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专利号: 2023112880463
申请人: 江西财经大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于特征交互信息和时间张量分解的项目推荐方法,其特征在于,应用于项目推荐模型,所述项目推荐模型包括特征编码层、特征提取层和学习预测层,其中,所述特征提取层包括DeepTF模块与DeepATF模块,所述学习预测层包括GMF‑TF模块、GMF‑ATF模块与预测模块;

所述方法包括:

步骤1,在特征编码层对用户的历史交互数据进行one‑hot编码,得到用户编号、项目编号、时间编号的one‑hot编码,然后将用户编号、项目编号、时间编号的one‑hot编码分别与潜在因子矩阵相乘,得到用户潜在特征向量、项目潜在特征向量、时间潜在特征向量;

步骤2,将用户潜在特征向量、项目潜在特征向量、时间潜在特征向量输入至DeepTF模块,经过多层感知机操作,得到用户深度特征、项目深度特征、时间深度特征,同时,将用户潜在特征向量、项目潜在特征向量、时间潜在特征向量输入至DeepATF模块,在DeepATF模块中,每一层神经网络的输出输入至下一层的注意力网络,进而得到DeepATF模块的多层注意力用户特征输出、DeepATF模块的多层注意力项目特征输出、DeepATF模块的多层注意力时间特征输出;

步骤3,将用户深度特征、项目深度特征、时间深度特征输入至GMF‑TF模块,将DeepATF模块的多层注意力用户特征输出、DeepATF模块的多层注意力项目特征输出、DeepATF模块的多层注意力时间特征输出输入至GMF‑ATF模块,通过广义矩阵分解学习得到用户、项目和时间三者间的二阶特征交互信息,将二阶特征交互信息输入至预测模块得到用户对项目的预测评分值;

步骤4,通过目标函数计算预测评分值与真实评分值间的损失,将损失最小化,再通过反向传播优化目标函数参数,完成算法收敛,进而得到最终的预测评分值,再根据最终的预测评分值向用户提供项目推荐列表;

步骤 2 中,用户深度特征满足以下条件式:

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其中, 为DeepTF模块的用户多层感知机中第一层对应的用户过渡特征, 为第一激活函数, 为DeepTF模块的用户多层感知机中第一层对应的权重矩阵, 为用户潜在特征向量, 为DeepTF模块的用户多层感知机中第一层对应的偏置向量, 为DeepTF模块的用户多层感知机中第n‑1层对应的用户过渡特征, 为DeepTF模块的用户多层感知机中第n‑1层对应的权重矩阵, 为DeepTF模块的用户多层感知机中第n‑2层对应的用户过渡特征, 为DeepTF模块的用户多层感知机中第n‑1层对应的偏置向量, 表示用户深度特征, 为DeepTF模块的用户多层感知机中第n层对应的权重矩阵;

步骤2中,项目深度特征满足以下条件式:

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其中, 为DeepTF模块的项目多层感知机中第一层对应的项目过渡特征, 为DeepTF模块的项目多层感知机中第一层对应的权重矩阵, 为项目潜在特征向量, 为DeepTF模块的项目多层感知机中第一层对应的偏置向量, 为DeepTF模块的项目多层感知机中第n‑1层对应的项目过渡特征, 为DeepTF模块的项目多层感知机中第n‑1层对应的权重矩阵, 为DeepTF模块的项目多层感知机中第n‑2层对应的项目过渡特征, 为DeepTF模块的项目多层感知机中第n‑1层对应的偏置向量, 表示项目深度特征, 为DeepTF模块的项目多层感知机中第n层对应的权重矩阵;

步骤2中,时间深度特征满足以下条件式:

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其中, 为DeepTF模块的时间多层感知机中第一层对应的时间过渡特征, 为DeepTF模块的时间多层感知机中第一层对应的权重矩阵, 为时间潜在特征向量, 为DeepTF模块的时间多层感知机中第一层对应的偏置向量, 为DeepTF模块的时间多层感知机中第n‑1层对应的时间过渡特征, 为DeepTF模块的时间多层感知机中第n‑1层对应的权重矩阵, 为DeepTF模块的时间多层感知机中第n‑2层对应的时间过渡特征, 为DeepTF模块的时间多层感知机中第n‑1层对应的偏置向量, 表示时间深度特征, 为DeepTF模块的时间多层感知机中第n层对应的权重矩阵;

步骤2中,DeepATF模块的多层注意力用户特征输出满足以下条件式:;

