曾 安，趙恢真

廣東工業(yè)大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院，廣州510006

1 引言

在當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)時代，面對海量的信息，用戶經(jīng)常需要消耗大量時間和精力來找出他們最需要的物品[1]。推薦系統(tǒng)是解決信息過載問題最重要的技術(shù)之一。推薦系統(tǒng)可以利用數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)，為用戶提供個性化信息推薦[2]。目前，主流的推薦系統(tǒng)主要分為四類：基于內(nèi)容的推薦、協(xié)同過濾推薦、基于知識的推薦和組合推薦[3]。其中，協(xié)同過濾算法無需用戶或項(xiàng)目的屬性信息，只根據(jù)相似用戶或項(xiàng)目的評分特性即可產(chǎn)生推薦，并發(fā)現(xiàn)用戶的潛在信息需求，在不同的應(yīng)用中具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，從而得到廣泛的應(yīng)用。

當(dāng)前，為了提高推薦準(zhǔn)確性，有專家提出了許多新穎的協(xié)同過濾算法。這些算法不僅僅考慮用戶對項(xiàng)目的評分信息，還考慮輔助信息，例如用戶信息、社交網(wǎng)絡(luò)關(guān)系和項(xiàng)目描述文件[4-6]。Blei 等人[7]提出的LDA 算法和Vincent等人[8]提出SDAE算法使用用戶評論、項(xiàng)目概要和摘要[5-6，9]來提升算法性能。Wang 等人[10]提出的一種融合了主題模型LDA和協(xié)同過濾協(xié)算法的協(xié)同主題模型（Collaborative Topic Regression，CTR）。該模型可以一定程度上分析并利用文檔信息，從而提高了推薦性能。近年來，深度學(xué)習(xí)因其具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力和抗干擾能力，越來越多的人將其應(yīng)用到推薦系統(tǒng)中。Wang等人[11]提出了一種集成了堆疊降噪自動編碼器SDAE和概率矩陣分解（Probabilty Matrix Factorization，PMF）的協(xié)同深度學(xué)習(xí)方法[12]（Collaborative Deep Learning，CDL），從而根據(jù)評分預(yù)測產(chǎn)生了更準(zhǔn)確的評估。但是，這些集成模型并不能完全捕獲文檔信息，因?yàn)樗鼈兪褂昧嗽~袋模型[13]丟棄了單詞順序，忽略了上下文。因此，這些算法對額外信息的利用有限。

為了解決上述問題，本文提出了一種新型的推薦算法：深度協(xié)同過濾（Deep Collaborative Filtering，DCF）。DCF集成了長短期記憶網(wǎng)絡(luò)（Long Short-Term Memory，LSTM）和概率矩陣分解（PMF）。LSTM 是最先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法之一，在各種領(lǐng)域都表現(xiàn)出了極高的性能，如語言識別[14]、自然語言處理[15]（Natural Language Processing，NLP）非常適合用于處理與時間序列高度相關(guān)的問題。DCF算法首先利用Word-Embedding模型如Glove[16]文檔進(jìn)行預(yù)處理，之后利用LSTM進(jìn)行訓(xùn)練，其結(jié)果作為PMF 的輸入。PMF 作為協(xié)同過濾推薦的一個分支，能一定程度上解決稀疏性問題，近年來得到學(xué)術(shù)界的廣泛研究。PMF 在處理用戶評分矩陣時，將LSTM 訓(xùn)練結(jié)果作為額外輸入，能進(jìn)一步提高結(jié)果準(zhǔn)確度。于此同時，訓(xùn)練過程中誤差能反向傳播，指導(dǎo)LSTM 進(jìn)行更好的訓(xùn)練。DCF 對用戶評分矩陣，項(xiàng)目描述文檔的分析和挖掘并非孤立、靜止、片面的，而是聯(lián)系、發(fā)展、全面的。DCF 將LSTM 無縫集成到PMF中，兩者有機(jī)結(jié)合，成為一個整體，這極大地了提升算法性能。故DCF能學(xué)習(xí)到非常精確的用戶特征和項(xiàng)目特征，從而產(chǎn)生更精確的推薦結(jié)果。由于DCF 深度挖掘了輔助信息，當(dāng)用戶評分較為稀疏時，DCF 依然可以準(zhǔn)確進(jìn)行預(yù)測。

