协同过滤是一种基于一组兴趣相同的用户或项目进行的推荐,它根据邻居用户(与目标用户兴趣相似的用户)的偏好信息产生对目标用户的推荐列表。协同过滤算法主要分为基于用户的协同过滤算法和基于项目的协同过滤算法。
基于用户的(User based)协同过滤算法是根据邻居用户的偏好信息产生对目标用户的推荐。它基于这样一个假设:如果一些用户对某一类项目的打分比较接近,则他们对其它类项目的打分也比较接近。协同过滤推荐系统采用统计计算方式搜索目标用户的相似用户,并根据相似用户对项目的打分来预测目标用户对指定项目的评分,最后选择相似度较高的前若干个相似用户的评分作为推荐结果,并反馈给用户。这种算法不仅计算简单且精确度较高,被现有的协同过滤推荐系统广泛采用。User-based协同过滤推荐算法的核心就是通过相似性度量方法计算出最近邻居集合,并将最近邻的评分结果作为推荐预测结果返回给用户。例如,在下表所示的用户一项目评分矩阵中,行代表用户,列代表项目(电影),表中的数值代表用户对某个项目的评价值。现在需要预测用户Tom对电影《枪王之王》的评分(用户Lucy对电影《阿凡达》的评分是缺失的数据)。
由上表不难发现,Mary和Pete对电影的评分非常接近,Mary对《暮色3:月食》、《唐山大地震》、《阿凡达》的评分分别为3、4、4,Tom的评分分别为3、5、4,他们之间的相似度最高,因此Mary是Tom的最接近的邻居,Mary对《枪王之王》的评分结果对预测值的影响占据最大比例。相比之下,用户John和Lucy不是Tom的最近邻居,因为他们对电影的评分存在很大差距,所以JohLn和Lucy对《枪王之王》的评分对预测值的影响相对小一些。在真实的预测中,推荐系统只对前若干个邻居进行搜索,并根据这些邻居的评分为目标用户预测指定项目的评分。由上面的例子不难知道,User一based协同过滤推荐算法的主要工作内容是用户相似性度量、最近邻居查询和预测评分。
目前主要有三种度量用户间相似性的方法,分别是:余弦相似性、相关相似性以及修正的余弦相似性。
①余弦相似性(Cosine):用户一项目评分矩阵可以看作是n维空间上的向量,对于没有评分的项目将评分值设为0,余弦相似性度量方法是通过计算向量间的余弦夹角来度量用户间相似性的。设向量i和j分别表示用户i和用户j在n维空间上的评分,则用基于协同过滤的电子商务个性化推荐算法研究户i和用户j之间的相似性为:
②修正的余弦相似性 (AdjustedCosine):余弦相似度未考虑到用户评分尺度问题,如在评分区间[1一5]的情况下,对用户甲来说评分3以上就是自己喜欢的,而对于用户乙,评分4以上才是自己喜欢的。通过减去用户对项的平均评分,修正的余弦相似性度量方法改善了以上问题。用几表示用户i和用户j共同评分过的项集合,Ii和寿分别表示用户i和用户j评分过的项集合,则用户i和用户j之间的相似性为:
③相关相似性(Correlation)此方法是采用皮尔森(Pearson)相关系数来进行度量。设Iij表示用户i和用户j共同评分过的项目集合,则用户i和用户j之间相似性为:
在得到目标用户的最近邻居以后,接着就要产生相应的推荐结果。设NNu为用户u的最近邻居集合,则用户u对项j的预测评分Puj计算公式如下:
基于项目的(Item一based)协同过滤是根据用户对相似项目的评分数据预测目标项目的评分,它是建立在如下假设基础上的:如果大部分用户对某些项目的打分比较相近,则当前用户对这些项的打分也会比较接近。ltem一based协同过滤算法主要对目标用户所评价的一组项目进行研究,并计算这些项目与目标项目之间的相似性,然后从选择前K个最相似度最大的项目输出,这是区别于User-based协同过滤。仍拿上所示的用户一项目评分矩阵作为例子,还是预测用户Tom对电影《枪王之王》的评分(用户Lucy对电影《阿凡达》的评分是缺失的数据)。
通过数据分析发现,电影《暮色3:月食》的评分与《枪王之王》评分非常相似,前三个用户对《暮色3:月食》的评分分别为4、3、2,前三个用户对《枪王之王》的评分分别为4、3、3,他们二者相似度最高,因此电影《暮色3:月食》是电影《枪王之王》的最佳邻居,因此《暮色3:月食》对《枪王之王》的评分对预测值的影响占据最大比例。而《唐山大地震》和《阿凡达》不是《枪王之王》的好邻居,因为用户群体对它们的评分存在很大差距,所以电影《唐山大地震》和《阿凡达》对《枪王之王》的评分对预测值的影响相对小一些。在真实的预测中,推荐系统只对前若干个邻居进行搜索,并根据这些邻居的评分为目标用户预测指定项目的评分。
由上面的例子不难知道,Item一based协同过滤推荐算法的主要工作内容是最近邻居查询和产生推荐。因此,Item一based协同过滤推荐算法可以分为最近邻查询和产生推荐两个阶段。最近邻查询阶段是要计算项目与项目之间的相似性,搜索目标项目的最近邻居;产生推荐阶段是根据用户对目标项目的最近邻居的评分信息预测目标项目的评分,最后产生前N个推荐信息。
