1.一种基于关联关系分析的课程推荐方法,其特征在于,所述基于关联关系分析的课程推荐方法,包括:步骤1、根据在线课程平台的用户应用历史记录获取实体,所述实体包括课程、用户、知识概念、教师、视频;
步骤2、对知识概念实体提取语义特征Sk;
步骤3、获取知识概念与其他实体的关联矩阵,并通过预设的元路径集合进行重构,获取对应的元路径邻接矩阵集合n是知识概念实体与其他实体的元路径的个数;
步骤4、获取用户实体与其他实体的关联矩阵,并通过预设的元路径集合进行重构,获取对应的元路径邻接矩阵集合 m是用户实体与其他实体的元路径的个数;
步骤5、将用户实体的元路径邻接矩阵集合 输入到关联关系特征提取模块中,得到用户实体的关联关系特征Xu;
步骤6、将知识概念实体的语义特征Sk以及元路径邻接矩阵集合 输入至实体表示模块中,得到知识概念实体在各条元路径下的实体表示集合步骤7、将用户实体的关联关系特征Xu以及元路径邻接矩阵集合 输入至实体表示模块中,得到用户实体在各条元路径下的实体表示集合步骤8、将知识概念实体在各条元路径下的实体表示集合进行加权合并,得到知识概念的最终实体表示ek;
步骤9、将用户实体在各条元路径下的实体表示集合进行加权合并,得到用户的最终实体表示eu;
步骤10、通过对知识概念与用户的最终实体表示进行计算,得到用户对课程概念的评分矩阵,根据此评分矩阵,对用户进行课程推荐;
其中,所述获取用户与其他实体的关联矩阵,并通过预设的元路径集合进行重构,获取对应的元路径邻接矩阵集合 包括:
步骤4.1、构建用户实体与其他实体的关联矩阵集合,对于每个关联矩阵,若具体的一个用户与具体的一个其他实体存在交互关系,则在所述关联矩阵中设置对应的元素为1,否则设置为0;
步骤4.2、在实体关系的基础上设计所需要的元路径,并得到一个元路径集合再将步骤4.1中得到的关联矩阵通过预设的元路径按照以下公式进行重构:
i
其中I为单位矩阵,cu为用户实体的数量, 为用户与其他实体e 的关联矩阵, 为用i户与其他实体e 的关联矩阵的转置,得到用户实体在每条元路径下的邻接矩阵集合row表示矩阵的行数;
所述将用户实体的元路径邻接矩阵集合 输入到关联关系特征提取模块中,得到用户实体的关联关系特征Xu,包括:步骤5.1、如果用户实体ui,uj在邻接矩阵 中对应的关联关系值大于所设定的阈值,则将ui,uj的关联关系信息(ui,r,uj)写入关联关系三元组G={(ui,r,uj)}中,其中r为ui,uj对应的元路径;
步骤5.2、构建一个图Graph(V,R,E,X,Z),其中V为实体的节点集合,R为实体的关系集合,E为增广后的关联关系三元组集合,X为节点的初始化值,Z为初始化的关系特征,其中,由G构建V,R,E,对于每条关联关系(ui,r,uj)∈G,都有ui,uj∈V;R由G中的关联关系得到,R‑1=R'∪R'inv∪{Se},其中R'={r|(ui,r,uj)∈G},Ri'nv={r |(ui,r,uj)∈G},Se表示自环关,E由G增广生成并得到最终的关联关系三元组集合:‑1
E={(ui,r,uj)|(ui,r,uj)∈G}∪{(uj,r ,ui)|(ui,r,uj)∈G}∪{(u,Se,u)|u∈V)};
步骤5.3、构建关联关系特征提取模块:
其中N(uj)是uj的连接的直接邻居集合, 表示一个合成算子,λ(r)表示关系类型,为节点ui初始化的实体特征,zr为初始化的关系特征, 为节点uj在第一层生成的关联关系表示, 为第一层生成的关系表示,Xu为最终生成的关联关系特征,特别的Wλ(r)是特定的关系型参数;
步骤5.4、最后通过步骤5.3中构建的关联关系生成公式的计算,输出得到用户实体的关联关系特征矩阵 其中cu为用户实体的数量,du是特征矩阵的维度。
2.根据权利要求1所述的基于关联关系分析的课程推荐方法,其特征在于,所述对知识概念实体提取语义特征Sk,包括:步骤2.1、通过词嵌入的方式获取知识概念实体的语义信息,对于每个具体的知识概念ki都生成一个特征向量 其中dk为每个特征向量的维度;
步骤2.2、将所有知识概念对应的特征向量合并为一个语义特征矩阵 其中ck为知识概念实体的数量。
3.根据权利要求1所述的基于关联关系分析的课程推荐方法,其特征在于,所述获取知识概念与其他实体的关联矩阵,并通过预设的元路径集合 进行重构,获取对应的元路径邻接矩阵集合 包括:
