Due to the naturally power-law distributed nature of user-item interaction data in recommendation tasks, hyperbolic space modeling has recently been introduced into collaborative filtering methods. Among them, hyperbolic GCN combines the advantages of GCN and hyperbolic space and achieves a surprising performance. However, these methods only partially exploit the nature of hyperbolic space in their designs due to completely random embedding initialization and an inaccurate tangent space aggregation. In addition, the data used in these works mainly focus on user-item interaction data only, which further limits the performance of the models. In this paper, we propose a hyperbolic GCN collaborative filtering model, HGCC, which improves the existing hyperbolic GCN structure for collaborative filtering and incorporates side information. It keeps the long-tailed nature of the collaborative graph by adding power law prior to node embedding initialization; then, it aggregates neighbors directly in multiple hyperbolic spaces through the gyromidpoint method to obtain more accurate computation results; finally, the gate fusion with prior is used to fuse multiple embeddings of one node from different hyperbolic space automatically. Experimental results on four real datasets show that our model is highly competitive and outperforms leading baselines, including hyperbolic GCNs. Further experiments validate the efficacy of our proposed approach and give a further explanation by the learned embedding.


翻译:由于用户-物品交互数据的自然幂律分布特性,超双曲空间建模最近被引入到协同过滤方法中。其中,超双曲 GCN 结合了 GCN 和超双曲空间的优势,取得了惊人的性能。然而,这些方法在设计中仅部分利用了超双曲空间的本质,因为嵌入初始化完全是随机的并且切线空间聚合不准确。此外,这些工作中使用的数据主要只关注用户-物品交互数据,进一步限制了模型的性能。本文提出了一种适用于协同过滤的超双曲 GCN 模型 HGCC,通过改进现有的超双曲 GCN 结构并整合辅助信息来改善模型性能。通过向节点嵌入初始化中添加幂律优先级,它保持了协同图的长尾特性;然后,通过陀螺中点法在多个超双曲空间中直接聚合邻居来获得更准确的计算结果;最后,使用具有先验知识的门融合自动融合来自不同超双曲空间的节点的多个嵌入。四个真实数据集上的实验结果表明,我们的模型非常有竞争力,并且优于领先的基线,包括超双曲 GCN。进一步的实验验证了我们提出的方法的有效性,并通过学习的嵌入给出了更进一步的解释。

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