ltem一based协同过滤算法的关键步骤仍然是计算项目之间的相似性并选出最相似的项目,这一点与user一based协同过滤类似。计算两个项目i和j之间相似性的基本思想是首先将对两个项目共同评分的用户提取出来,并将每个项目获得的评分看作是n维用户空间的向量,再通过相似性度量公式计算两者之间的相似性。
分离出相似的项目之后,下一步就要为目标项目预测评分,通过计算用户u对与项目i相似的项目集合的总评价分值来计算用户u对项目i的预期。这两个阶段的具体公式和操作步骤与基于用户的协同过滤推荐算法类似,所以在此不再赘述。
与基于内容的推荐算法相比,协同过滤有下列优点:能够过滤难以进行机器自动基于内容分析的信息。如艺术品、音乐;能够基于一些复杂的,难以表达的概念(信息质量、品位)进行过滤;推荐的新颖性。
然而,协同过滤也存在着以下的缺点:用户对商品的评价非常稀疏,这样基于用户的评价所得到的用户间的相似性可能不准确(即稀疏性问题);随着用户和商品的增多,系统的性能会越来越低(即可扩展性问题);如果从来没有用户对某一商品加以评价,则这个商品就不可能被推荐(即最初评价问题)。
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
在数字化浪潮中,数据驱动决策已成为企业发展的核心竞争力,数据分析人才的需求持续飙升。世界经济论坛发布的《未来就业报告》, ...
2025-03-28你有没有遇到过这样的情况?流量进来了,转化率却不高,辛辛苦苦拉来的用户,最后大部分都悄无声息地离开了,这时候漏斗分析就非 ...
2025-03-27TensorFlow Datasets(TFDS)是一个用于下载、管理和预处理机器学习数据集的库。它提供了易于使用的API,允许用户从现有集合中 ...
2025-03-26"不谋全局者,不足谋一域。"在数据驱动的商业时代,战略级数据分析能力已成为职场核心竞争力。《CDA二级教材:商业策略数据分析 ...
2025-03-26当你在某宝刷到【猜你喜欢】时,当抖音精准推来你的梦中情猫时,当美团外卖弹窗刚好是你想吃的火锅店…… 恭喜你,你正在被用户 ...
2025-03-26当面试官问起随机森林时,他到底在考察什么? ""请解释随机森林的原理""——这是数据分析岗位面试中的经典问题。但你可能不知道 ...
2025-03-25在数字化浪潮席卷的当下,数据俨然成为企业的命脉,贯穿于业务运作的各个环节。从线上到线下,从平台的交易数据,到门店的运营 ...
2025-03-25在互联网和移动应用领域,DAU(日活跃用户数)是一个耳熟能详的指标。无论是产品经理、运营,还是数据分析师,DAU都是衡量产品 ...
2025-03-24ABtest做的好,产品优化效果差不了!可见ABtest在评估优化策略的效果方面地位还是很高的,那么如何在业务中应用ABtest? 结合企业 ...
2025-03-21在企业数据分析中,指标体系是至关重要的工具。不仅帮助企业统一数据标准、提升数据质量,还能为业务决策提供有力支持。本文将围 ...
2025-03-20解锁数据分析师高薪密码,CDA 脱产就业班助你逆袭! 在数字化浪潮中,数据驱动决策已成为企业发展的核心竞争力,数据分析人才的 ...
2025-03-19在 MySQL 数据库中,查询一张表但是不包含某个字段可以通过以下两种方法实现:使用 SELECT 子句以明确指定想要的字段,或者使 ...
2025-03-17在当今数字化时代,数据成为企业发展的关键驱动力,而用户画像作为数据分析的重要成果,改变了企业理解用户、开展业务的方式。无 ...
2025-03-172025年是智能体(AI Agent)的元年,大模型和智能体的发展比较迅猛。感觉年初的deepseek刚火没多久,这几天Manus又成为媒体头条 ...
2025-03-14以下的文章内容来源于柯家媛老师的专栏,如果您想阅读专栏《小白必备的数据思维课》,点击下方链接 https://edu.cda.cn/goods/sh ...
2025-03-13以下的文章内容来源于刘静老师的专栏,如果您想阅读专栏《10大业务分析模型突破业务瓶颈》,点击下方链接 https://edu.cda.cn/go ...
2025-03-12以下的文章内容来源于柯家媛老师的专栏,如果您想阅读专栏《小白必备的数据思维课》,点击下方链接 https://edu.cda.cn/goods/sh ...
2025-03-11随着数字化转型的加速,企业积累了海量数据,如何从这些数据中挖掘有价值的信息,成为企业提升竞争力的关键。CDA认证考试体系应 ...
2025-03-10推荐学习书籍 《CDA一级教材》在线电子版正式上线CDA网校,为你提供系统、实用、前沿的学习资源,助你轻松迈入数据分析的大门! ...
2025-03-07在数据驱动决策的时代,掌握多样的数据分析方法,就如同拥有了开启宝藏的多把钥匙,能帮助我们从海量数据中挖掘出关键信息,本 ...
2025-03-06