深度矩阵分解推荐算法*

田 震,潘腊梅,尹 朴,王 睿,2

1(北京科技大学 计算机与通信工程学院,北京 100083)

2(北京科技大学 顺德研究生院,广东 佛山 528300)

众多协同过滤推荐算法中,矩阵分解(matrix factorization,简称MF)算法因简单、易于实现,得到了广泛的应用.但是矩阵分解通过简单的线性内积方式无法建模用户和物品之间复杂的非线性关系,限制了模型的推荐性能.虽然许多工作从多个方面对矩阵分解算法进行改进,但是仍然采用线性内积方式建模用户和物品之间的交互,使得模型的性能提升有限.He 等人提出的广义矩阵分解模型(generalized matrix factorization,简称GMF)[1]利用神经网络,通过一个激活函数和不全是1 的连接权重赋予了MF 非线性学习能力,将MF 推广到非线性集合,提高了模型的表达能力.GMF 的浅层结构使得它在建模用户和物品的二阶交互关系上有很好的表现,然而却并不能很好地捕捉到包含更丰富信息的用户和物品之间的高阶交互关系.随着深度神经网络技术的不断成熟,许多研究人员逐渐意识到深度神经网络强大的非线性学习能力和抽象特征学习能力,并开始将其应用到矩阵分解过程.但是现有研究要么对于协同过滤部分仍采用线性内积,要么只建模了用户和物品的二阶交互关系,忽略了包含更多信息的高阶交互,导致模型性能受限.

针对以上问题,本文提出了一种深度矩阵分解推荐算法,算法在广义矩阵分解算法的基础上,通过在非线性内积得到的用户和物品的二阶交互之上……