ステップと、前記擬似逆行列を用いて推薦アイテムを決定する推薦アイテム決定ステップと、を行い、前記擬似逆行列算出ステップは、前記遷移行列から生成される行列をそのまま用いて前記擬似逆行列の算出ができない場合、前記行列を当該行列より小さな行列に変換し、前記擬似逆行列を算出する。   The second aspect of the present invention is an item recommendation method using RWR performed by a computer, in which item history information including a user ID, an item ID, a metadata ID, and an evaluation value for an item is stored. Using the item history information acquired from the history storage unit, a transition matrix representing a user-item usage history relationship and an item-metadata relationship is generated, and a pseudo inverse matrix of the matrix generated from the transition matrix is calculated. A pseudo-inverse matrix calculating step and a recommended item determining step of determining a recommended item using the pseudo-inverse matrix, wherein the pseudo-inverse matrix calculating step uses the matrix generated from the transition matrix as it is to When the inverse matrix cannot be calculated, the matrix is converted into a matrix smaller than the matrix, and the pseudo inverse matrix is calculated.

上記アイテム推薦方法において、前記擬似逆行列算出ステップは、前記遷移行列の大きさと、前記コンピュータが備えるリソースとを用いて、前記擬似逆行列の算出ができるか否かを判別する。   In the item recommendation method, the pseudo inverse matrix calculation step determines whether or not the pseudo inverse matrix can be calculated using the size of the transition matrix and the resources provided in the computer.

上記アイテム推薦方法において、前記擬似逆行列算出ステップは、前記コンピュータが備えるメモリ容量が、前記遷移行列の大きさに所定数を乗じた大きさ未満の場合、前記擬似逆行列の算出ができないと判別する。   In the item recommendation method, the pseudo inverse matrix calculation step determines that the pseudo inverse matrix cannot be calculated when a memory capacity of the computer is less than a size obtained by multiplying a size of the transition matrix by a predetermined number. To do.

第3の本発明は、上記アイテム推薦装置としてコンピュータを機能させるためのアイテム推薦プログラムである。   The third aspect of the present invention is an item recommendation program for causing a computer to function as the item recommendation device.

本発明によれば、RWRを用いたアイテム推薦を、より小規模な計算機であっても適用可能とするアイテム推薦装置、アイテム推薦方法、およびアイテム推薦プログラムを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an item recommendation device, an item recommendation method, and an item recommendation program that can apply item recommendation using RWR even to a smaller computer.

本発明の一実施の形態における情報推薦装置の構成図である。It is a block diagram of the information recommendation apparatus in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態におけるアイテム履歴データベースのテーブルのイメージ図である。It is an image figure of the table of the item history database in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態における情報推薦装置の処理のフローチャートである。It is a flowchart of a process of the information recommendation apparatus in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態における擬似逆行列構築処理のフローチャートである。It is a flowchart of the pseudo | simulation inverse matrix construction | assembly process in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態における遷移行列のイメージ図である。It is an image figure of the transition matrix in one embodiment of the present invention.

以下図面と共に、本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施の形態における情報推薦装置(アイテム推薦装置)の構成を示す。   FIG. 1 shows the configuration of an information recommendation device (item recommendation device) according to an embodiment of the present invention.

図示する情報推薦装置は、RWR(Random Walk with Restart)を用いてアイテムを推薦する装置であって、被推薦ユーザID取得部110、アイテム履歴データベース120、擬似逆行列構築部130、推薦アイテム予測処理部140、およびアイテム提示部150を備える。   The information recommendation apparatus shown in the figure is an apparatus that recommends an item using RWR (Random Walk with Restart), and includes a recommended user ID acquisition unit 110, an item history database 120, a pseudo inverse matrix construction unit 130, and a recommended item prediction process. Unit 140 and item presentation unit 150.

被推薦ユーザID取得部110は、所定の外部装置または外部システムから、推薦するアイテムを提示する被推薦ユーザIDを取得する。   The recommended user ID acquisition unit 110 acquires a recommended user ID for presenting an item to be recommended from a predetermined external device or external system.

