1.基于稳定神经协同过滤的用户-商品偏好预测系统,其特征在于,包括数据预处理模块、与所述数据预处理模块连接的数据存储模块、分别与所述数据存储模块连接的参数控制模块、数据输出模块和预测结果生成模块,以及与所述参数控制模块连接的模型训练模块,所述预测结果生成模块分别与参数控制模块以及模型训练模块连接;
所述数据预处理模块,用于获取用户-商品评分数据,并对用户-商品评分数据进行预处理,并将预处理后的用户-商品评分数据输入至所述数据存储模块中;
所述数据存储模块,用于存储预处理过的用户-商品评分数据、用户-商品偏好预测模型的参数以及生成的预测评分数据;
所述模型训练模块,用于根据预处理后的用户-商品评分数据,构建和训练基于稳定神经协同过滤的用户-商品偏好预测模型;
所述参数控制模块,用于初始化用户-商品偏好预测模型的参数,同时控制参数和用户-商品偏好预测模型的训练过程;
所述预测结果生成模块,用于根据用户-商品偏好预测模型,利用用户和商品的隐特征向量生成未知的用户-商品预测评分数据,并将生成的预测评分数据存入至所述数据存储模块中;
所述数据输出模块,用于输出用户和商品的隐特征表示以及未知的用户-商品预测评分数据。
2.根据权利要求1所述的基于稳定神经协同过滤的用户-商品偏好预测系统,其特征在于,所述模型训练模块包括指导模型训练单元、指导信息生成单元以及神经网络训练单元;
所述指导模型训练单元,用于根据预处理后的用户-商品评分数据,训练作为指导模型且不包含噪声的非负矩阵分解模型;
所述指导信息生成单元,用于根据所述非负矩阵分解模型生成指导信息;
所述神经网络训练单元,用于根据生成的指导信息,构建和训练基于稳定神经协同过滤的用户-商品偏好预测模型,其中:所述用户-商品偏好预测模型包括依次连接的向量化层、噪声层、多层感知器层和全连接输出层。
3.根据权利要求1所述的基于稳定神经协同过滤的用户-商品偏好预测系统,其特征在于,所述参数控制模块包括初始化单元和参数控制单元;
所述初始化单元,用于初始化用户-商品偏好预测模型的参数;
所述参数控制单元,用于向所述预测结果生成模块传递参数,以及控制用户-商品偏好预测模型的训练过程。
4.根据权利要求1所述的基于稳定神经协同过滤的用户-商品偏好预测系统,其特征在于,所述预测结果生成模块包括参数接收单元和预测结果生成单元;
所述参数接收单元,用于接收由参数控制模块传递的参数;
所述预测结果生成单元,用于利用用户和商品的隐特征向量对未知的用户-商品评分做出预测。
5.基于稳定神经协同过滤的用户-商品偏好预测方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、获取用户-商品评分数据;
S2、对所述用户-商品评分数据进行预处理,并将预处理后的用户-商品评分数据进行存储;
S3、根据预处理后的用户-商品评分数据,训练作为指导模型且不包含噪声的非负矩阵分解模型;
S4、利用所述非负矩阵分解模型生成指导信息;
S5、根据所述指导信息,构建和训练包含噪声层的基于稳定神经协同过滤的用户-商品偏好预测模型;
S6、根据用户和商品的隐特征向量,利用所述用户-商品偏好预测模型生成未知的用户-商品预测评分,并对所述用户-商品预测评分进行存储;
S7、输出用户和商品的隐特征表示以及未知的用户-商品预测评分,从而完成对用户-商品偏好的预测。
6.根据权利要求5所述的基于稳定神经协同过滤的用户-商品偏好预测方法,其特征在于,所述步骤S3包括以下步骤:S301、初始化参数;
S302、根据预处理后的用户-商品评分数据,构建目标函数;
S303、根据所述目标函数,利用梯度下降法对用户和商品的隐特征矩阵进行训练,从而完成对作为指导模型且不包含噪声的非负矩阵分解模型的训练,所述目标函数RSER(A)的表达式如下:其中,R(A)表示用户-商品评分矩阵R中用户对商品已知评分数据集合,ru,i表示用户u对商品i的评分,pu表示用户隐特征矩阵P中第u个用户对应的隐特征,qi表示金融产品隐特征矩阵Q中第i个商品对应的隐特征,λp和λQ均表示正则化因子分别作用于用户和商品的隐特征矩阵P和Q,F表示范数, 表示由模型计算的用户u对商品i的预测评分,Iu,Ui分别表示用户u交互过的商品的集合和与商品i有过交互的用户的集合。
7.根据权利要求5所述的基于稳定神经协同过滤的用户-商品偏好预测方法,其特征在于,所述步骤S4中指导信息h的表达式如下:h=emb(pu,qi,θG)
其中,pu表示用户隐特征矩阵P中第u个用户对应的隐特征,qi表示金融产品隐特征矩阵Q中第i个商品对应的隐特征,θG表示向量化的参数,emb(·)表示向量化操作。
8.根据权利要求5所述的基于稳定神经协同过滤的用户-商品偏好预测方法,其特征在于,所述步骤S5包括如下步骤:S501、初始化参数,并构建包含噪声层的基于稳定神经协同过滤的用户-商品偏好预测模型;
S502、将用户和商品的ID以及边信息依次输入至用户-商品偏好预测模型的向量化层和噪声层,得到用户和商品的隐特征向量,所述用户和商品的隐特征向量π(pu,qi)的表达式如下:其中,∈为均值为0方差为δ的高斯噪声,N(·)表示高斯分布,pu表示用户隐特征矩阵P中第u个用户对应的隐特征,qi表示金融产品隐特征矩阵Q中第i个商品对应的隐特征,emb(·)表示向量化操作, 表示用户u的id, 表示用户u的特征, 表示商品i的id,表示商品i的特征;
S503、以所述指导信息为目标,对所述用户和商品的隐特征向量进行特征提取训练,所述特征提取训练L(θG,θr)的表达式如下:其中,h表示生成的指导信息,emb(·)表示向量化操作,σ(·)表示激活函数,b表示偏执参数,θr为矩阵分解模型和神经网络中隐特征空间维度不同时的映射向量,pu表示用户隐特征矩阵P中第u个用户对应的隐特征,qi表示金融产品隐特征矩阵Q中第i个商品对应的隐特征,θG表示向量化的参数,ru,i表示用户u对商品i的评分,θ表示用户和商品隐特征向量的参数;
S504、将经特征提取训练后的用户和商品的隐特征向量,依次输入至用户-商品偏好预测模型的多层感知器和全连接输出层,并利用随机梯度下降法在目标函数上对神经网络进行训练,从而完成对包含噪声层的基于稳定神经协同过滤的用户-商品偏好预测模型的训练。
9.根据权利要求5所述的基于稳定神经协同过滤的用户-商品偏好预测方法,其特征在于,所述步骤S6中生成未知的用户-商品预测评分f(pu,qi)的表达式如下:f(pu,qi)=φout(φX(...φ2(φ1(π(pu,qi)))...))其中,φout表示多层神经网络中输出层网络的非线性变换,φX表示多层神经网络中第X层网络的非线性变换,φ2表示多层神经网络中第二层神经网络的非线性变换,φ1表示多层神经网络中第一层神经网络的非线性变换,pu表示用户隐特征矩阵P中第u个用户对应的隐特征,qi表示金融产品隐特征矩阵Q中第i个商品对应的隐特征。