步骤3.1、构建知识概念与其他实体的关联矩阵集合,对于每个关联矩阵,若具体的一个知识概念与具体的一个其他实体存在交互关系,则在所述关联矩阵中设置对应的元素为
1,否则设置为0;
步骤3.2、在实体关系的基础上设计所需要的元路径,并得到一个元路径集合再将步骤3.1中得到的关联矩阵通过预设的元路径按照以下公式进行重构:
i
其中I为单位矩阵,ck为知识概念实体的数量, 为知识概念与其他实体e的关联矩阵,i为知识概念与其他实体e的关联矩阵的转置,得到知识概念实体在每条元路径下的邻接矩阵集合 row表示矩阵的行数。
4.根据权利要求1所述的基于关联关系分析的课程推荐方法,其特征在于,所述将知识概念实体的语义特征Sk以及元路径邻接矩阵集合 输入至实体表示模块中,得到知识概念在各条元路径下的实体表示集合 包括:步骤6.1、构建实体表示模块,通过三层的生成计算得到最终的实体表示,具体结构如下:其中X为实体的节点特征矩阵, 为元路径 下的邻接矩阵, 分别为三层的实体输出, 分别代表三层实体表示模块的三组可训练的参数矩阵,ReLU()为激活函数,最终得到的该条元路径上的实体表示就是第三层的输出,即步骤6.2、将知识概念的语义特征Sk作为节点特征矩阵,与元路径邻接矩阵集合 输入至实体表示模块中,得到不同原路径下知识概念实体的表示集合
5.根据权利要求1所述的基于关联关系分析的课程推荐方法,其特征在于,所述将用户实体的关联关系特征Xu以及元路径邻接矩阵集合 输入至实体表示模块中,得到用户在各条元路径下的实体表示集合 包括:步骤7.1、构建实体表示模块,通过三层的生成计算得到最终的实体表示,具体结构如下:其中X为实体的节点特征矩阵, 为元路径 下的邻接矩阵, 分别为三层的实体输出, 分别代表三层实体表示模块的三组可训练的参数矩阵,ReLU()为激活函数,最终得到的该条元路径上的实体表示就是第三层的输出,即步骤7.2、将用户的关联关系特征Xu作为节点特征矩阵,与元路径邻接矩阵集合 输入至实体表示模块中,得到用户实体在各条元路径下的实体表示集合
6.根据权利要求1所述的基于关联关系分析的课程推荐方法,其特征在于,所述将知识概念实体在各条元路径下的实体表示集合进行加权合并,得到知识概念的最终实体表示ek,包括:步骤8.1、设计加权合并的权重生成函数如下:
其中, 为元路径 的第二个关注对象,v,w1,w2,b为可训练的参数,p为一个属于(0,1)的比例参数,soft max(),tanh()为两个激活函数, 为元路径mpi的合并权重,为元路径 上知识概念实体的表示, 为元路径 上知识概念实体的表示;
步骤8.2、遍历知识概念实体的所有元路径得到每条原路径的合并权重;
步骤8.3、遍历知识概念实体的所有元路径将所有实体加权合并,得到最终的实体表示ek。
7.根据权利要求1所述的基于关联关系分析的课程推荐方法,其特征在于,所述将用户实体在各条元路径下的实体表示集合进行加权合并,得到用户的最终实体表示eu,包括:步骤9.1、设计用户实体的权重生成函数:
其中, 为元路径 的第二个关注对象,v,w1,w2,b为可训练的参数,p为一个属于(0,
1)的比例参数,soft max(),tanh()为两个激活函数, 为元路径mpi的合并权重, 为元路径 上用户实体的表示, 为元路径 上用户实体的表示;
步骤9.2、遍历用户的所有元路径得到每条原路径的合并权重;
步骤9.3、遍历用户的所有元路径将所有实体加权合并,得到最终的实体表示eu。
8.根据权利要求1所述的基于关联关系分析的课程推荐方法,其特征在于,所述通过对知识概念与用户的最终实体表示进行计算,得到用户对知识概念的评分矩阵,包括:步骤10.1、设计最终的目标优化函数如下所示:
其中ru,k为目标评分矩阵, 为通过矩阵分解所得到的评分矩阵,cu,ck分别为用户实体与知识概念实体的数量,tu,tk为矩阵分解中为确保实体在同一纬度空间的训练参数,λ为正则化项参数,最终通过梯度下降算法优化最终目标的函数的局部最小值;
步骤10.2、通过矩阵分解的方法得到用户点击知识概念的评分矩阵如下:其中xu,yk是在矩阵分解中随机初始化的用户实体与知识概念实体的潜在因子,βk,βu为调整参数;
步骤10.3、得到最终的用户对课程知识概念的评分矩阵,并根据评分大小向用户推荐课程。