アイテム履歴データベース120(アイテム履歴記憶手段)には、ユーザIDと、アイテムIDと、メタデータIDと、アイテムへの評価値とを含むアイテム履歴情報が格納されている。   The item history database 120 (item history storage means) stores item history information including a user ID, an item ID, a metadata ID, and an evaluation value for the item.

擬似逆行列構築部130(擬似行列算出手段)は、アイテム履歴データベース120から取得したアイテム履歴情報を用いて、ユーザとアイテムの利用履歴関係およびアイテムとメタデータの関係を表す遷移行列を生成し、当該遷移行列から生成される行列の擬似逆行列を算出する。また、擬似逆行列構築部130は、遷移行列から生成される行列をそのまま用いて擬似逆行列の算出ができない場合、前記行列を当該行列より小さな行列に変換し、擬似逆行列を算出する。   The pseudo-inverse matrix construction unit 130 (pseudo-matrix calculation unit) uses the item history information acquired from the item history database 120 to generate a transition matrix that represents a user-item usage history relationship and an item-metadata relationship, A pseudo inverse matrix of a matrix generated from the transition matrix is calculated. Further, when the pseudo inverse matrix construction unit 130 cannot calculate the pseudo inverse matrix using the matrix generated from the transition matrix as it is, the pseudo inverse matrix construction unit 130 converts the matrix into a matrix smaller than the matrix and calculates the pseudo inverse matrix.

推薦アイテム予測処理部140(推薦アイテム決定手段)は、擬似逆行列構築部130が算出した擬似逆行列を用いて、推薦アイテムを決定する。   The recommended item prediction processing unit 140 (recommended item determination means) determines a recommended item using the pseudo inverse matrix calculated by the pseudo inverse matrix construction unit 130.

アイテム提示部150は、推薦アイテム予測処理部140が決定した推薦アイテムを、被推薦ユーザの端末1に提示する。   The item presentation unit 150 presents the recommended item determined by the recommended item prediction processing unit 140 to the terminal 1 of the recommended user.

図2は、本実施形態におけるアイテム履歴データベース120のテーブルのイメージある。アイテム履歴データベース120は、各ユーザが、過去に利用した各アイテムの履歴情報が蓄積されたデータベースである。図示するアイテム履歴データベース120は、ユーザIDと、アイテムIDと、メタデータIDと、アイテムへの評価値とがそれぞれ対応付けて記憶されて、参照可能なデータベースとなっている。   FIG. 2 is an image of a table of the item history database 120 in the present embodiment. The item history database 120 is a database in which history information of each item used by each user in the past is accumulated. The item history database 120 illustrated is a database in which a user ID, an item ID, a metadata ID, and an evaluation value for an item are stored in association with each other and can be referred to.

アイテムは、コンピュータ上のコンテンツやプログラム、スーパー等での販売品など、様々なジャンルの品目を示すものである。メタデータは、対応するアイテムに関連する情報である。例えば、アイテムがアプリケーションプログラムの場合、その説明文に含まれる特徴的なキーワードであって、アイテムが商品の固有名の場合、それの該当するカテゴリー名(例えば、アイスクリーム等)などが考えられる。評価値は、各ユーザの対応するアイテムに対する評価を示す指標である。例えば、映画の評判サイト等の場合はユーザが付与した5段階評価、ページの閲覧の有無の場合は0か1、購買の有無などがある。なお、他の外部システムによって推定された値を評価値として利用することとしてもよい。   Items indicate items of various genres such as contents on a computer, programs, and products sold at supermarkets. The metadata is information related to the corresponding item. For example, when an item is an application program, it is a characteristic keyword included in the description, and when the item is a unique name of a product, a corresponding category name (for example, ice cream) can be considered. The evaluation value is an index indicating the evaluation of the item corresponding to each user. For example, in the case of a reputation site of a movie, there are five-level evaluations given by the user, 0 or 1 for whether or not a page is viewed, and whether or not a purchase is made. Note that a value estimated by another external system may be used as the evaluation value.

なお、アイテム履歴データベース120は、図2に示すように1つのテーブルで実現される場合に限定されず、複数のテーブルから構成されていてもよい。例えば、ユーザのアイテムの利用履歴について格納されたデータベースと、メタデータについて格納されたデータベースとを有し、個別に参照できるような形で実現されていてもよい。   Note that the item history database 120 is not limited to being realized by one table as shown in FIG. 2, and may be composed of a plurality of tables. For example, it may be realized in such a manner that it has a database stored about the usage history of the user's items and a database stored about the metadata, and can be referred to individually.

