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毕业设计:关于异构图表示学习与推荐算法的图神经网络研究

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简介:
本研究聚焦于利用图神经网络在异构图上的应用,探讨如何优化表示学习技术以改进推荐系统性能,为复杂关系数据间的智能推荐提供理论和技术支持。 毕业设计:基于图神经网络的异构图表示学习和推荐算法研究 目录结构: - GNN-Recommendation/ - gnnrec/ 算法模块顶级包 - hge/ 异构图表示学习模块 - kgrec/ 基于图神经网络的推荐算法模块 - data/ 数据集目录(已添加.gitignore) - model/ 模型保存目录(已添加.gitignore) - img/ 图片目录 - academic_graph/ - Django项目模块 - rank/ - Django应用 - manage.py Django管理脚本 安装依赖: Python版本:3.7 CUDA版本:11.0 使用命令: ``` # 对于GPU环境 pip install -r requirements_cuda.txt # 对于CPU环境 pip install -r requirements.txt ```

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    本研究聚焦于利用图神经网络在异构图上的应用,探讨如何优化表示学习技术以改进推荐系统性能,为复杂关系数据间的智能推荐提供理论和技术支持。 毕业设计:基于图神经网络的异构图表示学习和推荐算法研究 目录结构: - GNN-Recommendation/ - gnnrec/ 算法模块顶级包 - hge/ 异构图表示学习模块 - kgrec/ 基于图神经网络的推荐算法模块 - data/ 数据集目录(已添加.gitignore) - model/ 模型保存目录(已添加.gitignore) - img/ 图片目录 - academic_graph/ - Django项目模块 - rank/ - Django应用 - manage.py Django管理脚本 安装依赖: Python版本:3.7 CUDA版本:11.0 使用命令: ``` # 对于GPU环境 pip install -r requirements_cuda.txt # 对于CPU环境 pip install -r requirements.txt ```
  • 及源码(高质量).zip
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    本项目为高质量毕业设计作品,旨在通过探究异构图表示学习和推荐算法中的图神经网络技术,提供了相关理论分析及其实现代码。 【资源说明】 1. 该资源包含项目的全部源码,下载后可以直接使用! 2. 此项目适合作为计算机、数学、电子信息等相关专业的课程设计、期末大作业或毕业设计参考。 3. 若将其作为参考资料,在实现其他功能时需要能够理解代码并热爱钻研,自行调试。 基于图神经网络的异构图表示学习和推荐算法研究源码(高分毕设) ## 目录结构 ```plaintext GNN-Recommendation/ gnnrec/ 算法模块顶级包 hge/ 异构图表示学习模块 kgrec/ 基于图神经网络的推荐算法模块 data/ 数据集目录(已添加.gitignore) model/ 模型保存目录(已添加.gitignore) img/ 图片目录 academic_graph/ rank/ manage.py Django管理脚本 ``` ## 安装依赖 Python 3.7 ### CUDA 11.0 ```shell pip install -r requirements_cuda.txt ``` ### CPU ```shell pip install -r requirements.txt ``` ## 异构图表示学习 基于对比学习的关系感知异构图神经网络(Relation-aware Heterogeneous Graph Neural Network with Contrastive Learning, RHCO) ![RHCO模型结构](img/RHCO.png) 实验详情见 [readme](gnnrec/hge/readme.md) ## 基于图神经网络的推荐算法 基于图神经网络的学术推荐算法(Graph Neural Network based Academic Recommendation Algorithm, GARec) ![GARec算法整体框架](img/GARec.png) 实验详情见 [readme](gnnrec/kgrec/readme.md) ## Django配置 ### MySQL数据库配置 1. 创建数据库及用户 ```sql CREATE DATABASE academic_graph CHARACTER SET utf8mb4; CREATE USER academic_graph@% IDENTIFIED BY password; GRANT ALL ON academic_graph.* TO academic_graph@%; ``` 2. 在根目录下创建文件.mylogin.cnf ```ini [client] host = x.x.x.x port = 3306 user = username password = password database = database default-character-set = utf8mb4 ``` 3. 