LLMSeR: Enhancing Sequential Recommendation via LLM-based Data Augmentation

TL;DR

LLMSeR通过LLM生成伪先验项,提升序列推荐系统的性能。

cs.IR 🔴 高级 2025-03-16 25 次浏览
Yuqi Sun Qidong Liu Haiping Zhu Feng Tian
序列推荐 数据增强 大语言模型 协同信号 幻觉现象

核心发现

方法论

LLMSeR框架通过大语言模型生成伪先验项,结合语义和协同信息增强用户交互数据。核心组件包括语义交互增强器和自适应可靠性验证模块,确保生成数据的可靠性。

关键结果

  • 在Fashion数据集上,LLMSeR提升了GRU4Rec的H@10指标至0.4346,显著优于基线方法。
  • 在Book数据集上,LLMSeR在Bert4Rec上取得了H@10的0.4045的提升。
  • 消融实验表明,去除任何一个组件都会导致性能下降。

研究意义

LLMSeR在学术界和工业界具有重要意义,特别是在解决长尾用户问题方面。通过生成伪先验项,改善了用户体验,提升了推荐系统的整体性能。

技术贡献

LLMSeR提供了一种新的数据增强方法,结合了语义和协同信息,克服了现有方法中协同信号缺失和幻觉现象的问题。

新颖性

LLMSeR首次将大语言模型用于序列推荐的数据增强,创新性地引入了自适应可靠性验证模块,确保生成数据的高可靠性。

局限性

  • 在处理极端长尾用户时,伪先验项的生成可能仍存在噪声。
  • 对大语言模型的依赖可能导致计算成本较高。

未来方向

未来可以探索更高效的伪先验项生成方法,以及在更多领域的应用。

AI 总览摘要

序列推荐系统(SRS)在电子商务等领域中扮演着重要角色,但长尾用户问题限制了其性能。现有方法主要依赖于协同信息,容易受到噪声影响。LLMSeR通过大语言模型生成伪先验项,结合语义和协同信息,显著提升了推荐性能。

LLMSeR的核心创新在于语义交互增强器和自适应可靠性验证模块。前者结合语义和协同信息生成伪先验项,后者评估这些项的可靠性,确保数据增强的有效性。实验表明,LLMSeR在多个数据集上均优于现有方法。

尽管LLMSeR在性能上取得了显著提升,但仍存在一些局限,如对大语言模型的依赖导致的计算成本。未来的研究可以进一步优化伪先验项的生成方法,并探索更多应用场景。

深度分析

研究背景

序列推荐系统利用用户的历史交互数据预测其未来行为,已在电子商务等领域广泛应用。然而,长尾用户问题限制了其性能,特别是对于交互记录较少的用户。

核心问题

长尾用户问题是序列推荐系统面临的核心挑战。大多数用户的交互记录较少,导致推荐效果不佳。现有方法主要依赖协同信息,容易受到噪声影响。

核心创新

LLMSeR通过大语言模型生成伪先验项,结合语义和协同信息,创新性地解决了协同信号缺失和幻觉现象的问题。

方法详解

  • �� 使用大语言模型生成伪先验项,结合语义和协同信息。
  • �� 语义交互增强器生成伪先验项。
  • �� 自适应可靠性验证模块评估伪先验项的可靠性。

实验设计

实验在Fashion、Book和Yelp数据集上进行,使用GRU4Rec、Bert4Rec和SASRec作为基线模型,评估LLMSeR的性能提升。

结果分析

LLMSeR在所有数据集和模型上均优于基线方法,特别是在长尾用户上表现显著提升。

应用场景

LLMSeR可应用于电子商务平台,提高个性化推荐的准确性,改善用户体验。

局限与展望

对大语言模型的依赖可能导致计算成本较高,未来可探索更高效的伪先验项生成方法。

通俗解读 非专业人士也能看懂

想象你在一个图书馆,想要找到你可能喜欢的书。传统方法只根据你借过的书来推荐,但如果你只借过几本书,推荐效果就不好。LLMSeR就像一个聪明的图书管理员,它不仅看你借过的书,还会根据书的内容和其他读者的评价,猜测你可能喜欢的书,给你更多的选择。

简单解释 像给14岁少年讲一样

想象你在玩一个游戏,游戏会根据你以前玩的记录推荐新游戏。如果你只玩过几个游戏,推荐就不准。LLMSeR就像一个超级聪明的助手,它会根据你玩过的游戏和其他玩家的选择,猜测你可能喜欢的游戏,给你更多好玩的推荐!

术语表

Sequential Recommender Systems (序列推荐系统)

利用用户历史交互数据预测其未来行为的系统。

用于预测用户的下一个可能交互。

Long-tail User Problem (长尾用户问题)

指交互记录较少的用户推荐效果不佳的问题。

在SRS中导致大多数用户体验不佳。

Large Language Models (大语言模型)

能够理解语义关系并生成文本的大规模神经网络模型。

用于生成伪先验项以增强数据。

Semantic Interaction Augmentor (语义交互增强器)

结合语义和协同信息生成伪先验项的模块。

用于生成更可靠的用户交互数据。

Adaptive Reliability Validation (自适应可靠性验证)

评估伪先验项可靠性的模块,确保数据增强的有效性。

用于减弱幻觉现象的影响。

开放问题 这项研究留下的未解疑问

  • 1 如何在不依赖大语言模型的情况下生成高质量的伪先验项?
  • 2 如何进一步降低伪先验项生成过程中的计算成本?

应用场景

近期应用

电子商务推荐

通过LLMSeR提高个性化推荐的准确性,增强用户购物体验。

远期愿景

跨领域应用

将LLMSeR应用于其他领域,如社交媒体推荐,提升用户参与度。

原文摘要

Sequential Recommender Systems (SRS) have become a cornerstone of online platforms, leveraging users' historical interaction data to forecast their next potential engagement. Despite their widespread adoption, SRS often grapple with the long-tail user dilemma, resulting in less effective recommendations for individuals with limited interaction records. The advent of Large Language Models (LLMs), with their profound capability to discern semantic relationships among items, has opened new avenues for enhancing SRS through data augmentation. Nonetheless, current methodologies encounter obstacles, including the absence of collaborative signals and the prevalence of hallucination phenomena. In this work, we present LLMSeR, an innovative framework that utilizes Large Language Models (LLMs) to generate pseudo-prior items, thereby improving the efficacy of Sequential Recommender Systems (SRS). To alleviate the challenge of insufficient collaborative signals, we introduce the Semantic Interaction Augmentor (SIA), a method that integrates both semantic and collaborative information to comprehensively augment user interaction data. Moreover, to weaken the adverse effects of hallucination in SRS, we develop the Adaptive Reliability Validation (ARV), a validation technique designed to assess the reliability of the generated pseudo items. Complementing these advancements, we also devise a Dual-Channel Training strategy, ensuring seamless integration of data augmentation into the SRS training process.Extensive experiments conducted with three widely-used SRS models demonstrate the generalizability and efficacy of LLMSeR.

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