また、アイテム履歴データベース120の各列のデータが存在しないサービスに適用される場合は、後述する図5に示す遷移行列が構築可能であって、後述する図3のS220の擬似逆行列を構築する処理、およびS230の推薦アイテムを決定する処理が行える限り、行や列の一部はなくてもよい。例えば、メタデータが存在しないサービスに適用される場合は、メタデータIDの情報および遷移行列上の行や列はなくてもよい。   Further, when applied to a service in which data in each column of the item history database 120 does not exist, a transition matrix shown in FIG. 5 described later can be constructed, and a pseudo inverse matrix of S220 in FIG. 3 described later is constructed. As long as the process and the process of determining the recommended item in S230 can be performed, some of the rows and columns may be omitted. For example, when applied to a service in which metadata does not exist, there is no need to have metadata ID information and rows or columns on the transition matrix.

なお、本実施形態の情報推薦装置は、例えば、CPUと、メモリと、HDD等の外部記憶装置などを備えた汎用的なコンピュータシステムを用いることができる。このコンピュータシステムにおいて、CPUがメモリ上にロードされた情報推薦装置用のプログラムを実行することにより、情報推薦装置の各機能が実現される。また、情報推薦装置用のプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、CD−ROM、MO、DVD−ROMなどのコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶することも、ネットワークを介して配信することもできる。   Note that the information recommendation apparatus according to the present embodiment may be a general-purpose computer system including a CPU, a memory, an external storage device such as an HDD, and the like. In this computer system, each function of the information recommendation device is realized by the CPU executing a program for the information recommendation device loaded on the memory. The program for the information recommendation apparatus can be stored in a computer-readable recording medium such as a hard disk, a flexible disk, a CD-ROM, an MO, a DVD-ROM, or can be distributed via a network.

次に、本実施形態の処理について説明する。   Next, the processing of this embodiment will be described.

図3は、本実施形態における情報推薦装置の処理のフローチャートである。図3のフローチャートに沿って、被推薦ユーザに対して推薦アイテムを提示する処理について、図1の構成図を参照し説明する。   FIG. 3 is a flowchart of the process of the information recommendation device in this embodiment. The process of presenting recommended items to the recommended user will be described with reference to the configuration diagram of FIG. 1 along the flowchart of FIG.

ステップ210) まず、被推薦ユーザID取得部110は、被推薦ユーザのIDを取得し、推薦アイテム予測処理部140に出力する。被推薦ユーザIDは、例えば、当該情報推薦装置に接続された外部の装置、システムなどのコンピュータから入力される。   Step 210) First, the recommended user ID acquisition unit 110 acquires the ID of the recommended user and outputs it to the recommended item prediction processing unit 140. For example, the recommended user ID is input from a computer such as an external device or system connected to the information recommendation device.

ステップ220) 擬似逆行列構築部130は、アイテム履歴データベース120からユーザID、アイテムID、メタデータIDおよび評価値を取得し、後述する図4の処理により擬似逆行列を構築する。なお、ステップ220の擬似逆行列の構築処理は、ステップ210とは非同期に、バッチ処理などであらかじめ行っておくものとする。あるいは、S210の被推薦ユーザのIDを取得したタイミングで行うこととしてもよい。   Step 220) The pseudo inverse matrix construction unit 130 acquires the user ID, item ID, metadata ID, and evaluation value from the item history database 120, and constructs a pseudo inverse matrix by the process of FIG. Note that the pseudo inverse matrix construction process in step 220 is performed in advance by batch processing or the like asynchronously with step 210. Or it is good also as performing at the timing which acquired ID of the recommended user of S210.

ステップ230) 推薦アイテム予測処理部140は、被推薦ユーザID取得部110から被推薦ユーザIDを、擬似逆行列構築部130から擬似逆行列をそれぞれ受け取り、RWRを用いて被推薦ユーザに推薦するアイテムを決定する。   Step 230) The recommended item prediction processing unit 140 receives the recommended user ID from the recommended user ID acquisition unit 110 and the pseudo inverse matrix from the pseudo inverse matrix construction unit 130, and recommends the recommended user to the recommended user using RWR. To decide.