2 相關(guān)工作

2.1 循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RNN）

傳統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，一般由輸入層、隱含層和輸出層構(gòu)成。層與層之間全連接，并且層內(nèi)節(jié)點(diǎn)是無連接的，互相獨(dú)立。所以，網(wǎng)絡(luò)在處理每個時刻的信息時是獨(dú)立的。但是，循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)RNN不同，它在隱藏層中增加節(jié)點(diǎn)中的互連，使得隱藏層的輸入即包括輸入層的輸出又包括上一時刻隱藏層的輸出。換句話說，RNN網(wǎng)絡(luò)模型會記憶前時刻的信息并將其應(yīng)用于處理當(dāng)前輸出數(shù)據(jù)的計(jì)算中。RNN的模型結(jié)構(gòu)如圖1所示，RNN按時間順序展開的示意圖如圖2所示。

圖1 RNN模型

圖2 RNN展開結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 中的每個節(jié)點(diǎn)代表在相應(yīng)時刻RNN 網(wǎng)絡(luò)的一層。w1是輸入層到隱藏層的連接權(quán)值，w2是上一時刻隱藏層到當(dāng)前時刻隱藏層的連接權(quán)值，w3是隱藏層到輸出層的連接權(quán)值。RNN 中每時刻的權(quán)值是相同的，當(dāng)前時刻的輸出依賴于上一時刻的輸出。t時刻隱藏層輸出為：

其中，x(t)是t時刻的輸入，h(t-1)是t-1 時刻的隱藏狀態(tài)，U

是輸入層到隱藏層的權(quán)值矩陣，W是隱藏層到輸出層的權(quán)值矩陣，b是偏置參數(shù)。

2.2 LSTM長短期記憶網(wǎng)絡(luò)

LSTM[17]網(wǎng)絡(luò)的一種變體。理論上，RNN 可以處理任何長距離依賴問題，但實(shí)際上，由于梯度爆炸、消失等問題而很難實(shí)現(xiàn)。LSTM 網(wǎng)絡(luò)通過引入門機(jī)制和記憶單元來解決此類問題，用LSTM 單元代替RNN 中的隱藏層。LSTM單元結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

圖3 LSTM模型

其中，c(t)是t時刻記憶單元的狀態(tài)值，?表示元素間的點(diǎn)積，逐點(diǎn)相乘。記憶單元的狀態(tài)值由輸入門和遺忘門共同調(diào)節(jié)。

輸出門的輸出狀態(tài)值o(t)，控制記憶單元狀態(tài)值的輸出。

其中，h(t)是t時刻LSTM單元的輸出狀態(tài)值，當(dāng)前時刻的隱藏狀態(tài)。

LSTM 的門機(jī)制使得模型可以捕捉長距離歷史信息，為了同時獲取上下文信息，采用雙向LSTM，因此，BLSTM中的隱藏狀態(tài)h(t)可表示如下：

2.3 概率矩陣分解（PMF）

PMF 算法是現(xiàn)代推薦系統(tǒng)的基礎(chǔ)算法之一。設(shè)有N個用戶，M部電影。一個評分系統(tǒng)可以用N×M矩陣R來表示。R矩陣中只有部分元素是已知的（用戶只給一部分項(xiàng)目打過分），且R往往非常稀疏，需要求出R缺失的部分。PMF 算法是一種low-dimensional factor模型。其核心思想是：用戶和電影之間的關(guān)系（即用戶對電影的偏好）可以由較少的幾個因素的線性組合決定。用矩陣語言來描述，就是評分矩陣可以分解為兩個低維矩陣的乘積R=UTV，其中D×N矩陣U描述N個用戶的屬性，D×M矩陣V描述M部電影的屬性。PMF 算法假設(shè)用戶和電影的隱式特征向量服從高斯先驗(yàn)分布。即：

圖4 PMF概率圖

3 模型構(gòu)建

本文提出的深度協(xié)同過濾模型（DCF）結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。DCF 主要分為兩部分：左邊的藍(lán)色點(diǎn)線框內(nèi)是PMF模型；右邊的紅色虛線框內(nèi)是LSTM模型。

