TKDE 2023 | 超越共现!大连理工提出全新多模态会话推荐系统
©PaperWeekly 原创 · 作者 | 张晓堃
单位 | 大连理工大学
研究方向 | 数据挖掘,推荐系统
论文题目:
Beyond Co-occurrence: Multi-modal Session-based Recommendation
IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering (TKDE)
https://arxiv.org/abs/2309.17037
https://github.com/Zhang-xiaokun/MMSBR
研究动机
现有的会话推荐方法大都依赖于挖掘商品 ID 所展现的商品共现关系来对用户行为进行预测。尽管基于共现的方法取得了一定的进展,但是囿于一个会话内用户的行为十分有限,这种模式极大地限制了相关会话推荐方法的性能。并且,基于共现关系的方法忽略了,真正吸引用户与一件商品产生交互的是网页上展示的有关商品的多模态信息,包括商品的图片(image),描述文本(text)及商品价格(price)。
如上图所示,用户通常在看完商品的图片,读完商品的描述信息,检查完商品的价格之后,才会决定是否购买这件商品。根据这些多模态信息的不同特点,我们可以将其分为两类:描述型信息(descriptive information)及数值型信息(numerical information)。描述型信息包括商品图片(image)和描述文本(text),这些信息可以直观地表达商品的某些特征,如风格,颜色及材质。数值型信息则是指商品的价格,其通过一个数字来传递商品的价值。
大多数情况下,如上图所示,用户只有在对一件商品展示在页面上的所有多模态信息都满意时,才会选择购买这件商品。显然,上述多模态信息共同影响用户的决定。而且,与仅包含共现关系的商品 ID 不同,多模态信息展现了商品的丰富特征,并蕴含了用户的细粒度偏好。例如,漫威迷很有可能购买一件带有钢铁侠标志的 T 恤。
面临挑战
利用多模态信息来提高会话推荐的表现存在以下难点:
1. 描述型信息表示。在推荐场景下,图片和文本具有不同的噪声。通常,商品图像不仅包含待售的商品(如衣服),还包含额外内容(如搭配衣服的裤子)。类似地,商品描述文本通常包括多余的文字,如夸张的陈述以吸引用户的注意力。图像和文本中的噪声增加了提取商品语义的难度,阻碍了对用户偏好的学习。因此,第一个挑战是如何从具有不同噪声的异构描述型信息中捕获商品语义。
2. 描述性信息融合。商品的图片和文本专注于呈现不同的商品属性。具体来说,图片比文本更能直观地描述商品的颜色和样式。而文本则可以清楚地表达商品材质,例如一件衣服的材质是丝绸还是棉花。因此,图片和文本相辅相成,互相补充共同刻画商品特征。所以,第二个挑战是如何融合这些异构的描述型信息以全面刻画用户偏好。
模型MMSBR
4.1 确定性建模
我们设计了一个层次枢纽 transformer 来对异构的描述型信息进行融合。在层次枢纽 transformer 中,我们首先使用多层感知机(MLP)将图片表示和文本表示投影到不同的空间,以表示商品对应模态下的不同特征。然后,我们创建了一个枢纽(pivot)用以在 transformer 中控制多模态信息的融合。
不同于通常的点级(point-wise)表示方法,我们提出使用高斯分布(gaussain distribution)来表示商品的价格信息。在高斯分布表示下,商品的价格由两个独立的向量表示:均值向量和方差向量,这使得我们学习的价格高斯分布表示可以表示价格的区间性质。
5.1 总体表现
5.2 冷启动场景下表现
结论
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