ステップ240) アイテム提示部150は、推薦アイテム予測処理部140が決定した推薦アイテムを、被推薦ユーザに提示する。具体的には、ネットワークを介して、被推薦ユーザの端末に推薦アイテムの情報を送信し、表示する。   Step 240) The item presentation unit 150 presents the recommended item determined by the recommended item prediction processing unit 140 to the recommended user. Specifically, the information of the recommended item is transmitted to the terminal of the recommended user via the network and displayed.

なお、図1の本実施形態では、情報推薦装置はアイテム履歴データベース120を含む構成として説明したが、この実施例に限定されることなく、アイテム履歴データベース120は、情報推薦装置の外部のデータベースであって、情報推薦装置は外部のデータベースであるアイテム履歴データベース120にアクセスし、データを取得することとしてもよい。   In the present embodiment of FIG. 1, the information recommendation device has been described as including the item history database 120, but the item history database 120 is a database external to the information recommendation device, without being limited to this embodiment. Thus, the information recommendation device may access the item history database 120, which is an external database, and acquire data.

また、例えば、推薦アイテム予測処理部140の計算部分など、一部の処理がバッチ処理的に行われる場合には、推薦アイテム予測処理部140は、算出した推薦アイテムを一旦外部のデータベースに格納しておき、必要に応じて外部のデータベースにアクセスして推薦アイテムを取得し、アイテム提示部150へ出力することとしてもよい。   In addition, for example, when a part of processing such as a calculation part of the recommended item prediction processing unit 140 is performed in a batch process, the recommended item prediction processing unit 140 temporarily stores the calculated recommended item in an external database. The recommended item may be acquired by accessing an external database as necessary and output to the item presenting unit 150.

次に、図3のS220で、擬似逆行列構築部130が擬似逆行列を構築する処理について説明する。   Next, a process in which the pseudo inverse matrix construction unit 130 constructs a pseudo inverse matrix in S220 of FIG. 3 will be described.

図4は、擬似逆行列構築処理のフローチャートである。図4に沿って、擬似逆行列構築部130の処理の一例を説明する。   FIG. 4 is a flowchart of the pseudo inverse matrix construction process. An example of the process of the pseudo inverse matrix construction unit 130 will be described with reference to FIG.

ステップ510) まず、アイテム履歴データベース120から、各行毎に、ユーザID、アイテムID、メタデータIDおよび評価値を取得し、ユーザIDとアイテムIDとメタデータIDとのすべての2つの組合せ(順列)について、評価値を関連付ける(「ユーザIDとアイテムIDと評価値」、「ユーザIDとメタデータIDと評価値」、「アイテムIDとユーザIDと評価値」、「アイテムIDとメタデータIDと評価値」、「メタデータIDとユーザIDと評価値」、「メタデータIDとアイテムIDと評価値」)。   Step 510) First, a user ID, an item ID, a metadata ID, and an evaluation value are acquired for each row from the item history database 120, and all two combinations of user ID, item ID, and metadata ID (permutation) ("User ID and item ID and evaluation value", "user ID and metadata ID and evaluation value", "item ID and user ID and evaluation value", "item ID and metadata ID and evaluation Value "," metadata ID and user ID and evaluation value "," metadata ID and item ID and evaluation value ").

例えば、ユーザIDがu1、アイテムIDがi1、メタデータIDがm1、評価値が5であるような行の場合には、例えば、「u1とi1の評価値が5」、「u1とm1の評価値が5」等のように評価値を関連付ける。評価値が設定されていない行の場合には、評価値に例えば1などの固定値を用いるものとする。   For example, in the case of a row in which the user ID is u1, the item ID is i1, the metadata ID is m1, and the evaluation value is 5, for example, “e1 and i1 have an evaluation value of 5”, “u1 and m1 Associating evaluation values such as “5”. In the case of a row for which no evaluation value is set, a fixed value such as 1 is used as the evaluation value.

