Sequential Data Augmentation for Generative Recommendation

TL;DR

GenPAS框架通过三步采样提高生成推荐准确性,实验显示性能提升达783.7%。

cs.LG 🔴 高级 2025-09-17 8 次浏览
Geon Lee Bhuvesh Kumar Clark Mingxuan Ju Tong Zhao Kijung Shin Neil Shah Liam Collins
生成推荐 数据增强 序列采样 目标采样 输入采样

核心发现

方法论

GenPAS框架将数据增强视为输入-目标对的随机采样过程,包含序列采样、目标采样和输入采样三步。通过调整偏差参数,GenPAS能够灵活地控制训练数据分布,统一现有策略并发现更有效的配置。

关键结果

  • 实验显示,在ML1M数据集上,使用Multi-Target策略的模型性能提升783.7%,而Slide-Window策略生成的输入-目标对最多,但未必表现最佳。
  • 在Beauty数据集上,GenPAS框架的KL散度最低,显示出与测试目标分布的良好对齐。
  • 通过调整参数,GenPAS在多个基准和工业数据集上实现了显著的准确性和效率提升。

研究意义

该研究为生成推荐中的数据增强提供了系统化的框架,解决了数据稀疏性问题,显著提高了模型的泛化能力和预测准确性。其方法论为构建高效的训练数据提供了实用指导,具有重要的学术和工业影响。

技术贡献

GenPAS框架在数据增强领域提供了新的理论保证,通过灵活的参数控制实现了训练数据分布的精确塑造,超越了现有的状态-of-the-art方法,开启了新的工程可能性。

新颖性

GenPAS是首个将数据增强系统化为随机采样过程的框架,与现有工作相比,提供了更灵活的训练数据控制机制,显著提高了模型性能。

局限性

  • 在某些数据集上,GenPAS的参数调整复杂度较高,可能需要大量计算资源。
  • 该框架在极端数据稀疏情况下的表现仍需进一步验证。
  • 未考虑用户行为序列中的长时依赖关系。

未来方向

未来研究可以探索GenPAS在不同数据集上的参数自动调优方法,以及其在实时推荐系统中的应用。

AI 总览摘要

生成推荐在个性化系统中至关重要,但现有方法在数据增强方面缺乏系统性理解。GenPAS框架通过序列、目标和输入采样三步,灵活控制训练数据分布,实验显示其在多个数据集上显著提升了模型性能。

GenPAS框架通过调整偏差参数,统一了现有策略,并发现更有效的配置。实验结果表明,GenPAS在ML1M数据集上实现了高达783.7%的性能提升,且在Beauty数据集上与测试目标分布良好对齐。

该研究为生成推荐中的数据增强提供了系统化的框架,解决了数据稀疏性问题,显著提高了模型的泛化能力和预测准确性。其方法论为构建高效的训练数据提供了实用指导,具有重要的学术和工业影响。

深度分析

研究背景

生成推荐系统通过预测用户的未来交互行为来提供个性化服务。然而,数据稀疏性是一个主要挑战,因为用户通常只与少量可用项目互动。现有研究多关注模型架构或优化技术,而对数据增强的影响缺乏系统性理解。

核心问题

生成推荐中的数据增强通常被简化或不一致地应用,导致训练数据的统计属性未能有效提升模型性能。如何系统化地构建训练数据以提高模型的泛化能力是一个关键问题。

核心创新

GenPAS框架通过将数据增强视为输入-目标对的随机采样过程,提供了灵活的训练数据控制机制。其三步采样过程能够精确塑造训练数据分布,统一现有策略并发现更有效的配置。

方法详解

  • �� 序列采样:从用户交互序列中选择子序列
  • �� 目标采样:确定每个子序列的预测目标
  • �� 输入采样:选择与目标相关的输入数据

通过调整每步的偏差参数,灵活控制训练数据分布。

实验设计

实验使用多个基准和工业数据集,包括Beauty、ML1M等,比较了不同数据增强策略下的模型性能。关键指标包括准确性、数据效率和参数效率,实验还进行了消融研究以分析各策略的影响。

