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Avancées dans les recommandations inter-domaines avec P2M2-CDR

P2M2-CDR améliore les recommandations tout en protégeant la vie privée des utilisateurs grâce à des techniques de données avancées.

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Les systèmes de Recommandation inter-domaines (CDR) aident à améliorer la précision des recommandations en utilisant des informations provenant de différents domaines d'intérêt des utilisateurs. C'est particulièrement utile quand un domaine manque de données suffisantes pour faire de bonnes suggestions. En partageant des connaissances d'un autre domaine avec plus de données, ces systèmes visent à donner de meilleures recommandations. Cependant, il y a des défis, comme la protection de la vie privée des utilisateurs et la séparation efficace des préférences générales et spécifiques.

Le Problème des Méthodes Existantes

Les méthodes CDR actuelles extraient souvent à la fois des caractéristiques communes et uniques des différents domaines pour créer de meilleures recommandations. Pourtant, beaucoup de ces méthodes dépendent trop des interactions simples des utilisateurs, comme les clics ou les notes, ce qui peut limiter leur efficacité. De plus, elles ne fournissent pas toujours de garanties adéquates pour protéger les données sensibles des utilisateurs lors du transfert de connaissances entre les domaines.

Notre Solution : P2M2-CDR

Pour résoudre ces problèmes, nous avons développé P2M2-CDR, un cadre qui préserve la vie privée des utilisateurs et utilise différents types de données pour améliorer les recommandations. P2M2-CDR a deux parties principales :

  1. Encodeur Disentangled Multi-Modal : Cette partie utilise différents types de données-comme des avis textuels, des images et d'autres interactions utilisateur-pour mieux comprendre les caractéristiques des utilisateurs et des articles. Elle aide à facilement séparer les caractéristiques générales et spécifiques, rendant le système plus intelligent pour connaître les préférences de l’utilisateur.

  2. Décodeur Préservant la Vie Privée : Ce composant aide à sécuriser les données utilisateurs pendant le processus de transfert de connaissances. Nous utilisons une technique appelée confidentialité différentielle locale (LDP) pour cacher les informations sensibles avant de les partager entre les domaines. Cela garantit que les détails des utilisateurs restent protégés même lorsqu'on collabore avec d'autres organisations.

Comment le Cadre Fonctionne

Étape 1 : Apprentissage des Caractéristiques Multi-Modal

P2M2-CDR commence par rassembler différents types de données, comme des avis d'utilisateurs et des descriptions d'articles. Ces informations sont combinées pour créer une image complète des utilisateurs et des articles. En apprenant de cette variété de données, le système crée de meilleures représentations des utilisateurs et des articles.

Étape 2 : Désentrelacement des Domaines

Une fois que les représentations sont construites, le système les sépare en deux catégories : communes et spécifiques. Les caractéristiques communes s'appliquent à plusieurs domaines, tandis que les caractéristiques spécifiques concernent un seul domaine. Cette séparation aide le système à adapter les recommandations plus efficacement pour chaque utilisateur.

Étape 3 : Protection de la Vie Privée

Ensuite, nous nous concentrons sur la sécurité des données des utilisateurs. Avant de partager les informations séparées avec un autre domaine, P2M2-CDR ajoute du bruit, rendant difficile pour des tiers d'inférer des données sensibles. Cette étape d'obscurcissement est cruciale pour maintenir la vie privée des utilisateurs.

Étape 4 : Apprentissage contrastif

Pour s'assurer que les informations partagées sont utiles mais distinctes, nous introduisons une technique appelée apprentissage contrastif. Cette approche renforce les différences entre les caractéristiques communes et uniques, garantissant que les informations utiles sont retenues tout en préservant la vie privée de l'utilisateur.

Étape 5 : Fusion d'Informations

Enfin, nous combinons les caractéristiques communes et spécifiques pour former une vue complète des préférences utilisateur. Cette fusion est importante car les deux types de caractéristiques contribuent à comprendre ce que pourrait aimer un utilisateur.

Validation Expérimentale

Pour tester notre cadre, nous avons mené des expériences en utilisant des données de diverses sources, en nous concentrant sur différents scénarios de recommandation. Nous avons évalué comment P2M2-CDR se comportait par rapport aux méthodes existantes.

Métriques d'Évaluation

Nous avons mesuré la performance à l'aide de deux métriques principales : le Taux de Succès (HR) et le Gain Cumulé Normalisé (NDCG). Ces métriques aident à quantifier à quel point le système peut recommander des articles que les utilisateurs sont susceptibles d'apprécier.

Résultats

Nos expériences ont montré que P2M2-CDR surpasse de manière significative d'autres systèmes de recommandation. Même avec le bruit supplémentaire pour la protection de la vie privée, il a continué à fournir de meilleures suggestions basées sur les intérêts des utilisateurs par rapport aux modèles précédents.