创建数据库表 ```shell python manage.py makemigrations --settings=academic_graph.settings.prod rank python manage.py migrate --settings=academic_graph.settings.prod ``` 4. 导入oag-cs数据集 ```shell python manage.py loadoagcs --settings=academic_graph.settings.prod ``` 注:由于导入一次时间很长(约9小时),为了避免中途发生错误,可以先用data/oag/test中的测试数据调试一下 ### 拷贝静态文件 ```shell python manage.py collectstatic --settings=academic_graph.settings.prod ``` ### 启动Web服务器 ```shell export SECRET_KEY=xxx python manage.py runserver --settings=academic_graph.settings.prod 0.0.0.0:8000 ```
  • 精品——:基.zip
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    本项目为毕业设计作品,聚焦于图神经网络在异构图上的应用,深入研究了异构图表示学习及推荐算法,旨在提升复杂关系数据的处理能力。 “精品--毕业设计:基于图神经网络的异构图表示学习与推荐算法研究”这一项目专注于探讨如何在异构图上应用图神经网络(GNN)进行表示学习,并利用这些学到的特征来进行推荐系统的研究。 **一、背景介绍** 1. **异构图**是指一种包含多种类型节点和边的数据结构,例如社交网络中的用户与帖子或评论等不同类型的互动行为。这种复杂的图形数据在许多实际应用中普遍存在,如社交媒体平台、电商网站及信息检索等领域。 2. **图神经网络(GNN)**是专为处理图型数据设计的深度学习模型,通过消息传递机制不断更新节点特征表示以反映其周围结构的信息。 3. **异构图上的GNN应用**需要特别考虑不同类型的关系和实体间的差异性,在此情形下通常会用到像Metapath2Vec、HIN2Vec以及R-GCN等特定方法来处理不同类型的边与节点。 4. **表示学习**指的是将原始数据转换成易于理解和利用的形式,特别是对于异构图而言,这一步骤有助于捕捉和理解不同类型实体间的关系。 5. **推荐算法**是基于用户历史行为预测其兴趣的一种技术,在GNN框架内,则可以使用学到的节点特征来计算用户与潜在物品之间的相似度,并据此生成个性化建议列表。这种方法能够识别隐藏在数据中的模式,从而提高推荐的质量和多样性。 **二、研究内容** 本项目可能涵盖以下方面: 1. 异构图的数据准备及预处理阶段工作。 2. 选择并调整适合异构图特性的GNN模型架构。 3. 实现表示学习算法,并探索如何有效应对不同类型的节点与边。 4. 设计推荐系统,利用通过训练得到的特征来预测用户偏好和兴趣物品。 5. 进行实验设计及评估工作,包括选择合适的数据集、执行模型训练以及比较各种方法的效果等环节。 6. 对研究结果进行分析讨论,并指出所采用技术的优点与局限性。 **三、结论** 学生通过参与该项目不仅能深入了解GNN的基本原理及其在处理复杂图形数据中的应用技巧,还能将其应用于实际的推荐系统中以改善性能。此外,这也是一个全面实践深度学习理论知识的机会。
  • Python应用.zip
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    本研究探讨了利用Python开发的图神经网络技术,在处理复杂异构图数据时的应用潜力及其对提升个性化推荐系统效能的作用。通过深入分析,论文展示了如何有效结合图神经网络和异构图表示学习方法来优化推荐算法,为推荐系统的未来发展方向提供了新的视角与可能路径。 资源包含文件:设计报告(word格式)、源码及数据、项目截图。研究内容基于图神经网络的异构图表示学习和推荐算法,包括两种主要方法: 1. 基于对比学习的关系感知异构图神经网络 (Relation-aware Heterogeneous Graph Neural Network with Contrastive Learning, RHCO)。 2. 基于图神经网络的学术推荐算法(Graph Neural Network based Academic Recommendation Algorithm, GARec)。 详细设计内容请参考相关文献或博客文章。
  • 属性——本科.zip
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    本项目旨在探索和开发一种融合了图神经网络技术的个性化推荐系统,通过深入分析用户及物品的多维度属性信息,实现更精准的推荐效果。该研究结合理论创新与实际应用需求,以提升用户体验为目标,特别适用于电子商务、社交媒体等场景下的个性化服务改进。 【项目资源】: 包含前端、后端、移动开发、操作系统、人工智能、物联网、信息化管理、数据库、硬件开发、大数据以及课程资源等各种技术项目的源码。 包括STM32、ESP8266、PHP、QT、Linux、iOS、C++、Java、Python等编程语言和技术框架的项目源码。 【项目质量】: 所有源码都经过严格测试,可以直接运行。 功能在确认正常工作后才上传发布。 【适用人群】: 适用于希望学习不同技术领域的小白或进阶学习者。 可作为毕业设计项目、课程设计作业、大作业任务以及工程实训等初期项目的参考和实践基础。 【附加价值】: 这些项目具有较高的学习借鉴价值,也可以直接拿来修改复刻使用。 对于有一定基础或者热衷于研究的人来说,在此基础上进行修改和扩展,实现其他功能也十分方便。 【沟通交流】: 有任何使用上的问题,请随时与博主联系,博主会及时解答。 鼓励下载和使用,并欢迎大家互相学习、共同进步。
  • RBF论文
