推薦演算法與協同過濾原理簡析

2021-10-01 08:28:40 字數 1784 閱讀 4673

大家可以回想一下,如果你需要向別人推薦件物品,常用的方法是什麼:

有個東西,我之前用過很好用,推薦你用 -- 基於使用者推薦

有個東西,用的人很多,推薦你用 -- 基於熱度

有個東西,你之前好像用過,推薦你用 -- 基於時間線

...由上面例子可知,無論什麼推薦,第一步需要有你心目中物品的重要性 -- 即是排序

然後,你可能選擇其中一種規則來進行推薦某一些物品 --即是召回        

所以,推薦演算法的重點,即是排序、召回

假設有乙個對電影評分的矩陣 m*n,需要**你對每部電影的評分

首先,將乙個稀疏的m*n評分矩陣拆分為兩個秩更低的矩陣:u(m*k),v(n*k),用這兩個矩陣的乘積來近似這個得分矩陣;

從而將整個矩陣的自由度m*n轉成(m+n)*k;

-- 矩陣的自由度既是矩陣中引數的個數,這樣拆分了之後,既是乙個降維的過程(k一般為1,2,3);

-- 通俗理解,給電影評分的時候,乙個人的喜好是矩陣u,一部電影的特徵是矩陣v,那人的喜好矩陣和電影特徵矩陣的相似度是ut*v,而相似度,既可以近似理解為得分;"

重構誤差,既是原矩陣和兩個重構矩陣u,v之間的差異程度

使用frobenius範數來表示:||a-uvt||f^2

從而得到als的優化目標:將協同推薦的問題通過低秩假設成功轉變成了乙個優化問題

直到差平方和小於乙個預設的數,或者迭代次數滿足要求則停止

-- 交替最小二乘來解決這個優化問題:

所謂「交替」,就是指我們先隨機生成然後固定它求解,再固定求解,這樣交替進行下去,依次迭代;

每步迭代的目的都是降低重構誤差,並且誤差是有下界的,所以 als 一定會收斂;

最終會得到乙個最優的重構結果;"

-- 最終優化後的結果u,v,假設都是1維的,那u既是對應的使用者編碼的特徵,比如使用者組[1,2,3,4],可能對應[11, 27 , 33 ,40]。v對應的就是對應電影,比如對於電影特徵[001,002,003,004],可能對應的[11,22,33,44]

-- 那我最終要知道使用者對某個電影的評價,比如使用者2對電影003,直接27*33既是得分;

-- 而使用者2在原矩陣中可能並沒有對這個電影進行評分,現利用這個模型如果需要**這個使用者對電影的評分,則很好**

-- 這個演算法的輸入矩陣是m*n,m是使用者,n是電影,每個元素都是某使用者對某電影的評價分;

-- 參考文章:"

最終怎麼使用訓練完的模型進行**    "對乙個評分矩陣c,通過最小二乘法分解為u,v之後

-- 假設分解後矩陣的k為1,那要**的話,計算對應使用者特徵和對應電影特徵的乘積即是得分。

-- 若k為2呢,那得分即是對應使用者特徵(a,b)乘以對應電影特徵(c,d),即是ac+bd。

-- 具體k是幾,由優化過程決定怎麼樣是最優的配比,並不是像pca方法一樣可以人為設定

-- 其他依次類推,總是可以**的。"

交替最小二乘法和普通最小二乘法的區別    

首先,二乘,是平方的意思,即是用最小平方差的方式來解決優化問題

交替最小二乘法:a=uv ,普通最小二乘法:y=ax

-- 普通最小二乘法是,x,y都是已知的,代入求出a即可。這裡的所謂x,y已知,並不是說x是最優的最小二乘解,而是說x是輸入樣本中的x矩陣而已,由已知樣本的x,y既可以求出最優的a,使y與a距離的平方和最小 -- 這句話的推導過程見下面鏈結

-- xa=y ==> x′xa=x′y ==> a=(x′x)^−1x′y

-- 交替最小二乘法是交替將u,v當作x,那v,u也會依次稱為a,從而依次被優化

-- 推導參考資料(

見我那篇pls的部落格,差不多

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