结果分析

实验结果显示,GenPAS框架在ML1M数据集上实现了高达783.7%的性能提升,且在Beauty数据集上与测试目标分布良好对齐。Slide-Window策略生成的输入-目标对最多,但未必表现最佳。

应用场景

GenPAS框架可用于实时推荐系统,帮助企业提高推荐准确性和用户满意度。其灵活的参数控制机制适用于不同数据集和应用场景。

局限与展望

GenPAS的参数调整复杂度较高,可能需要大量计算资源。未考虑用户行为序列中的长时依赖关系,极端数据稀疏情况下的表现仍需进一步验证。

通俗解读 非专业人士也能看懂

想象你在一个大型超市购物,超市的推荐系统会根据你的购物历史来预测你可能感兴趣的商品。GenPAS就像一个聪明的店员,它能根据你的购物习惯灵活调整推荐策略,让你在购物时总能发现新奇的商品。这个系统通过分析你的购物历史,选择合适的商品作为推荐目标,并根据这些目标调整推荐策略。

简单解释 像给14岁少年讲一样

想象你在玩一个游戏,游戏会根据你的历史记录来推荐下一个关卡。GenPAS就像一个聪明的游戏助手,它能根据你的游戏习惯灵活调整推荐策略,让你在游戏中总能发现新奇的关卡。这个系统通过分析你的游戏历史,选择合适的关卡作为推荐目标,并根据这些目标调整推荐策略。

术语表

生成推荐 (Generative Recommendation)

一种通过预测用户未来交互行为来提供个性化服务的系统。

用于预测用户在个性化系统中的未来交互。

数据增强 (Data Augmentation)

通过构建训练数据来提高模型性能的过程。

用于生成推荐中的训练数据构建。

序列采样 (Sequence Sampling)

从用户交互序列中选择子序列的过程。

GenPAS框架中的第一步采样过程。

目标采样 (Target Sampling)

确定每个子序列的预测目标的过程。

GenPAS框架中的第二步采样过程。

输入采样 (Input Sampling)

选择与目标相关的输入数据的过程。

GenPAS框架中的第三步采样过程。

开放问题 这项研究留下的未解疑问

  • 1 如何在极端数据稀疏情况下优化GenPAS框架的性能仍需进一步研究。
  • 2 GenPAS在长时依赖关系中的表现尚未验证,未来研究可探索其潜力。

应用场景

近期应用

实时推荐系统

企业可以使用GenPAS框架提高推荐准确性和用户满意度,适用于电商平台。

个性化广告投放

广告商可以根据用户历史行为灵活调整广告策略,提高广告投放效果。

远期愿景

智能购物助手

未来,GenPAS可以成为智能购物助手,帮助用户在购物时发现新奇商品。

原文摘要

Generative recommendation plays a crucial role in personalized systems, predicting users' future interactions from their historical behavior sequences. A critical yet underexplored factor in training these models is data augmentation, the process of constructing training data from user interaction histories. By shaping the training distribution, data augmentation directly and often substantially affects model generalization and performance. Nevertheless, in much of the existing work, this process is simplified, applied inconsistently, or treated as a minor design choice, without a systematic and principled understanding of its effects. Motivated by our empirical finding that different augmentation strategies can yield large performance disparities, we conduct an in-depth analysis of how they reshape training distributions and influence alignment with future targets and generalization to unseen inputs. To systematize this design space, we propose GenPAS, a generalized and principled framework that models augmentation as a stochastic sampling process over input-target pairs with three bias-controlled steps: sequence sampling, target sampling, and input sampling. This formulation unifies widely used strategies as special cases and enables flexible control of the resulting training distribution. Our extensive experiments on benchmark and industrial datasets demonstrate that GenPAS yields superior accuracy, data efficiency, and parameter efficiency compared to existing strategies, providing practical guidance for principled training data construction in generative recommendation. Our code is available at https://github.com/snap-research/GenPAS.

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