1.一种融合信任不信任关系和注意力机制深度推荐方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一,采用软间隔支持向量机Soft‑margin SVM的方法建立社交关系预测模块,通过用户的评分和社交关系对用户的不信任关系和信任关系进行预测和补充,再结合用户的评分相似度和共同评分用户的数量,重新评估用户间的信任关系和不信任关系的权重;
步骤二,以深度学习方法为基础,建立融合注意力机制的深度推荐模型,结合用户评分信息和用户社交行为,同时根据给预测项目评过分且与用户存在社交关系的其他用户对预测项目的注意力权重,得到预测项目的预测评分;
步骤三,融合信任不信任关系和注意力机制的深度推荐模型;将用户间的信任不信任关系和注意力机制融合到信任不信任关系和注意力机制的深度推荐模型中,依据用户间的信任关系和不信任关系的权重,对注意力机制得到预测项目的预测评分进行加权融合,以改善用户对预测项目的预测评分,最终选取前N项形成推荐列表;
其中,步骤一中的用户间的信任关系ET为用户l的行为能给用户u带来更好的影响或者结果,则用户u信任用户l;用户间的不信任关系ED为用户u不赞成用户k所发表的大多数观点,则用户u不信任用户k;用户间的信任关系ET和用户间的不信任关系ED之间互为镜像;
给定用户间的不信任关系ED和以项目为中心的用户交互矩阵A和矩阵O,其中矩阵A是用户项目作者矩阵,矩阵O是用户项目意见矩阵,用目标函数f2来预测用户间信任关系,结合原本用户间信任关系ET生成用户间完整信任网络G,如式(1)所示:(1)
同时给定用户间的信任关系ET和以项目为中心的用户交互矩阵A和矩阵O,用目标函数f1来预测用户间不信任关系,结合原本用户间不信任关系ED生成用户间完整不信任网络g,如式(2)所示:(2)
其中,式(2)中的矩阵A和矩阵O分别等同于式(1)中的矩阵A和矩阵O;
步骤一中的所述采用软间隔支持向量机Soft‑margin SVM的方法建立社交关系预测模块,具体步骤包括:步骤1‑1,根据社交结构平衡理论和状态理论,得到社交关系中的用户间的信任关系和不信任关系的传递关系:使用cij表示ui和uj之间连接,其中cij=1 表示信任关系,cij = ‑1 表示不信任关系,则,三元组ui, uj, uk 的传递结果为:cij = 1且cjk = 1,则cik= 1,
cij = ‑1且cjk = ‑1,则cij = 1;
步骤1‑2,对于缺少社交关系的用户对构建标签,关联用户ui和uj的可靠性权重Wij如式(3)所示:(3)
其中,Y为正样本矩阵,N为负样本矩阵,r为常数;当预测负链接时,
步骤1‑3,社交关系预测过程如下:
设Z={z1,z2, ..., zN}是用户间的不信任关系ED或者用户间的信任关系ET中的用户对,集合zi是用户对zi的特征向量表示,用于社交关系预测问题的软间隔支持向量机Soft‑margin SVM公式如式(4)所示:(4)
其中,εi表示每个点的犯错误程度,εi=0表示没有错误,εi越大,表示错误越大;参数μ控制εi的影响程度;
在进行不信任预测时,针对正负样本噪声水平不同,将式(4)进一步改进为式(5):(5)
其中,Cy和Cn为对正负误差进行不同的加权,令Cy大于Cn,以反应正负样本间的差异行为;当仅存在单个负样本zj时,引入权重cj控制误差,负样本zj对应的每一组
当ui和uj之间存在信任关系,并且ui和uj与另一个用户uk都不存在信任关系,则对于不信任网络ED中(ui, uk)和(uj, uk)的关系类型是相同的,当
0,则xh和xt具有相同类型的社交关系,社交关系公式如式(6)所示:(6)
其中,L是基于B的拉普拉斯矩阵;对于最短路径长度为2的用户对,每对用户对需要在N和Y中且满足平衡理论;假设在X中有η+μ个样本,其中前η个来自Y∪N;通过这些提出的框架能够解决以下优化问题,基于双重形式解决公式如式(7)所示:(7)
式(7)中的优化问题存在最小化解决方案,得到式(8)如下所示:(8)
其中,K是所有样本的格拉姆矩阵; ;
将式(8)对偶问题简化后,得到最终的预测结果;
其中,步骤二中的所述融合注意力机制的深度推荐模型包括输入层、嵌入层、注意层、隐藏层和预测层,其中:所述输入层包括用户u和预测项目p,使用统一编码将其转化为原始稀疏向量,仅记录非零二进制特征;
所述嵌入层将每个非零特征映射表示为密度向量,其中,pu、qp分别表示用户u和项目p的n维嵌入向量;