圖5 DCF概率圖

其中，U是用戶特征矩陣，V是項(xiàng)目特征矩陣，R是評分矩陣。、和分別為U，V，R的高斯誤差。DCF 中的LSTM 部分結(jié)構(gòu)共有六層：（1）輸入層；（2）Embedding層；（3）LSTM層；（4）線性層；（5）Dropout層；（6）輸出層。

基于詞袋模型的推薦算法無法挖掘文檔的深層次信息，只能對文檔做出淺層的理解。詞袋模型丟棄了單詞順序，忽略了上下文。例如：this is interesting 和is this interesting。基于詞袋模型的方法，無法區(qū)分這兩句話的不同之處。這兩句話一句是肯定表達(dá)，一句是疑問表達(dá)。文檔中這種微妙的差異是深入理解文檔的一個重要因素。本文提出的深度協(xié)同過濾模型（DCF）集成了PMF和LSTM。DCF算法首先利用Word-Embedding模型將項(xiàng)目描述文檔進(jìn)行預(yù)處理，之后利用LSTM進(jìn)行訓(xùn)練。DCF 的LSTM 結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力，可以：（1）學(xué)習(xí)序列順序邏輯結(jié)構(gòu)的上下文關(guān)系；（2）回避RNN在長序列上的梯度消失和梯度爆炸問題。故其可以學(xué)習(xí)到項(xiàng)目描述文檔的信息的更精確的表示。該結(jié)果作為PMF 算法的額外輸入，使得PMF 將評分矩陣分解為代表了用戶和電影之間的關(guān)系（即用戶對電影的偏好）兩個低維矩陣時，產(chǎn)生更接近于實(shí)際的結(jié)果。當(dāng)評分矩陣非稀疏時，用戶對電影的偏好更偏向于評分矩陣產(chǎn)生，即對評分矩陣擁有更多的權(quán)重；當(dāng)評分矩陣稀疏時，用戶對電影的偏好更偏向于項(xiàng)目描述文檔產(chǎn)生，即對項(xiàng)目描述文檔擁有更多權(quán)重。這種權(quán)重的變化在DMF中基于數(shù)據(jù)集是自適應(yīng)的。本文提出的DCF算法將LSTM無縫集成到PMF中，兩者成為一個整體。PMF將LSTM網(wǎng)絡(luò)的輸出作為輸入進(jìn)行訓(xùn)練，訓(xùn)練中的誤差可反向傳播，指導(dǎo)LSTM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練。信息在LSTM網(wǎng)絡(luò)和PMF中的雙向流動使得DMF 算法具有更好的學(xué)習(xí)能力，更強(qiáng)的挖掘能力，表現(xiàn)出了更好的性能。

3.1 DCF的概率分解模型

在DCF 模型中，用戶的隱式特征向量和PMF 中的一致，即公式（9）。

和PMF 不同的是，本文假設(shè)項(xiàng)目的隱式特征向量由三部分構(gòu)成：（1）LSTM的網(wǎng)絡(luò)權(quán)重W；（2）項(xiàng)目j的文檔信息Xj；（3）高斯噪聲ε變量。其中：

3.2 DCF的LSTM結(jié)構(gòu)

DCF中的LSTM結(jié)構(gòu)主要用于從項(xiàng)目文檔中生成文檔隱向量。LSTM結(jié)構(gòu)共有六層：（1）輸入層；（2）Embedding 層；（3）LSTM 層；（4）線性層；（5）Dropout 層；（6）輸出層。DCF的結(jié)構(gòu)圖如圖5紅色虛線框所示。

輸入層：輸入數(shù)據(jù)是項(xiàng)目的描述文檔。

Embedding 層：Embedding 層將項(xiàng)目描述文檔轉(zhuǎn)換為數(shù)字矩陣，將其作為下層LSTM層的輸入。文檔可以視為長度為L的單詞序列，每一個單詞可以用一個向量表示，通過連接文檔中的單詞向量，可以將文檔表示為矩陣。這些詞向量可以隨機(jī)的初始化或者用詞嵌入模型進(jìn)行預(yù)處理。這些詞向量通過優(yōu)化過程進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，如Glove[16]檔矩陣R=?p×l可以表示為：