ステップ520) ステップ510で得られたユーザ、アイテムおよびメタデータの任意の組合せとその評価値を用いて、評価値行列Rを構築する。評価値行列Rのj行k列番目の要素をrj,kとする。例えば、jがu1、kがi1のときは、評価値の5を該当するrj,k(rju1,i1)に埋める。 Step 520) An evaluation value matrix R is constructed using an arbitrary combination of users, items and metadata obtained in Step 510 and their evaluation values. The j-th row and k-th column element of the evaluation value matrix R is defined as r j, k . For example, when j is u1 and k is i1, evaluation value 5 is filled in the corresponding r j, k (r ju1, i1 ).

ステップ530) ステップ520で構築した評価値行列Rを、各列の値の和が1になるように正規化処理を行って、遷移行列Aを得る。遷移行列Aのj行k列番目の要素をaj,kと表すとき、要素aj,kは、評価値rj,kを用いて式(1)の通りに求められる。図5は、本実施形態において用いられる遷移行列のイメージである。遷移行列は、ユーザとアイテムの利用履歴関係およびアイテムとメタデータの関係を表す行列である。

Figure 0005938006
Step 530) Normalization processing is performed on the evaluation value matrix R constructed in Step 520 so that the sum of the values of the respective columns becomes 1, and the transition matrix A is obtained. When the j-th row and k-th column element of the transition matrix A is expressed as a j, k , the element a j, k is obtained as in Expression (1) using the evaluation value r j, k . FIG. 5 is an image of a transition matrix used in the present embodiment. The transition matrix is a matrix representing the usage history relationship between the user and the item and the relationship between the item and the metadata.
Figure 0005938006

ステップ540) ここで、pをアイテムの関連度を格納する列ベクトル、αを0<α<1を満たす定数、Aをステップ530で得られた遷移行列、qを被推薦ユーザを表す起点ノードのみが1である列ベクトルとすると、RWRは式(2)のように表される。

Figure 0005938006
Step 540) Here, p is a column vector storing the relevance of the item, α is a constant satisfying 0 <α <1, A is the transition matrix obtained in Step 530, and q is only the origin node representing the recommended user Assuming that the column vector is 1, RWR is expressed as equation (2).
Figure 0005938006

さらに、RWR式(2)を式(3)の通りに変形し、得られたRWR式(3)の{I-(1-α)A}部分を、行列W(遷移行列Aから生成される行列)と置く。式(3)のIは、単位行列である。

Figure 0005938006
Furthermore, the RWR equation (2) is transformed as shown in the equation (3), and the {I- (1-α) A} portion of the obtained RWR equation (3) is generated from the matrix W (the transition matrix A Matrix). I in Equation (3) is a unit matrix.
Figure 0005938006

ステップ550) そして、式(3)のWが、当該情報推薦装置で処理できるか否かを判別する。すなわち、当該情報推薦装置で、擬似逆行列W-1の算出が可能か否かを判別する。算出可能か否かの条件分岐は、ステップ530で生成された遷移行列Aの大きさと、当該情報推薦装置(計算機、コンピュータ)が実装するリソースとを用いて判別される。 Step 550) Then, it is determined whether or not W in the expression (3) can be processed by the information recommendation device. That is, it is determined whether or not the information recommendation apparatus can calculate the pseudo inverse matrix W- 1 . The conditional branch of whether or not calculation is possible is determined using the size of the transition matrix A generated in step 530 and the resources implemented by the information recommendation device (computer or computer).

例えば、当該情報推薦装置が備えるメモリ容量が、遷移行列Aの大きさに所定数を乗じた大きさ未満の場合、擬似逆行列の算出ができないと判別することが考えられる。すなわち、Wが情報推薦装置のメモリに確保できるか否かより判別する。具体的には、情報推薦装置のメモリ容量が、遷移行列Aのデータサイズの3倍以上の場合は算出可能であると判別し、遷移行列Aのデータサイズの3倍よりも小さい場合は算出不可能であると判別することが考えられる。   For example, if the memory capacity of the information recommendation device is less than the size of the transition matrix A multiplied by a predetermined number, it may be determined that the pseudo inverse matrix cannot be calculated. That is, it is determined based on whether W can be secured in the memory of the information recommendation device. Specifically, if the memory capacity of the information recommendation device is 3 times or more the data size of the transition matrix A, it is determined that it can be calculated, and if it is smaller than 3 times the data size of the transition matrix A, the calculation is not possible. It may be possible to determine that this is possible.