Importance des Données Multi-Modal

L'intégration de différents types de données-comme des données textuelles, visuelles et d'interaction-s'est avérée clé. En utilisant des informations riches, P2M2-CDR pouvait offrir une vue plus complète des utilisateurs et des articles, conduisant à de meilleures recommandations.

Préoccupations de Vie Privée des Utilisateurs

La vie privée est une grande préoccupation dans tout système de recommandation. Notre cadre suit des méthodes strictes de préservation de la vie privée pour s'assurer que les informations sensibles restent confidentielles. L'utilisation de la confidentialité différentielle locale aide à maintenir cette sécurité.

Directions Futures

À l'avenir, nous prévoyons d'explorer d'autres méthodes pour améliorer la vie privée et la précision des recommandations. Cela pourrait inclure des techniques d'apprentissage fédéré, où les données restent sur les appareils des utilisateurs tout en permettant la formation du modèle.

Conclusion

En résumé, P2M2-CDR représente un pas en avant significatif dans le domaine des systèmes de recommandation inter-domaines. En utilisant des données multi-modales et des techniques préservant la vie privée, il offre des recommandations améliorées tout en protégeant les informations des utilisateurs. Ce double focus sur la performance et la vie privée positionne P2M2-CDR comme un candidat solide pour les développements futurs dans la technologie de recommandation.

Travaux Connus

Recommandation Inter-Domaines

La recommandation inter-domaines se concentre sur l'amélioration des suggestions en utilisant des données de plusieurs domaines. Cette zone a été abordée de différentes manières, y compris en se concentrant sur les informations partagées des utilisateurs et en utilisant des techniques avancées pour améliorer le transfert de données.

Apprentissage des Représentations Désentrelacées

Ce concept tourne autour de la décomposition des préférences des utilisateurs en différentes catégories. Cela permet un modélisation plus précise des intérêts des utilisateurs, ce qui peut aider à améliorer les systèmes de recommandation.

Recommandation Préservant la Vie Privée

Ce type de système de recommandation veille à ce que les données personnelles des utilisateurs soient protégées tout en offrant des suggestions personnalisées. Des techniques comme la confidentialité différentielle et l'apprentissage fédéré sont souvent employées pour maintenir la confidentialité des utilisateurs.

Le Rôle des Informations Multi-Modal

Utiliser différents types de données enrichit le processus de recommandation. En intégrant du texte, des images et des interactions utilisateurs, le système peut mieux comprendre le contexte autour des préférences des utilisateurs. Cette approche holistique des données donne plus de profondeur aux recommandations fournies.

Conclusion sur les Avantages Multi-Modal

Les avantages de l'utilisation de données multi-modales dans les systèmes de recommandation ne peuvent pas être sous-estimés. P2M2-CDR démontre que lorsque différents types de données sont utilisés ensemble, la précision et la pertinence des recommandations s'améliorent considérablement.

Remarques de Conclusion

Le défi de l'équilibre entre la vie privée des utilisateurs et le besoin de recommandations personnalisées est une préoccupation continue. Avec P2M2-CDR, nous avons montré qu'il est possible d'atteindre efficacement ces deux objectifs. Les recherches futures devraient continuer à examiner des solutions innovantes qui protègent les données des utilisateurs tout en améliorant l'expérience de recommandation.

Source originale

Titre: A Privacy-Preserving Framework with Multi-Modal Data for Cross-Domain Recommendation

Résumé: Cross-domain recommendation (CDR) aims to enhance recommendation accuracy in a target domain with sparse data by leveraging rich information in a source domain, thereby addressing the data-sparsity problem. Some existing CDR methods highlight the advantages of extracting domain-common and domain-specific features to learn comprehensive user and item representations. However, these methods can't effectively disentangle these components as they often rely on simple user-item historical interaction information (such as ratings, clicks, and browsing), neglecting the rich multi-modal features. Additionally, they don't protect user-sensitive data from potential leakage during knowledge transfer between domains. To address these challenges, we propose a Privacy-Preserving Framework with Multi-Modal Data for Cross-Domain Recommendation, called P2M2-CDR. Specifically, we first design a multi-modal disentangled encoder that utilizes multi-modal information to disentangle more informative domain-common and domain-specific embeddings. Furthermore, we introduce a privacy-preserving decoder to mitigate user privacy leakage during knowledge transfer. Local differential privacy (LDP) is utilized to obfuscate the disentangled embeddings before inter-domain exchange, thereby enhancing privacy protection. To ensure both consistency and differentiation among these obfuscated disentangled embeddings, we incorporate contrastive learning-based domain-inter and domain-intra losses. Extensive Experiments conducted on four real-world datasets demonstrate that P2M2-CDR outperforms other state-of-the-art single-domain and cross-domain baselines.

Auteurs: Li Wang, Lei Sang, Quangui Zhang, Qiang Wu, Min Xu

Dernière mise à jour: 2024-03-06 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2403.03600

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2403.03600

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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