其中，l是文檔的長度，p每一個單詞向量的維度。

LSTM層：LSTM層提取上下文特征。D是一個序列，將其作為LSTM 層的輸入。令i時刻的輸入為wi。上下文特征的第i個分量ci由LSTM 層網(wǎng)絡(luò)權(quán)重W，i時刻的輸入wi決定：

其中，b為網(wǎng)絡(luò)偏置，f是sigmoid、ReLU 或tanh 這樣的非線性的激活函數(shù)，這里選擇tanh。上下文特征向量C為：線性層：線性層具有良好的非線性映射能力，對LSTM輸出的非線性特征進(jìn)行加權(quán)處理，即對這些非線性特征進(jìn)行組合。實(shí)質(zhì)上就是在一個向量空間里學(xué)習(xí)一個（非線性）方程，以簡易的權(quán)重方式學(xué)習(xí)到這些非線性的組合特征，類似于統(tǒng)計(jì)學(xué)中的主成分分析（PCA）與數(shù)學(xué)期望。

線性層輸出為：

其中，Wl 為線性層權(quán)重，bl 為偏置。

Dropout層：隨著網(wǎng)絡(luò)層的增加，考慮到模型訓(xùn)練難度增加、收斂變慢、出現(xiàn)過擬合等問題，使用Dropout 策略來解決這些問題。Dropout 的原理，直觀來說就是在訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)的時候，以預(yù)先設(shè)置的概率停止神經(jīng)單元的輸出，這樣部分神經(jīng)單元的“罷工”，意味著每次的網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練只有一部分?jǐn)?shù)據(jù)特征在參與，從而防止網(wǎng)絡(luò)過多地學(xué)習(xí)訓(xùn)練集的數(shù)據(jù)特征，達(dá)到防止過擬合的目的。

其中，p 為Dropout 率，mask 為以1-p 為概率的伯努利分布生成的二值向量。

線性層后接Dropout防止過擬合，dropout層輸入為lo，輸出為y。

輸出層：輸出層結(jié)果為項(xiàng)目的隱式特征向量S：

其中，Wo 為輸出層權(quán)重，y 為線性層輸出，bo 為輸出層偏置。

最終，通過上述的處理，LSTM 結(jié)構(gòu)將項(xiàng)目行文檔作為輸入，輸出每一篇文檔的隱向量：

其中，W 代表所有的權(quán)重，Xj是行文檔的子項(xiàng)j ，Sj是j 的文檔隱向量。

用最大化后驗(yàn)估計(jì)來求解用戶和項(xiàng)目的隱式特征向量，LSTM網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和偏置：

使用坐標(biāo)下降，迭代的優(yōu)化參數(shù)。假設(shè)W 和V（或U）為常量，等式（25）即為U（或V）二次函數(shù)。然后，U（或V）的最優(yōu)解就可通過簡單的優(yōu)化函數(shù)Γ求解。

其中，Ii是對角矩陣，對角項(xiàng)為Iij，j=1,2,…,M 。 Ri是用戶i 對應(yīng)的向量，Ri為(Rij)Mj=1。對項(xiàng)目，Ij和Rj的定義和Ii，Ri定義一致，式（27）展示了LSTM網(wǎng)絡(luò)生成的文檔隱向量在生成項(xiàng)目隱式特征向量的作用。λv是平衡參數(shù)[6]。

然而，網(wǎng)絡(luò)權(quán)重W 無法向U 和V 那樣求解，W 和網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。但是，筆者注意到Γ 可以被看做具有L2正則化的方差函數(shù)，公式如下：

用誤差反向傳播算法求解W 。

U 、V 、W 是交替更新的。重復(fù)優(yōu)化過程直至收斂，得到最優(yōu)的U 、V 、W 后，最終，可以預(yù)測用戶對項(xiàng)目的評分為：

