MF
对于一个评分矩阵,M(i, j)表示用户i对物品j的评分
可以做如下分解

预测值接近真实值就是使其差最小,这是我们的目标函数,然后采用梯度下降的方式迭代计算U和S,它们收敛
加上正则项,防止过拟合

梯度下降

PMF
假设评分矩阵符合高斯分布

用户向量和物品向量也符合高斯分布

利用上面几个概率分布,得到后验概率分布

取对数

通过一系列化简

为了极大化后验概率,对E求偏导即可使用梯度法迭代优化U/V
ConvMF
用户到项目评分数据的稀疏性是推荐系统质量恶化的主要因素之一。为了处理稀疏性问题,一些推荐技术考虑辅助信息来提高评分预测精度。特别地,当评分数据稀疏时,基于文档建模的方法通过利用文本数据(例如评论,摘要或概要)来提高准确性。然而,由于词袋模型的固有限制,它们在有效利用文档的上下文信息方面存在困难,只能对文档浅层理解。本文提出了一种新颖的上下文感知推荐模型,将卷积神经网络(CNN)集成到概率矩阵分解(PMF)中的卷积矩阵分解(ConvMF)。ConvMF捕获文档的上下文信息,并进一步提高评分预测精度。我们在三个真实世界的数据集的测试显示,ConvMF显著优于现有先进的推荐模型,即使评分数据极为稀少。
CNN 结构

PMF 和 CNN 结合

结合的关键在于项目向量的分布

优化方法

同时固定U,V可以用反向传播优化W

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