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融合贝叶斯推理与随机游走的好友推荐

杨青 王海洋 卞梦阳 张敬伟 林煜明 张会兵 张海涛

杨青, 王海洋, 卞梦阳, 张敬伟, 林煜明, 张会兵, 张海涛. 融合贝叶斯推理与随机游走的好友推荐[J]. 华东师范大学学报(自然科学版), 2018, (4): 80-89. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2018.04.008
引用本文: 杨青, 王海洋, 卞梦阳, 张敬伟, 林煜明, 张会兵, 张海涛. 融合贝叶斯推理与随机游走的好友推荐[J]. 华东师范大学学报(自然科学版), 2018, (4): 80-89. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2018.04.008
YANG Qing, WANG Hai-yang, BIAN Meng-yang, ZHANG Jing-wei, LIN Yu-ming, ZHANG Hui-bing, ZHANG Hai-tao. Incorporating Bayesian inference with random walk for friend recommendations[J]. Journal of East China Normal University (Natural Sciences), 2018, (4): 80-89. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2018.04.008
Citation: YANG Qing, WANG Hai-yang, BIAN Meng-yang, ZHANG Jing-wei, LIN Yu-ming, ZHANG Hui-bing, ZHANG Hai-tao. Incorporating Bayesian inference with random walk for friend recommendations[J]. Journal of East China Normal University (Natural Sciences), 2018, (4): 80-89. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2018.04.008

融合贝叶斯推理与随机游走的好友推荐

doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2018.04.008
基金项目: 

国家自然科学基金 61462017

国家自然科学基金 61363005

国家自然科学基金 U1501252

国家自然科学基金 61662013

广西自然科学基金 2017GXNSFAA198035

广西自然科学基金 2014GXNSFAA118353

广西自然科学基金 2014GXNSFAA118390

广西自动检测技术与仪器重点实验室基金 YQ15110

广西高校中青年教师基础能力提升项目 KY2016YB156

详细信息
    作者简介:

    杨青, 女, 副教授, 研究方向为智能信息处理.E-mail:gtyqing@hotmail.com

    通讯作者:

    张敬伟, 男, 博士, 副教授, 研究方向为海量数据管理.E-mail:gtzjw@hotmail.com

  • 中图分类号: TP391

Incorporating Bayesian inference with random walk for friend recommendations

  • 摘要: 随机游走是一种应对推荐应用中用户规模庞大、数据稀疏等问题的有效方法.鉴于社交网络用户间亲密度差异、反向社交影响力等因素对基于随机游走的推荐具有积极影响,提出了一种引入频繁项挖掘来计算用户社交亲密度,进而优化转移概率矩阵,并与局部反向游走相结合的随机游走改进模型.此外,为了有效利用用户属性信息,提出了一种用户潜在好友关系推断的贝叶斯推理模型,并与随机游走改进模型协同应用,进一步提升了好友推荐性能.真实数据集上的对比实验验证了提出算法的有效性.
  • 图  1  社交网络图与用户关系推理贝叶斯网络

    Fig.  1  User network with attributes and friendship inference Bayesian network

    图  2  参数设定实验

    Fig.  2  Experiments for parameter setting

    图  3  不同$\beta$取值下IRRWR算法的MRR值

    Fig.  3  MRR of IRRWR under different $\beta$

    图  4  IRRWR算法的对比实验结果

    Fig.  4  Comparison experiments

    图  5  BN-IRRWR算法在不同$\delta$取值下的MRR值

    Fig.  5  MRR of BN-IRRWR under different $\delta$

    $\textbf{算法1}$  融合贝叶斯推理和随机游走的好友推荐算法(BN-IRRWR).
    $\textbf{输入:}$ 社交网络数据集$D$; 目标节点$i$; 前向搜索长度$q$;
          反向搜索最大/最小长度$l_{\max}/l_{\min}$; 推荐列表长度$k$;
          用户属性集合$A=\{a_1, a_2, \cdots, a_n\}$
    $\textbf{输出:}$ $k$个推荐用户集合$L_k$
    1: 对$D$进行扫描, 找到频繁的用户项, 建立FP-tree结构;
    2: 对FP-tree中的每一个节点, 构建条件FP-tree, 并基于公式(3)计算置信度$c(m, n)$;
    3: 将$c(m, n)$与社交网络图$G(V, E)$的对应边关联, 基于公式(4)构建转移概率矩阵$P$;
    4: $\textbf{for}$ $t$ from 1 to $q$ $\textbf{do}$
    5:      $x_i^{(t)}=\alpha x_i^{(t-1)}\cdot P'+(1-\alpha)x_i^{(0)}$;
    6: $\textbf{end for}$
    7: $x_i^\text {Reverse}=\{0\}$;
    8: $\textbf{for}$ $l$ from $l_{\min}$ to $l_{\max}$ $\textbf{do}$
    9:      $x_i^\text {Reverse}=x_i^\text {Reverse}+x_{i, l}^\text {Reverse}$,
    10: $\textbf{end for}$
    11: $x_i^\text {Reverse}=x_i^\text {Reverse}/(l_{\max}-l_{\min}+1)$;
    12: 根据数据集$D$和属性集合$A$构建贝叶斯网络BN$_D$;
    13: $\textbf{for}$ each $j\in V$, $j\neq i$ $\textbf{do}$
    14:     在BN$_D$中计算$p_{f(i, j)}$;
    15:     Rec$_i(j)=\delta \beta x_i(j)+\delta(1-\beta)x_i^\text {Revese}(j)+(1-\delta)p_{f|A}(i, j)$;
    16: $\textbf{end for}$
    17: 从Rec$_i$中移除与$i$有直接连接的节点;
    18: 将Rec$_i$中节点按照其值进行降序排序, 将前$k$个节点对应的用户加入到$L_k$中;
    19: $\textbf{return}$ $L_k$;
    下载: 导出CSV

    表  1  数据集列表

    Tab.  1  Data sets

    数据集 节点数 边数 平均节点度数
    Facebook(SANP[20]) 4 039 88 234 21.8
    DBLP[21](2015-3) 35 885 112 104 3.1
    Epinions(SANP) 75 879 50 837 6.7
    Slashdot(SANP) 82 168 948 464 11.5
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2017-06-30
  • 刊出日期:  2018-07-25

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