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其中, 是DeepATF模块的用户多层感知机中第1层对应的用户特征输出, 是DeepATF模块的用户多层感知机中第1层对应的权重矩阵, 是DeepATF模块的用户多层感知机中第1层对应的偏置向量, 是DeepATF模块的用户多层感知机中第1层注意力网络的用户特征输出, 是softmax函数, 是DeepATF模块的用户多层感知机中第1层注意力网络的权重矩阵, 是DeepATF模块的用户多层感知机中第1层注意力网络的偏置向量, 是DeepATF模块的用户多层感知机中第n层对应的用户特征输出, 是DeepATF模块的用户多层感知机中第n层对应的权重矩阵, 是DeepATF模块的用户多层感知机中第n‑1层注意力网络的用户特征输出, 是DeepATF模块的用户多层感知机中第n层对应的偏置向量, 是通过多层注意力网络提取的用户特征向量, 是DeepATF模块的用户多层感知机中第n层注意力网络的权重矩阵, 是DeepATF模块的用户多层感知机中第n层注意力网络的偏置向量, 是DeepATF模块的用户多层感知机中第n‑1层对应的用户特征输出;

步骤2中,DeepATF模块的多层注意力项目特征输出满足以下条件式:;

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其中, 是DeepATF模块的项目多层感知机中第1层对应的项目特征输出, 是DeepATF模块的项目多层感知机中第1层对应的权重矩阵, 是DeepATF模块的项目多层感知机中第1层对应的偏置向量, 是DeepATF模块的项目多层感知机中第1层注意力网络的项目特征输出, 是DeepATF模块的项目多层感知机中第1层注意力网络的权重矩阵, 是DeepATF模块的项目多层感知机中第1层注意力网络的偏置向量, 是DeepATF模块的项目多层感知机中第n层对应的项目特征输出, 是DeepATF模块的项目多层感知机中第n层对应的权重矩阵, 是DeepATF模块的项目多层感知机中第n‑1层注意力网络的项目特征输出, 是DeepATF模块的项目多层感知机中第n层对应的偏置向量,是通过多层注意力网络提取的项目特征向量, 是DeepATF模块的项目多层感知机中第n层注意力网络的权重矩阵, 是DeepATF模块的项目多层感知机中第n层注意力网络的偏置向量, 是DeepATF模块的项目多层感知机中第n‑1层对应的项目特征输出;

步骤2中,DeepATF模块的多层注意力时间特征输出满足以下条件式:;

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其中, 是DeepATF模块的时间多层感知机中第1层对应的时间特征输出, 是DeepATF模块的时间多层感知机中第1层对应的权重矩阵, 是DeepATF模块的时间多层感知机中第1层对应的偏置向量, 是DeepATF模块的时间多层感知机中第1层注意力网络的时间特征输出, 是DeepATF模块的时间多层感知机中第1层注意力网络的权重矩阵, 是DeepATF模块的时间多层感知机中第1层注意力网络的偏置向量, 是DeepATF模块的时间多层感知机中第n层对应的时间特征输出, 是DeepATF模块的时间多层感知机中第n层对应的权重矩阵, 是DeepATF模块的时间多层感知机中第n‑1层注意力网络的时间特征输出, 是DeepATF模块的时间多层感知机中第n层对应的偏置向量,是通过多层注意力网络提取的时间特征向量, 是DeepATF模块的时间多层感知机中第n层注意力网络的权重矩阵, 是DeepATF模块的时间多层感知机中第n层注意力网络的偏置向量, 是DeepATF模块的时间多层感知机中第n‑1层对应的时间特征输出;

步骤3中,将用户深度特征、项目深度特征、时间深度特征输入至GMF‑TF模块,通过广义矩阵分解学习得到用户、项目和时间三者间的二阶特征交互信息,表达式如下:;

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其中, 为GMF‑TF模块中用户与项目的二阶特征交互向量, 为GMF‑TF模块中用户与时间的二阶特征交互向量, 为GMF‑TF模块中项目与时间的二阶特征交互向量,为第二激活函数, 为与 对应的权重矩阵, 为与 对应的权重矩阵, 为与 对应的权重矩阵, 为与 对应的偏置向量, 为与 对应的偏置向量, 为与 对应的偏置向量, 表示点乘;

步骤3中,将DeepATF模块的多层注意力用户特征输出、DeepATF模块的多层注意力项目特征输出、DeepATF模块的多层注意力时间特征输出输入至GMF‑ATF模块,通过广义矩阵分解学习得到用户、项目和时间三者间的二阶特征交互信息,表达式如下:;

;

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其中, 为GMF‑ATF模块中用户与项目的二阶特征交互向量, 为GMF‑ATF模块中用户与时间的二阶特征交互向量, 为GMF‑ATF模块中项目与时间的二阶特征交互向量, 为与 对应的权重矩阵, 为与 对应的权重矩阵,为与 对应的权重矩阵, 为与 对应的偏置向量, 为与

对应的偏置向量, 为与 对应的偏置向量;

步骤3中,预测评分值满足以下条件式:

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其中, 表示在时间 时,用户 对项目 的预测评分值; 、 、 、 为预测模块的权重矩阵;表示隐藏层数; 、 、 、 为预测模块的偏置向量, 、 、 、为中间值;

步骤4中,目标函数损失最小化的表达式为:

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其中, 为采用Adam梯度下降法的损失最小化函数; 表示在时间 时,用户对项目 的真实评分值;U、V、T分别为用户、项目、时间的潜在因子矩阵,、、分别表示用户、项目、时间的总数。