処理可能な場合は(S550:YES)、ステップ551へ進み、処理不可能な場合は(S550:NO)、ステップ552へ進む。   If the process is possible (S550: YES), the process proceeds to step 551. If the process is not possible (S550: NO), the process proceeds to step 552.

ステップ551) 式(3)のWの擬似逆行列W-1を求める。Wを特異値分解して式(4)とするとき、擬似逆行列W-1は式(5)として得られる。式(5)のΣ-1の成分σ-1 iiは、Σの成分をσiiとすると、σ-1 ii=1/σiiとして得られる。

Figure 0005938006
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Step 551) A pseudo inverse matrix W −1 of W in the equation (3) is obtained. When W is subjected to singular value decomposition into Equation (4), the pseudo inverse matrix W −1 is obtained as Equation (5). Component sigma -1 ii of sigma -1 of formula (5), when the components of the sigma and sigma ii, obtained as σ -1 ii = 1 / σ ii .
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ステップ552) 式(3)のWにコンパクトに変換する行列を掛けながら、擬似逆行列W-1を算出する。Wはn行n列の行列とし、ランダムに要素を生成したn行r列の行列ΩをWの転置行列WTに掛けて式(6)を得る。rは、擬似逆行列W-1をコンパクトに変換するため、nより小さい値とする。より小規模な計算機を情報推薦装置として用いる場合、または処理の高速化を期待する場合は、より小さな値をrに設定し、より精確な計算結果が必要となる場合はよりnに近い値を設定して用いる。例えば、n=10000の場合には、r=100とするなど、情報推薦装置のリソースに応じて設定することが考えられる。なお、rの値は100に限定されることなく、nより小さい自然数の範囲内で設定可能である。 Step 552) The pseudo inverse matrix W −1 is calculated while multiplying the W of the equation (3) by the matrix to be converted into a compact. W is an n-by-n matrix, and an n-by-r matrix Ω that is randomly generated is multiplied by the transpose matrix W T of W to obtain Equation (6). r is set to a value smaller than n in order to convert the pseudo inverse matrix W −1 into a compact form. When using a smaller computer as an information recommendation device, or when expecting faster processing, set a smaller value to r, and if a more accurate calculation result is required, set a value closer to n. Set and use. For example, when n = 10000, it may be set according to the resource of the information recommendation device, such as r = 100. The value of r is not limited to 100, and can be set within a natural number range smaller than n.

次に、式(7)により、Wに式(6)のYを掛けて行列Bを得る。さらに、式(8)により、式(7)のBに、ランダムに要素を生成したr行r列の行列Ψを掛けてZを求める。式(9)により、式(8)のZの転置行列ZTにBを掛けてCを得る。式(10)により、r行r列にコンパクトになったCを特異値分解して、式(10)、(11)により、ステップ551と同様にΣ-1を求めてからZとYTを掛けてW-1を得る。

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Next, the matrix B is obtained by multiplying W by Y in the equation (6) according to the equation (7). Furthermore, Z is obtained by multiplying B in equation (7) by a matrix Ψ of r rows and r columns in which elements are randomly generated, according to equation (8). According to Equation (9), C is obtained by multiplying the transpose matrix Z T of Z in Equation (8) by B. Using equation (10), singular value decomposition is performed on C, which has been reduced to r rows and r columns, and Σ −1 is obtained using equations (10) and (11) as in step 551, and then Z and Y T are calculated . Multiply to get W -1 .
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ステップ560) ステップ551もしくはステップ552で得た擬似逆行列W-1を推薦アイテム予測処理部140へ出力し、擬似逆行列構築部130の処理を終了する。 Step 560) The pseudo inverse matrix W −1 obtained in step 551 or step 552 is output to the recommended item prediction processing unit 140, and the process of the pseudo inverse matrix construction unit 130 is terminated.

