基于知识图谱的推荐算法研究
2021-12-30黄海新闫啸云
文 峰,曹 雄,黄海新,闫啸云
(1.沈阳理工大学 信息科学与工程学院,沈阳110159;2.中国石油大学 信息科学与工程学院,北京 102249)
推荐系统[1]像很多其他基于海量数据的任务一样受益于深度神经网络的发展[2-3],而知识图谱作为典型的图结构数据[4]包含着实体到实体之间的关系,这对用户的兴趣分析和建模具有一定的辅助作用。基于矩阵分解的协同过滤(Collaborative Filtering,CF)[5]是商业领域最成功的方法之一,然而,基于CF的方法依赖于用户和项目之间过去的交互,这将导致冷启动问题[6](不推荐没有交互的项目)。为缓解这一问题,研究人员通常会采取一些措施去整合辅助信息,比如社交网络、图片和评论等。
在众多种类的辅助信息中,知识图谱被广泛使用,其以机器可读的头-关系-尾(head-relation-tail)三元组形式组成并包含丰富的结构信息。研究人员先后利用知识图谱在节点分类、句子补全和摘要生成等应用中取得了成功。此后出现了基于知识图谱感知的推荐模型,其中许多都受益于图神经网络(Graph neural network,GNN)[7]捕捉图中的高阶结构并细化嵌入用户和项目的特征。如RippleNet传播用户在知识图谱中潜在的偏好并探索其更深层次的兴趣[8];图卷积网络(Knowledge Graph Convolutional Networks,KGCN)利用卷积操作来产生高阶的连通性的物品特征[9];图注意力网络(Knowledge graph attention network,KGAT)使用注意力机制隐式地为图中不同的邻域节点指定权重系数[10]。
由于推荐系统的高维和异质性,在推荐系统中使用知识图谱仍是一个挑战。一种可行的方法是通过知识图嵌入(Knowledge Graph Embedding,KGE)方法先行预处理知识图谱,该方法可将图谱中的实体和关系映射到低维向量表示。……
