Learnable Sequence Augmenter for Triplet Contrastive Learning in Sequential Recommendation

TL;DR

LACLRec通过可学习序列增强器和三元组对比学习提升序列推荐性能。

cs.IR 🔴 高级 2025-03-26 9 次浏览
Wei Wang Yujie Lin Jianli Zhao Moyan Zhang Pengjie Ren Xianye Ben Yujun Li
序列推荐 对比学习 自监督学习 数据增强 推荐系统

核心发现

方法论

LACLRec通过自监督学习的增强器自动删除噪声项并插入新项,生成高质量的增强序列。设计基于排序的三元组对比损失来区分原始序列、增强序列和随机增强序列的相似性,提供更细粒度的对比信号。

关键结果

  • 在三个真实数据集上,LACLRec显著优于基线模型CL4SRec,单一指标提升高达13.5%。
  • LACLRec在多个最先进的序列推荐算法中表现出色。
  • 消融实验表明,序列增强器和三元组对比学习均对推荐精度提升有贡献。

研究意义

LACLRec通过自动化的序列增强和细粒度的对比学习,解决了现有方法中因随机操作引入的噪声和关键项丢失问题,提高了推荐系统的准确性和鲁棒性。这一方法在学术界和工业界都具有重要意义,尤其是在数据稀疏和冷启动问题上提供了新的解决方案。

技术贡献

LACLRec引入了可学习的序列增强器,能够自动识别并删除噪声项,同时插入更能反映项目过渡模式的新项。与现有方法相比,提供了新的理论保证和工程可能性。

新颖性

LACLRec是首个将可学习的序列增强器与三元组对比学习结合的框架,显著提升了序列推荐的性能。与现有的随机增强方法相比,LACLRec在增强序列的质量和对比信号的细粒度上具有独特的创新性。

局限性

  • 在某些情况下,增强器可能会错误删除重要项,影响推荐效果。
  • 模型训练时间较长,计算成本较高。
  • 对噪声项的识别依赖于增强器的训练质量。

未来方向

未来研究可以探索增强器在不同数据集上的泛化能力,并优化其计算效率。此外,可以结合其他自监督学习方法,进一步提升推荐系统的性能。

AI 总览摘要

现有的对比学习序列推荐方法常依赖随机操作生成增强序列,容易引入噪声或删除关键项,影响推荐效果。LACLRec通过可学习的序列增强器自动优化序列,结合三元组对比学习,提供更细粒度的对比信号。实验结果表明,LACLRec在多个数据集上显著优于现有方法,提升了推荐精度和鲁棒性。该方法在学术界和工业界具有重要意义,尤其在解决数据稀疏和冷启动问题上提供了新思路。尽管LACLRec在性能上有显著提升,但计算成本较高,未来研究可在优化计算效率和增强器泛化能力上进一步探索。

深度分析

研究背景

序列推荐系统通过分析用户的历史交互来预测其未来的行为。近年来,自监督学习被引入到序列推荐中,以半自动化方式提取项目相关性。然而,现有方法在数据稀疏和冷启动问题上仍面临挑战。

核心问题

现有的对比学习序列推荐方法依赖随机操作生成增强序列,可能引入噪声或删除关键项,影响对比学习的效果。这一问题在数据稀疏和冷启动场景中尤为突出。

核心创新

LACLRec通过可学习的序列增强器自动删除噪声项并插入新项,生成高质量的增强序列。设计基于排序的三元组对比损失,提供更细粒度的对比信号。

方法详解

  • �� 使用自监督学习训练增强器,自动优化序列。
  • �� 生成两种增强序列:一种由增强器生成,另一种由随机方法生成。
  • �� 设计三元组对比损失,区分原始序列与两种增强序列的相似性。
  • �� 联合优化对比损失和推荐损失,提升推荐性能。