最後に、擬似逆行列構築部130から取得した擬似逆行列W-1を用いて推薦するアイテムを決定する推薦アイテム予測処理部140の処理について説明する。すなわち、取得した被推薦ユーザIDと各アイテムIDとの関連度を求め、その値の高いアイテムを推薦アイテムとするRWR(前述の式(3))を用いる。 Finally, the process of the recommended item prediction processing unit 140 that determines an item to be recommended using the pseudo inverse matrix W −1 acquired from the pseudo inverse matrix construction unit 130 will be described. In other words, the degree of association between the acquired recommended user ID and each item ID is obtained, and the RWR (the above equation (3)) using the item with a high value as the recommended item is used.

前述の通り、式(3)のqの被推薦ユーザを表すベクトルの要素を1とし、W-1にqを掛けて得られるベクトルpからアイテムを表すノードについて関連度の高いものを、推薦アイテムとしてアイテム提示部150へ出力する。 As described above, the element of the vector representing the recommended user of q in Equation (3) is set to 1, and the node representing the item from the vector p obtained by multiplying W -1 by q is the recommended item that is highly related. To the item presenting unit 150.

なお、本実施形態では、被推薦ユーザに対してアイテムを提示する手順について記述したが、qを表すものをアイテム(被推薦アイテム)、出力をアイテムとすると、被推薦アイテムと関連の強いアイテムを提示することができる。また、qをメタデータとし、推薦対象をアイテムとすると、メタデータと関連の強いアイテムの提示が可能となる。   In this embodiment, the procedure for presenting an item to a recommended user is described. However, if an item representing q is an item (recommended item) and an output is an item, an item strongly related to the recommended item is displayed. Can be presented. Further, when q is metadata and a recommendation target is an item, it is possible to present an item strongly related to the metadata.

以上説明した本実施形態では、遷移行列から生成される行列をそのまま用いて擬似逆行列の算出ができない場合、前記行列を当該行列より小さな行列に変換し、擬似逆行列を算出する。これにより、本実施形態では、小規模な計算機であっても、RWRを用いた情報推薦を実施することができる。すなわち、利用する計算機の構成や処理能力によっては行列を読み込むためのメモリが不足し、計算が行えなくなることを回避することができる。   In the present embodiment described above, when the pseudo inverse matrix cannot be calculated using the matrix generated from the transition matrix as it is, the matrix is converted into a matrix smaller than the matrix, and the pseudo inverse matrix is calculated. Thereby, in this embodiment, information recommendation using RWR can be performed even for a small-scale computer. That is, it is possible to avoid a situation in which calculation is not possible due to a lack of memory for reading a matrix depending on the configuration and processing capability of the computer to be used.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change and application are possible within a claim.

110:被推薦ユーザID取得部
120:アイテム履歴データベース
130:擬似逆行列構築部
140:推薦アイテム予測処理部
150:アイテム提示部
110: Recommended user ID acquisition unit 120: Item history database 130: Pseudo inverse matrix construction unit 140: Recommended item prediction processing unit 150: Item presentation unit

Claims (7)