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    该文围绕径向基函数(RBF)神经网络的学习算法进行了深入探讨和分析,旨在优化其训练过程并提高预测准确性。研究基于理论推导与实验验证相结合的方法,提出改进策略以解决实际问题中的复杂模式识别与回归任务。 本段落探讨了RBF神经网络的各种学习算法,在总结前人工作的基础上分析并提出了三种优良的学习方法。与现有的学习算法相比,这些新提出的算法在保持良好性能的同时能够生成更为精简的网络结构。 文章首先回顾了RBF神经网络的基本架构和其核心的学习过程。第二章详细介绍了径向基函数及其插值技术、RBF网络模型以及该类网络的逼近能力。第三章概述并深入探讨了几种流行的RBF学习算法,包括正交最小二乘法(OLS)、递阶遗传训练算法(HGA)及粒子群优化(PSO),并对这三种方法进行了详细的训练过程描述及其优缺点分析。 在第四章节中,作者设计了基于RBF神经网络的判别模型与其它距离基判别模型之间的对比实验,并通过仿真结果证明了RBF神经网络的有效性。最后,在第五章里总结全文并展望未来的研究方向。
  • 理分析
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    本研究聚焦于图神经网络领域,探讨其在复杂网络结构中的应用与优化,深入分析模型推理机制,旨在推动该技术的发展及其实际应用场景的拓展。 近年来,图神经网络(GNNs)已成为解决大规模图数据问题的有效工具。然而,GNN并没有显式地将先前的逻辑规则合并到模型中,并且可能需要为目标任务添加许多标记示例。来自佐治亚理工学院和蚂蚁金服的研究者Le Song对图神经网络推理进行了精炼讲解。他探讨了如何结合神经网络与广义网络,并利用图神经网络进行广义网络的变分推理。
  • 超密集机器技术.pdf
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    本论文探讨了在异构超密集网络环境中应用图形表示的机器学习技术,旨在提高网络性能和效率。通过创新性地结合图理论与机器学习算法,本文提出了一种有效解决复杂网络架构下数据处理问题的新方法。 本段落研究了在异构超密集网络环境中应用机器学习技术的图形表示方法。通过分析不同类型的节点及其相互关系,提出了一种有效的数据表示方式,以提升模型的学习效率与准确性。此外,还探讨了几种适用于该领域的具体算法,并对其性能进行了实验验证。
  • (GNN)论文
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    本简介梳理并推荐了一系列关于图神经网络(GNN)的研究论文,旨在帮助读者快速了解该领域的最新进展和核心方法。 这段文字介绍了我学习图神经网络过程中阅读的一些论文,并强烈推荐给想要入门或深入了解图神经网络的朋友进行阅读。
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    本研究论文探讨了一种新的图论中的关联推荐算法,通过分析节点间的复杂关系来提升推荐系统的准确性和效率。 《基于图的相关推荐算法》这篇论文深入探讨了在信息爆炸时代如何有效地利用用户行为数据进行个性化推荐。推荐系统已经成为现代互联网服务的重要组成部分,旨在帮助用户发现他们可能感兴趣但尚未注意到的信息或产品。传统的推荐算法如协同过滤主要依赖于用户历史行为的相似性,而基于图的推荐算法则引入更复杂的数学模型来捕捉用户和物品之间的复杂关系。 一、推荐算法概述 推荐系统主要包括三类:基于内容的推荐、协同过滤推荐以及混合推荐。基于内容的推荐依靠对用户过去喜欢项目的内容特征进行分析,并根据这些特征向用户提供相似的新项目建议。而协同过滤则是通过研究用户的互动行为,找出兴趣相投的其他用户并将其偏好物品作为候选给目标用户。混合推荐则综合运用多种方法以提高推荐系统的准确性和多样性。 二、基于图的推荐算法 近年来,基于图的推荐算法成为了一项热门的研究领域,它将用户和项目视为网络中的节点,并通过边表示用户的喜好程度或互动频率。这种模型能够捕捉到非线性的用户-物品关系,如隐藏社区结构以及用户兴趣的变化等现象。常用的基于图的推荐方法包括: 1. **邻接矩阵法**:构建一个代表用户与项目的连接情况的矩阵,在此基础上计算各个节点(即用户的)邻居,并依据这些邻居的行为模式进行个性化建议。 2. **PageRank算法**:借鉴Google搜索引擎排名的思想,通过迭代过程评估每个节点的重要性,重要性较高的对象会被优先推荐给目标受众。 3. **HITS (Hyperlink-Induced Topic Search) 算法**:将用户看作“查询”,项目视同为网页,并利用其在链接结构中的权威性和枢纽性质来确定推荐列表。 4. **GraphSAGE算法**:这是一种专用于图神经网络的采样技术,能够处理大规模的数据集。它通过学习节点周围局部和全局环境信息来进行预测。 5. **Graph Attention Network (GAT)**:该方法引入了注意力机制,在评估邻居影响时赋予不同权重以提高推荐精度。 三、基于图推荐算法的优势与挑战 相比传统的方法,基于图的推荐系统具有明显优势: - 能够更好地反映用户和项目之间错综复杂的关系。 - 有助于解决新用户的冷启动问题(即当没有足够的历史数据来了解一个全新用户时)。 - 具备动态适应性,在面对持续变化中的环境与行为模式下仍能保持良好表现。 但同时,该方法也面临一些挑战: - 处理大规模图结构所需的计算资源消耗较大。 - 过多的连接可能会导致模型过于复杂,从而引发过拟合的风险。 - 在处理个人数据时必须确保用户的隐私安全不受侵犯。 综上所述,基于图的相关推荐算法通过构建和分析用户与项目之间的网络关系为推荐系统提供了新的视角。随着图理论及深度学习技术的进步,这类方法在未来的个性化服务中将发挥越来越重要的作用,并有望提供更加精准的定制化体验。