《電子技術應用》
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基于混合聚類與融合用戶興趣的協同過濾推薦算法
2022年電子技術應用第4期
麻 天1,2,余本國3,張 靜1,2,宋文愛1,2,景 昱1
1.中北大學 軟件學院,山西 太原030051;2.山西省軍民融合軟件工程技術研究中心,山西 太原030051; 3.海南醫學院 生物醫學信息與工程學院,海南 海口571199
摘要: 推薦效率低、推薦質量有待提高等問題普遍存在于傳統協同過濾推薦算法中,為了改善并解決這些問題,在協同過濾推薦算法中將混合聚類與用戶興趣偏好融合,經過驗證推薦質量有顯著提升。首先根據用戶的個人相關信息構建Canopy+bi-Kmeans的一種多重混合聚類模型,采用提出的混合聚類模型把所有用戶劃分成多個聚類簇,將每個用戶的興趣偏好融合到生成的聚類簇中,形成新的相似度計算模型;其次利用基于TF-IDF算法的權重歸類方法計算用戶對標簽的權重,并使融入時間系數的指數衰減函數捕捉用戶興趣偏好隨時間的變化;最后使用加權融合將用戶偏好和混合聚類模型相結合,匹配到更相似的鄰居用戶,計算出項目評分并進行推薦。利用公開數據集對比實驗證明,提出的方法能夠提高推薦質量和推薦可靠性。
中圖分類號: TP399
文獻標識碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.212086
中文引用格式: 麻天,余本國,張靜,等. 基于混合聚類與融合用戶興趣的協同過濾推薦算法[J].電子技術應用,2022,48(4):29-33.
英文引用格式: Ma Tian,Yu Benguo,Zhang Jing,et al. Collaborative filtering recommendation algorithm based on hybrid clustering and user preferences fusion[J]. Application of Electronic Technique,2022,48(4):29-33.
Collaborative filtering recommendation algorithm based on hybrid clustering and user preferences fusion
Ma Tian1,2,Yu Benguo3,Zhang Jing1,2,Song Wenai1,2,Jing Yu1
1.Software School,North University of China,Taiyuan 030051,China; 2.Shanxi Military and Civilian Integration Software Engineering Technology Research Center,Taiyuan 030051,China; 3.School of Biomedical Information and Engineering,Hainan Medical University,Haikou 571199,China
Abstract: Problems such as low recommendation efficiency and recommendation quality to be improved generally exist in the traditional collaborative filtering recommendation algorithm. In order to improve and solve these problems, the collaborative filtering recommendation algorithm integrates mixed clustering with user interests and preferences, and the recommendation quality has been significantly improved after verification. Firstly, a multiple mixed clustering model of Canopy+ Bi-Kmeans was constructed according to the personal information of users. The proposed mixed clustering model was used to divide all users into multiple clusters, and the interest preferences of each user were fused into the generated clusters to form a new similarity calculation model. Secondly, the weight classification method based on TF-IDF algorithm is used to calculate the weight of users on labels, and the exponential decay function incorporating time coefficient is used to capture the change of users′ interest preference with time. Finally, weighted fusion is used to combine user preferences with mixed clustering model to match more similar neighbor users, calculate project scores and make recommendations. The experimental results show that the proposed method can improve the recommendation quality and reliability.
Key words : recommendation algorithm;weight label;time attenuation coefficient;exponential decay function;hybrid clustering

0 引言

    在信息快速發展的現代社會中,推薦算法已經普遍出現在人們的生活中,給人類生活無形中帶來巨大便利[1],如短視頻推薦[2]、音樂歌曲推薦[3]、新聞信息推薦[4]。協同過濾推薦算法在工程上更容易實現。該算法分為兩類:基于用戶的協同過濾推薦算法(user-based collaborative filtering)和基于項目的協同過濾推薦算法(item-based collaborative filtering)[5]。簡言之:物以類聚,人以群分。雖然協同過濾推薦算法與其他推薦算法相比有很多優點,但解決推薦效率低、推薦質量低、冷啟動和稀疏矩陣等問題一直是研究者不斷努力改進的方向[6]。其中在計算不同用戶之間的相似性時也存在很多問題,相似度計算不精準是影響推薦準確性的一個關鍵因素[1]

    很多研究學者提出很多方法改進以上存在的問題。趙偉等在傳統K-means聚類算法的基礎上做了改進,有效地解決了有關用戶聚類的一些問題[7]。王蓉等提出了一種混合聚類與融合屬性特征的協同過濾推薦算法,在一定程度上能提高推薦效率,解決冷啟動問題,為聚類算法在推薦系統中的研究開辟了新思路[6]

    本文依據上述學者的思路,改進了算法,通過建立Canopy+bi-Kmeans混合聚類模型[8]和一種改進的相似度計算方法,提出一種基于混合聚類與融合用戶偏好的協同過濾推薦算法,從而可以達到提高推薦可靠性、提高推薦精度的效果。利用 MovieLens數據集進行試驗得出結果表明,該算法不僅能有效解決存在的冷啟動問題,而且可提高推薦算法效率。




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作者信息:

麻  天1,2,余本國3,張  靜1,2,宋文愛1,2,景  昱1

(1.中北大學 軟件學院,山西 太原030051;2.山西省軍民融合軟件工程技術研究中心,山西 太原030051;

3.海南醫學院 生物醫學信息與工程學院,海南 海口571199)




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