RWR(Random Walk with Restart)を用いたアイテム推薦装置であって、
ユーザIDと、アイテムIDと、メタデータIDと、アイテムへの評価値とを含むアイテム履歴情報を格納したアイテム履歴記憶手段から取得したアイテム履歴情報を用いて、ユーザとアイテムの利用履歴関係およびアイテムとメタデータの関係を表す遷移行列を生成し、当該遷移行列から生成される行列の擬似逆行列を算出する擬似逆行列算出手段と、
前記擬似逆行列を用いて推薦アイテムを決定する推薦アイテム決定手段と、を有し、
前記擬似逆行列算出手段は、前記遷移行列から生成される行列をそのまま用いて前記擬似逆行列の算出ができない場合、前記行列を当該行列より小さな行列に変換し、前記擬似逆行列を算出すること
を特徴とするアイテム推薦装置。
An item recommendation device using RWR (Random Walk with Restart),
Using the item history information acquired from the item history storage means storing the item history information including the user ID, item ID, metadata ID, and evaluation value for the item, the usage history relationship between the user and the item and the item A pseudo-inverse matrix calculating means for generating a transition matrix that represents the relationship between the metadata and the metadata, and calculating a pseudo-inverse matrix of the matrix generated from the transition matrix;
Recommended item determination means for determining a recommended item using the pseudo inverse matrix,
The pseudo inverse matrix calculation means calculates the pseudo inverse matrix by converting the matrix into a matrix smaller than the matrix when the pseudo inverse matrix cannot be calculated using the matrix generated from the transition matrix as it is. Item recommendation device.
請求項1記載のアイテム推薦装置であって、
前記擬似逆行列算出手段は、前記遷移行列の大きさと、当該アイテム推薦装置が備えるリソースとを用いて、前記擬似逆行列の算出ができるか否かを判別すること
を特徴とするアイテム推薦装置。
The item recommendation device according to claim 1,
The item recommendation device, wherein the pseudo inverse matrix calculation means determines whether or not the pseudo inverse matrix can be calculated using a size of the transition matrix and a resource included in the item recommendation device.
請求項1または2記載のアイテム推薦装置であって、
前記擬似逆行列算出手段は、当該アイテム推薦装置が備えるメモリ容量が、前記遷移行列の大きさに所定数を乗じた大きさ未満の場合、前記擬似逆行列の算出ができないと判別すること
を特徴とするアイテム推薦装置。
The item recommendation device according to claim 1 or 2,
The pseudo inverse matrix calculating means determines that the pseudo inverse matrix cannot be calculated when the memory capacity of the item recommendation device is less than a size obtained by multiplying the size of the transition matrix by a predetermined number. Item recommendation device.
コンピュータが行う、RWR(Random Walk with Restart)を用いたアイテム推薦方法であって、
ユーザIDと、アイテムIDと、メタデータIDと、アイテムへの評価値とを含むアイテム履歴情報を格納したアイテム履歴記憶部から取得したアイテム履歴情報を用いて、ユーザとアイテムの利用履歴関係およびアイテムとメタデータの関係を表す遷移行列を生成し、当該遷移行列から生成される行列の擬似逆行列を算出する擬似逆行列算出ステップと、
前記擬似逆行列を用いて推薦アイテムを決定する推薦アイテム決定ステップと、を行い、
前記擬似逆行列算出ステップは、前記遷移行列から生成される行列をそのまま用いて前記擬似逆行列の算出ができない場合、前記行列を当該行列より小さな行列に変換し、前記擬似逆行列を算出すること
を特徴とするアイテム推薦方法。
An item recommendation method using RWR (Random Walk with Restart) performed by a computer,
Using the item history information acquired from the item history storage unit storing the item history information including the user ID, the item ID, the metadata ID, and the evaluation value for the item, the usage history relationship between the user and the item and the item A pseudo-inverse matrix calculating step of generating a transition matrix representing a relationship between the meta-data and the metadata, and calculating a pseudo-inverse matrix of the matrix generated from the transition matrix;
Performing a recommended item determining step for determining a recommended item using the pseudo inverse matrix;
The pseudo inverse matrix calculation step calculates the pseudo inverse matrix by converting the matrix to a matrix smaller than the matrix when the pseudo inverse matrix cannot be calculated using the matrix generated from the transition matrix as it is. Item recommendation method characterized by
請求項4記載のアイテム推薦方法であって、
前記擬似逆行列算出ステップは、前記遷移行列の大きさと、前記コンピュータが備えるリソースとを用いて、前記擬似逆行列の算出ができるか否かを判別すること
を特徴とするアイテム推薦方法。
The item recommendation method according to claim 4,
The item recommendation method, wherein the pseudo inverse matrix calculation step determines whether or not the pseudo inverse matrix can be calculated by using the size of the transition matrix and resources provided in the computer.
請求項4または5記載のアイテム推薦方法であって、
前記擬似逆行列算出ステップは、前記コンピュータが備えるメモリ容量が、前記遷移行列の大きさに所定数を乗じた大きさ未満の場合、前記擬似逆行列の算出ができないと判別すること
を特徴とするアイテム推薦方法。
The item recommendation method according to claim 4, wherein:
The pseudo-inverse matrix calculating step determines that the pseudo-inverse matrix cannot be calculated when the memory capacity of the computer is less than a size obtained by multiplying the size of the transition matrix by a predetermined number. Item recommendation method.
請求項1から3のいずれか一項に記載のアイテム推薦装置としてコンピュータを機能させるためのアイテム推薦プログラム。   An item recommendation program for causing a computer to function as the item recommendation device according to any one of claims 1 to 3.
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