3.3 算法步驟

步驟1將項(xiàng)目文檔數(shù)據(jù)按照3.2 節(jié)描述的步驟，進(jìn)行預(yù)處理，得到項(xiàng)目的隱式特征向量S。

步驟2根據(jù)公式（26），更新用戶特征向量U 。

步驟3根據(jù)公式（27），更新項(xiàng)目特征向量V 。

步驟4根據(jù)公式（28），用誤差反向傳播算法更新網(wǎng)絡(luò)權(quán)重W 。

步驟5重復(fù)步驟2到步驟4，直到U 、V 、W 收斂。

步驟6根據(jù)公式（29），得到用戶對項(xiàng)目的評分。

4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

4.1 數(shù)據(jù)集

為了展示DCF 模型的有效性，本文使用了來自美國明尼蘇達(dá)大學(xué)（University of Minnesota Twin Cities）的Grouplens團(tuán)隊(duì)公開的一系列用于測試推薦算法的數(shù)據(jù)集Movielens 進(jìn)行測試。Movielens 數(shù)據(jù)集由用戶對項(xiàng)目的評分構(gòu)成，評分從1到5。由于Movielens沒有電影情節(jié)描述文檔，從http：//www.imdb.com/上獲得這些信息。

和文獻(xiàn)[6，12]類似，所有數(shù)據(jù)集中所有電影的情節(jié)描述文檔做了如下的預(yù)處理：（1）設(shè)置文檔的行最大長度為300；（2）移除停止詞；（3）計(jì)算每一個單詞的if-idf值；（4）移除文本詞頻高于0.5的詞；（5）限制詞匯表最大長度為8 000；（6）移除所有的非詞匯表詞匯。所以，每篇文檔的平均詞匯數(shù)為97.09。

實(shí)驗(yàn)移除了數(shù)據(jù)集中那些沒有情節(jié)描述的電影。ML-100K和ML-1M數(shù)據(jù)集的各項(xiàng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，如表1所示。

表1 ML-100K和ML-1M數(shù)據(jù)集的各項(xiàng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

4.2 性能評選

為了評估算法的總體表現(xiàn)，隨機(jī)的將每一個數(shù)據(jù)集分成三部分，分別為訓(xùn)練集（80%）、驗(yàn)證集（10%）和測試集（10%）。其中，對所有用戶和項(xiàng)目，訓(xùn)練集至少包含一項(xiàng)，這個DCF 算法將會處理到每一個用戶和項(xiàng)目。為了準(zhǔn)確評估性能指標(biāo)，使用根均方誤差（Root Mean Squared Error，RMSE）。RMSE 可以評價數(shù)據(jù)的變化程度，RMSE 的值越小，說明預(yù)測模型描述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具有更好的精確度，公式如下：

4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

首先，通過設(shè)置不同的隱因子個數(shù)來測試它對DCF算法的性能影響。圖6和圖7分別顯示出了不同的隱因子個數(shù)對DCF 算法的RMSE 在ML-100K 和ML-1M 數(shù)據(jù)集上的影響。

圖6 ML-100K數(shù)據(jù)集中隱因子個數(shù)對RMSE的影響

圖7 ML-1M數(shù)據(jù)集中隱因子個數(shù)對RMSE的影響

從圖6 中可以看出，在ML-100K 數(shù)據(jù)集上，本文提出的DCF 算法的RMSE 隨著隱因子個數(shù)增大而減小，在因影子個數(shù)大于60 時，RMSE 趨于平穩(wěn)，且隱因子個數(shù)越大，模型越復(fù)雜，訓(xùn)練效率越低。綜合效率和性能的考量，在ML-100K 數(shù)據(jù)集上，將隱因子個數(shù)設(shè)為60。從圖7中可以看出，在ML-1M數(shù)據(jù)集上，隨隱因子個數(shù)增大，RMSE 先減小后增大，當(dāng)隱因子個數(shù)為12 時，RMSE值最小，即算法性能最優(yōu)。在ML-1M上，將隱因子個數(shù)設(shè)為12。

圖8和圖9分別給出了在ML-100K數(shù)據(jù)集和ML-1M數(shù)據(jù)集上，λU的取值對本文提出的DCF 算法在RMSE上的影響。

圖8 ML-100K數(shù)據(jù)集中λU 對RMSE的影響

圖9 ML-1M數(shù)據(jù)集中λU 對RMSE的影響

從圖8 和圖9 可以看出，隨λU的增大，RMSE 呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢，且在λU=10的時候取得最小值，故將λU設(shè)置為10。

圖10 和圖11 分別給出了在ML-100K 數(shù)據(jù)集和ML-1M數(shù)據(jù)集上，λV的取值對本文提出的DCF算法在RMSE上的影響。

