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专利号: 2023115456800
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2025-06-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于超图节点多尺度嵌入音乐推荐方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:S1:获取数据集,所述数据集包括用户收听历史数据集和音乐属性数据集,对所述用户收听历史数据集和音乐属性数据集进行预处理,将预处理后的数据集分为训练集train.txt和测试集test.txt进行分别处理;

S2:通过训练集train.txt构建超图数据模型;

S3:根据游走算法生成超图数据模型的一阶马尔可夫游走序列,即得到每个超图节点的游走序列;

S4:采集得到游走序列的每个超图节点的多尺度领域属性集,将采集的每个多尺度邻域属性集分成若干次作为Doc2Vec的输入,生成不同尺度的节点嵌入,将多个尺度嵌入组合为最终嵌入;

S5:将所述S4中得到的音乐节点最终嵌入进行加权计算,得到用户对音乐的偏好,用户的偏好包括长期偏好和短期偏好,计算待预测音乐的嵌入与用户长期和短期偏好之间的余弦相似度,并将计算得到的两个相似度相加,得到待预测音乐的最终推荐分数。

2.根据权利要求1所述的基于超图节点多尺度嵌入音乐推荐方法,其特征在于:所述S2,通过训练集train.txt构建超图数据模型,具体为:超图数据模型表示为:其中,V表示超图节点集合,包含四种节点类型;ε表示超边集合,包含四种超边类型;

V=Sv∪Uv∪Rv∪Av        (2)

ε=Se∪Ue∪Re∪Ae         (3)

其中,Sv表示音乐节点,Uv表示用户节点,Rv表示歌手节点,Av表示专辑节点,Se表示音乐超边,Ue表示用户超边,Re表示歌手超边,Ae表示专辑超边;

超边ei∈ε的定义如下:

其中, 表示超边头部节点集合,有且仅有一个节点,其节点类型即为超边类型, 表示超边尾部节点集合,全部为音乐节点,且有多个,两个集合取并集即为超边全部节点。

3.根据权利要求2所述的基于超图节点多尺度嵌入音乐推荐方法,其特征在于:所述S3中的游走算法具体为:根据节点度中心原则,节点的度中心性用来判断节点在网络中的活跃程度和重要性,将节点度中心原则扩展到超边上,选择度高的超边作为起始边,随机选择一个超边节点作为起始节点,表示为:其中,deg(ε)表示计算超边的度,通过max函数选择最大度的超边, 为超边的全部节点,νcur表示从当前最大超边随机选择一个节点作为下一跳节点,即当前节点;

当超边内跳跃选择下一跳节点时,若为第一个节点,则直接随机选择一个节点,若不是第一个节点,则综合考虑上一跳节点和当前节点对下一跳的影响,若上一跳权重越大则选择上一跳节点,否则选择收听时间在当前节点之后的节点,直到序列长度达到阈值;

当节点选择完毕之后,若当前节点的权重小于阈值,则会被舍弃,而保留权重较高的节点;

超边跳跃策略表示为:

πvx=dt·Tvx          (8)

其中,P表示给定当前节点v,访问下一个节点x的概率,πvx是节点v和节点x之间的未归一化转移概率,Z是归一化常数;假设当前随机游走经过边(t,v)到达顶点v,Tvx表示v,x的收听时间差值,dt为音乐t与超边的关联权重;

超边间跳跃表示为:

其中,Jumpe表示从当前超边跳跃的概率,degree表示超边的度,其值由超边包含的节点个数决定;若当前超边度较小,表示从当前超边跳跃到另一条超边的可能性较大,允许算法更深入地探索具有更多顶点的超边,同时避免陷入较小超边内部的循环;

调整p和q参数来调节算法如何遍历超图:更高的p值使算法提高探索当前超边顶点的能力,允许它更频繁地在当前超边游走,同时,更高的q值将具有相同的结果,但不依赖于当前超边度。

4.根据权利要求3所述的基于超图节点多尺度嵌入音乐推荐方法,其特征在于:所述S3中,根据游走算法生成超图数据模型的一阶马尔可夫游走序列,表示为:L=v1,v2,…vn        (10)

其中, 表示通过游走算法为每个超图节点得到的游走序列;

则超图游走表示为:

其中,length为游走序列的长度。

5.根据权利要求4所述的基于超图节点多尺度嵌入音乐推荐方法,其特征在于:所述S4中,采集得到游走序列的每个超图节点的多尺度领域属性集,将采集的每个多尺度邻域属性集分成若干次作为Doc2Vec的输入,生成不同尺度的节点嵌入,具体为:每个超图节点的多尺度领域属性集,分别表示为:

其中, 表示节点v的k近邻属性集,其中包含了不同尺度的邻居节点属性;

将得到节点邻域属性集作为Doc2Vec的输入,通过浅层前馈神经网络得到词嵌入和句子嵌入,则对应音乐的属性嵌入以及音乐最终嵌入的目标函数表示为:所述目标函数表示的是最大化全部节点u出现在他的邻域节点的概率;

其中,

假设每个邻域节点出现在节点u的概率是独立,互不影响,ni表示u的邻域节点;

使用Softmax函数计算超图邻域NS(u)中的每个顶点v成为输入顶点u∈V的上下文节点的概率,表示为:

6.根据权利要求5所述的基于超图节点多尺度嵌入音乐推荐方法,其特征在于:所述S4中,最终嵌入,表示为:其中, 是节点v的k近邻属性集,将其作为Doc2Vec的输入,学习每个邻域长度单独的低维嵌入分量,并将它们连接起来以形成完整的节点表示;αk≥0是分配给各个尺度邻域嵌入的一个超参数,它表示该尺度在构成最终嵌入中的权重。

7.根据权利要求6所述的基于超图节点多尺度嵌入音乐推荐方法,其特征在于:所述S5中,长期偏好由整个训练音乐序列嵌入求和平均得到,长期偏好表示为:u

其中, 表示长期偏好,H表示整个训练音乐序列嵌入;

短期偏好由用户最近收听的n个音乐嵌入求和平均得到,短期偏好表示为:u

其中, 表示短期偏好,S表示用户最近收听的n个音乐嵌入。

8.根据权利要求7所述的基于超图节点多尺度嵌入音乐推荐方法,其特征在于:所述S5中,计算待预测音乐的嵌入与用户长期和短期偏好之间的余弦相似度,并将计算得到的两个相似度相加,得到待预测音乐的最终推荐分数,计算公式表示为:其中, 表示待预测音乐的嵌入与用户长期偏好的余弦相似度, 表示待预测音乐的嵌入与用户短期偏好的余弦相似度, 表示待预测音乐的最终推荐分数。