图神经网络加持,突破传统推荐系统局限!北大港大联合提出SelfGNN:有效降低信息过载与数据噪声影响

简介: 【7月更文挑战第22天】北大港大联手打造SelfGNN,一种结合图神经网络与自监督学习的推荐系统,专攻信息过载及数据噪声难题。SelfGNN通过短期图捕获实时用户兴趣,利用自增强学习提升模型鲁棒性,实现多时间尺度动态行为建模,大幅优化推荐准确度与时效性。经四大真实数据集测试,SelfGNN在准确性和抗噪能力上超越现有模型。尽管如此,高计算复杂度及对图构建质量的依赖仍是待克服挑战。[详细论文](https://arxiv.org/abs/2405.20878)。

在当今信息爆炸的时代,推荐系统在帮助用户从海量信息中筛选出感兴趣的内容方面发挥着重要作用。然而,传统的推荐系统在面对信息过载和数据噪声时,往往显得力不从心。为了解决这些问题,北京大学和香港大学的研究人员联合提出了一种名为SelfGNN(Self-Supervised Graph Neural Network)的新型推荐系统框架。

SelfGNN框架的提出,旨在通过图神经网络(GNN)和自监督学习技术,有效降低信息过载和数据噪声对推荐系统的影响。首先,SelfGNN利用图神经网络来捕捉用户行为之间的短期协作关系。与传统的序列模型不同,SelfGNN不仅关注个体用户的长期行为模式,还注重不同用户之间的短期交互模式。通过构建基于时间间隔的短期图,SelfGNN能够更好地捕捉到用户的实时兴趣和需求,从而提高推荐的准确性和时效性。

其次,SelfGNN还引入了自监督学习技术,以增强模型的鲁棒性。在实际应用中,用户的行为数据往往包含大量的噪声,如临时意图或误点击等。这些噪声会对推荐系统的准确性产生负面影响,尤其是在处理短期行为数据时。为了解决这个问题,SelfGNN采用了一种个性化的自增强学习结构,通过结合用户的长期兴趣和个人稳定性信息,对短期图中的噪声进行抑制。这样可以提高模型对噪声的容忍度,从而更好地适应真实世界的数据环境。

此外,SelfGNN还通过多粒度级别的动态行为建模和间隔融合技术,进一步提高了推荐的准确性。通过在多个时间尺度上对用户和物品进行表示学习,SelfGNN能够更好地捕捉到用户的兴趣变化和物品的流行趋势。同时,通过将不同时间间隔的图进行融合,SelfGNN还能够利用不同时间尺度上的信息,从而提供更全面、准确的推荐结果。

为了验证SelfGNN的性能,研究人员在四个真实世界的数据集上进行了广泛的实验。实验结果表明,与各种最先进的基线模型相比,SelfGNN在推荐准确性和鲁棒性方面都取得了显著的提升。这表明SelfGNN框架在解决信息过载和数据噪声问题上具有很大的潜力。

然而,尽管SelfGNN在实验中表现出色,但仍然存在一些潜在的挑战和局限性。首先,SelfGNN的计算复杂度相对较高,尤其是在处理大规模数据集时。这可能会限制其在实际应用中的可扩展性。其次,SelfGNN的性能在很大程度上依赖于图的构建质量和自监督学习的效果。如果图的构建不够准确,或者自监督学习的效果不佳,那么SelfGNN的性能可能会受到影响。

论文链接:https://arxiv.org/abs/2405.20878

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