所述注意层处于所述输入层和所述嵌入层之间,所述注意层是为每个预测用户选择固定的有影响力的社交关系;在预测用户u对项目p的偏好时,aij表示给项目p评过分且与该用户存在社交关系的其他用户对项目p的注意力权重;为了方便与项目p的嵌入向量加以区分,将预测用户的嵌入向量定义为pi,其他用户的嵌入向量定义为qj;
将aij参数化为pi和qj作为输入的函数如式(9)所示:
(9)
这种参数化的优点在于对任意一对(i, j),只要从数据中学习了pi和qj,即可用于估计注意力权重aij;
使用softmax函数将注意力权重转换为概率分布的形式,如式(10)所示:(10)
其中,j∈G(i)表示用户j与用户i存在社交关系,是用户i社交网络中的一员;
所述隐藏层用于将更新后的用户表示pu和项目表示qp与元素式乘积合并,该乘积表示用于u和预测项目p之间的双向交互;所述隐藏层定义如式(11)所示:(11)
其中,Wx、bx、φx和ex分别表示第x层隐藏层的权重矩阵、偏置向量、激活函数和输出向量;
所述预测层用于将所述隐藏层的输出向量转换为预测得分,一个隐藏层的输出向量eL转换为预测得分公式如式(12)所示:(12)
其中,w表示预测层的权重向量;
其中,步骤三中的将用户信任不信任关系和注意力机制融合到推荐模型中,得到融合信任不信任关系和注意力机制深度推荐模型TDA_DRM模型,具体计算公式如下:用户l和用户k对第i个项目的预测评分来改善用户u对第i个项目的预测评分,改善预测评分公式如式(14)所示:(14)
其中, 表示所述隐藏层的预测评分,GT表示用户u的信任用户网络,trustu,l表示用户u和用户l之间的信任值,GD表示用户u的不信任用户网络,yl,p表示用户l对预测项目p的评分,distrustu,k表示用户u和用户k之间的不信任值,τ表示信任关系影响权重,1‑τ表示不信任关系权重。
2. 如权利要求1所述的融合信任不信任关系和注意力机制深度推荐方法,其特征在于,通过所述注意层后,用户u的向量表示成如式(13)所示:(13)
其中,aij表示式(9)中的注意力权重。
3.如权利要求1所述的融合信任不信任关系和注意力机制深度推荐方法,其特征在于,步骤二中的建立融合注意力机制的深度模型时采用Dropout算法,通过组织特征检测器的共同作用来提高神经网络的性能,在每个训练批次中,通过忽略一些特征检测器,以减少过拟合现象。
4.如权利要求1所述的融合信任不信任关系和注意力机制深度推荐方法,其特征在于,在融合信任不信任关系和注意力机制深度推荐模型TDA_DRM模型中,每个所述隐藏层都进行了dropout操作,随机丢弃drop率为ρ的pu和qp。
5.一种融合信任不信任关系和注意力机制深度推荐的系统,其用于实现如权利要求1‑
4任一项所述的融合信任不信任关系和注意力机制深度推荐方法,其特征在于,该系统包括:社交关系预测模块,采用Soft‑margin SVM方法,利用用户信任关系、不信任关系和用户评分,对用户的不信任关系和信任关系进行预测和补充,再根据用户的评分相似度和共同评分用户的数量,对用户间的信任关系和不信任关系的权重进行重新评估;
融合注意力机制的深度推荐模块,首先利用注意力机制为用户选择固定有影响力的社交关系;分别将用户u和预测项目p使用统一编码将其转化为原始稀疏向量,称为用户向量和项目向量,然后将项目向量和融合了注意力权重的用户向量输入到多层前馈网络中,对项目得分进行预测;最后运用用户间信任值和不信任值对深度模型项目得分进行加权调整得到最终得分,进行推荐;
融合信任不信任关系和注意力机制深度推荐模块,用于将用户信任不信任关系和注意力机制融合到推荐模型中,最终选取前N项形成推荐列表。
6.如权利要求5所述的融合信任不信任关系和注意力机制深度推荐的系统,其特征在于,所述融合注意力机制的深度推荐模块包括输入层模块、嵌入层模块、注意层模块、隐藏层模块和预测层模块,其中:所述输入层模块用于将用户u和预测项目p进行统一编码,并将其转化为原始稀疏向量;
所述嵌入层模块用于将每个非零特征映射表示为密度向量,其中,pu、qp分别表示用户u和项目p的n维嵌入向量;
所述注意层模块设于所述输入层模块和所述嵌入层模块之间,所述注意层模块用于为每个预测用户选择固定的有影响力的社交关系;
所述隐藏层模块用于将更新后的用户表示pu和项目表示qp与元素式乘积合并,该乘积表示用户u和预测项目p之间的双向交互;
所述预测层模块用于将所述隐藏层模块的输出向量转换为预测得分。