实验设计

实验在三个真实数据集上进行,基线模型为CL4SRec。使用的指标包括准确率和召回率。消融实验验证了增强器和三元组对比学习的有效性。

结果分析

LACLRec在多个数据集上显著优于CL4SRec,单一指标提升高达13.5%。消融实验表明,序列增强器和三元组对比学习均对推荐精度提升有贡献。

应用场景

LACLRec可用于电商、社交媒体等领域的个性化推荐,尤其在数据稀疏和冷启动场景中具有优势。

局限与展望

增强器可能错误删除重要项,影响推荐效果。模型训练时间较长,计算成本较高。未来研究可在优化计算效率和增强器泛化能力上进一步探索。

通俗解读 非专业人士也能看懂

想象你在一个图书馆里,图书馆员根据你的借阅历史推荐书籍。现有方法就像随机挑选几本书给你,而LACLRec则是一个聪明的图书馆员,它会自动筛选掉你不感兴趣的书,并推荐更符合你口味的新书。这就像一个懂你的朋友,总能推荐你喜欢的东西。

简单解释 像给14岁少年讲一样

想象你在玩一款游戏,游戏会根据你之前的选择推荐下一步行动。现有的方法就像随机给你几个选项,而LACLRec就像一个聪明的助手,它会根据你的游戏风格推荐最佳选择。这就像在游戏中有个超级助手,总能帮你做出最好的决定!

术语表

Contrastive Learning (对比学习)

一种机器学习方法,通过最大化正样本对的相似性和最小化负样本对的相似性来学习数据表示。

在论文中用于提高推荐系统的鲁棒性。

Sequential Recommendation (序列推荐)

根据用户的历史交互顺序预测其未来行为的推荐方法。

论文的核心任务是提升序列推荐的准确性。

Self-supervised Learning (自监督学习)

一种无需人工标注数据的学习方法,通过数据本身的结构信息进行训练。

用于训练增强器自动优化序列。

Data Augmentation (数据增强)

通过对原始数据进行变换生成新的数据样本,以提高模型的泛化能力。

用于生成增强序列以提高对比学习效果。

Triplet Contrastive Loss (三元组对比损失)

一种损失函数,通过区分三元组中不同序列的相似性来提供更细粒度的对比信号。

用于优化增强序列与原始序列的相似性。

开放问题 这项研究留下的未解疑问

  • 1 如何进一步提高增强器在不同数据集上的泛化能力?
  • 2 如何降低LACLRec的计算成本以提高其在工业界的应用潜力?

应用场景

近期应用

电商推荐

LACLRec可用于电商平台,根据用户的浏览和购买历史推荐商品,提升用户体验。

远期愿景

社交媒体推荐

LACLRec可用于社交媒体平台,根据用户的互动历史推荐内容,增加用户粘性。

原文摘要

Most existing contrastive learning-based sequential recommendation (SR) methods rely on random operations (e.g., crop, reorder, and substitute) to generate augmented sequences. These methods often struggle to create positive sample pairs that closely resemble the representations of the raw sequences, potentially disrupting item correlations by deleting key items or introducing noisy iterac, which misguides the contrastive learning process. To address this limitation, we propose Learnable sequence Augmentor for triplet Contrastive Learning in sequential Recommendation (LACLRec). Specifically, the self-supervised learning-based augmenter can automatically delete noisy items from sequences and insert new items that better capture item transition patterns, generating a higher-quality augmented sequence. Subsequently, we randomly generate another augmented sequence and design a ranking-based triplet contrastive loss to differentiate the similarities between the raw sequence, the augmented sequence from augmenter, and the randomly augmented sequence, providing more fine-grained contrastive signals. Extensive experiments on three real-world datasets demonstrate that both the sequence augmenter and the triplet contrast contribute to improving recommendation accuracy. LACLRec significantly outperforms the baseline model CL4SRec, and demonstrates superior performance compared to several state-of-the-art sequential recommendation algorithms.

cs.IR