圖10 ML-100K數(shù)據(jù)集中λV 對RMSE的影響

圖11 ML-1M數(shù)據(jù)集中λV 對RMSE的影響

從圖10 和圖11 可以看出，隨λV的增大，RMSE 呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢，且在λV=10 的時候取得最小值。故將λV設(shè)置為10。

為了與本文提出的方法做一個詳實(shí)的對比，本文一個對比了4個模型，它們分別是：

（1）本文提出的融合了LSTM 模型的深度協(xié)同過濾算法（DCF）。先構(gòu)建一個概率矩陣分解模型，來提取用戶特征，然后，基于電影情節(jié)信息，采用LSTM 算法提取項(xiàng)目特征，將用戶特征和項(xiàng)目特征結(jié)合，即為最終結(jié)果。

（2）Salakhutdinov和Mnih[11]提出的概率矩陣分解算法（PMF）。PMF算法是一個標(biāo)準(zhǔn)的評分預(yù)測算法，該算法僅僅使用用戶評分信息用于協(xié)同過濾。

（3）Wang 等[12]提出的深度協(xié)同過濾算法CDL。CDL是一種新式的推薦系統(tǒng)模型，它使用SDAE分析電影情節(jié)文檔來提高準(zhǔn)確率。

（4）Wang 等[10]提出的協(xié)同主題模型算法CTR。CTR 算法是另一種新式的推薦模型，它融合了PMF 算法和主題模型（LDA），利用了用戶評分信息和電影情節(jié)信息。

將U和V隱因子個數(shù)設(shè)置為60 并且將其初始化為0到1之間的隨機(jī)值。表2展現(xiàn)了各模型表現(xiàn)最佳情況下λU、λV的值。PMF、CDL和CTR模型的其他參數(shù)設(shè)置參見文獻(xiàn)[10-12]。

表2 各模型λU，λV 的值

圖12、13詳細(xì)展示了在ML-100K和ML-1M數(shù)據(jù)集上各個算法的RMSE指標(biāo)隨迭代次數(shù)變化。

圖12 在ML-100K上RMSE指標(biāo)隨迭代次數(shù)變化

圖13 在ML-1M上RMSE指標(biāo)隨迭代次數(shù)變化

從圖12、13 中可以看出，本文提出的DCF 算法在ML-100K數(shù)據(jù)集上的RMSE相對于PMF、CTR、CDL分別提升了3.24%、3.18%、2.54%，在ML-1M 數(shù)據(jù)集上相對于PMF、CTR、CDL分別提升了4.88%、4.86%、3.96%。本文提出的DCF 算法融合了PMF 算法和LSTM 算法，不僅能夠基于用戶評分學(xué)習(xí)用戶特征，而且能深度挖掘輔助信息，學(xué)習(xí)到更精確的物品特征，兩者優(yōu)勢疊加，因此能夠從整體上提升算法性能，從而提高推薦質(zhì)量。

5 結(jié)束語

本文提出了一種融合PMF 和LSTM 的DCF 算法。在PMF 的基礎(chǔ)上，通過LSTM網(wǎng)絡(luò)，從項(xiàng)目文檔中學(xué)習(xí)項(xiàng)目特征，將其與PMF學(xué)習(xí)的用戶特征進(jìn)行結(jié)合，能有效解決推薦系統(tǒng)中稀疏性問題和冷啟動問題。在數(shù)據(jù)量和稀疏性均不同的ML-100k和ML-1M數(shù)據(jù)集上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文算法能有效的降低推薦系統(tǒng)的RMSE指標(biāo)。該算法的不足之處在于，LSTM對序列的學(xué)習(xí)是單向的，在時間軸上表現(xiàn)為從左往右，而數(shù)據(jù)之間的關(guān)系可能比較復(fù)雜，單個時間軸上的信息可能并不完全。雙向LSTM（Bi-directional Long Short-Term，BiLSTM），在一個序列上向前和向后分別訓(xùn)練兩個網(wǎng)絡(luò)，這兩個網(wǎng)絡(luò)都連接著同一個輸出層。雙向LSTM 能利用兩個方向上的信息，似乎可以改進(jìn)本文算法。因此，如何將雙向LSTM 集成進(jìn)DMF 算法，如何訓(xùn)練模型及該模型是否能產(chǎn)生更優(yōu)的結(jié)果，是接下來研究的重點(diǎn)。