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专利号: 2020100416084
申请人: 电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于生成对抗网络的时序评分预测方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、对原始数据进行样本抽取和时间特征提取,形成包含时间信息的数据集;

S2、构建生成对抗网络模型中的生成模型和鉴别模型;

S3、基于时序的奇异值分解,得到加入时序信息的生成对抗网络模型;

S4、利用步骤S3得到的加入时序信息的生成对抗网络模型对步骤S1中包含时间信息的数据集进行时序评分预测。

2.如权利要求1所述的基于生成对抗网络的时序评分预测方法,其特征在于,所述步骤S1包括以下分步骤:S1-1、从原始数据库中进行样本抽取,将其按设定比例分为训练集和测试集,并生成特征索引;

S1-2、对数据集中的时间信息进行处理,获取数据集中最小时间戳min_time_stamp以及最大时间戳max_time_stamp,计算出整个数据集的时间跨度num;对于每一条数据,将其时间信息转化为min(num-1,time-min_time_stamp),记为t;

S1-3、将步骤S1-2处理后的时间信息t,结合项目编号i、用户编号u以及评分r组成新的数据集结构(u,i,r,t)。

3.如权利要求2所述的基于生成对抗网络的时序评分预测方法,其特征在于,所述步骤S2包括以下分步骤:S2-1、生成对抗网络中生成模型以及鉴别模型的重定义,将生成模型定义为其中gθ(u,i)表示生成器预测的用户u与项目i之间的评分,θ为生成模型参数;

将鉴别模型定义为

其中fφ(u,i)表示鉴别器在验证集的基础上计算出的用户u与项目i之间的评分, 为鉴别模型参数;

S2-2、根据定义的生成模型以及鉴别模型,生成对抗网络目标函数为其中E表示期望,x~pdata(x)表示变量x服从真实数据分布,D(i|u,r),G(i|u,r)分别表示生成模型和鉴别模型使用先验概率在给定用户和评分时项目i的概率;

S2-3、对生成对抗网络模型进行求解,相应的生成模型梯度为其中θg表示生成模型参数,m表示项目总量;

鉴别器梯度为

S2-4、将鉴别模型梯度表示为

其中Φ表示鉴别模型参数,z~pz(z)表示变量z服从生成模型分布,Gθ(z)表示带有参数θ的生成模型在输入变量z后的输出,σ表示sigmoid函数,fΦ(Gθ(z))表示带有参数Φ的鉴别模型在输入生成器的输出后的输出;

将鉴别模型损失函数表示为

其中 表示对于任一用户推荐项目im鉴别模型给出的评分,n表示用户总量;

S2-5、根据原始奇异值分解方法计算用户与项目之间的评分,表示为其中pu,qi分别表示用户u与项目i的潜在特征向量,b表示项目偏置量。

4.如权利要求3所述的基于生成对抗网络的时序评分预测方法,其特征在于,所述步骤S3包括以下分步骤:S3-1、根据用户喜好随时间变化、用户评分习惯随时间变化、项目受欢迎程度随时间变化、整个社会的偏好随时间变化这四种时间效应分别构建其特征表示矩阵,分别初始化为0矩阵,加入到传统奇异值分解方法中,得到改进的奇异值分解方法表示为其中bt为时间特征向量,表示社会偏好随时间的变化;xu,zt分别为用户u和时间t的潜在特征向量,表示用户评分习惯随时间的变化;si,yω分别为项目i和时间ω的潜在特征向量,代表项目流行度随时间的变化;gu,k,li,k,ht,k分别为用户u、项目i和时间t的潜在特征向量,表示用户喜好的转变;

S3-2、初始化用户、项目以及时间对应的潜在特征矩阵,重新定义生成模型为定义鉴别模型为

其中gθ(u,i,t)表示使用改进的奇异值分解方法预测的用户与项目之间的评分,fφ(u,i,t)表示鉴别器使用改进的奇异值分解方法计算出的用户u与项目i之间的评分。

5.如权利要求4所述的基于生成对抗网络的时序评分预测方法,其特征在于,所述步骤S4包括以下分步骤:S4-1、利用步骤S3得到的加入时序信息的生成对抗网络模型中的生成模型预测用户项目之间的相关度,将其生成的序列输入鉴别器;

S4-2、利用步骤S3得到的加入时序信息的生成对抗网络模型中的鉴别模型根据改进的的奇异值分解方法计算输入的用户项目序列评分,进而给用户项目序列打出标签,来鉴别是否为真数据;

S4-3、生成器根据步骤S4-2中得到的标签,进而优化生成器参数集;通过生成模型以及鉴别模型的极小极大博弈,达到生成对抗网络的0-1平衡;

S4-4、得到项目的带有时间信息的预测评分,并根据评分排序进行推荐。