DGMRec:应对缺失模态的多模态推荐新框架

提出DGMRec框架,解决多模态推荐系统中缺失模态问题。通过解耦特征、生成模态,提升推荐效果和跨模态检索能力。

原文标题:【SIGIR2025】在缺失模态场景中解耦与生成推荐模态

原文作者:数据派THU

冷月清谈:

本文介绍了针对多模态推荐系统中普遍存在的缺失模态问题提出的新框架——解耦与生成推荐模态(DGMRec)。该框架的核心思想是将模态特征解耦为通用和特定模态特征,从而提供更丰富的表示,并通过整合对齐特征和用户模态偏好生成缺失模态特征。实验结果表明,DGMRec 在各种具有挑战性的场景下,包括缺失模态、新项目设置和不同缺失比例等,均优于现有技术。此外,DGMRec 还支持跨模态检索,进一步提升了其在实际应用中的适应性和潜力。

怜星夜思:

1、DGMRec框架中,将模态特征解耦为通用模态特征和特定模态特征,这样做的好处是什么?除了文章中提到的“为推荐提供更丰富的表示”之外,还有没有其他的优势?
2、文章提到DGMRec支持跨模态检索,这在实际应用中有什么价值?你能想到哪些具体的应用场景?
3、DGMRec框架着重解决了缺失模态的问题,那么在所有模态都存在的情况下,这个框架的推荐效果相比于其他模型,例如直接拼接所有模态特征的模型,会有提升吗?为什么?

原文内容

来源:专知

本文约1000字,建议阅读5分钟

我们提出了解耦与生成推荐模态(DGMRec),这是一种针对缺失模态场景的新型框架。


多模态推荐系统(MRS)通过利用图像、文本和音频等多种模态,在提高个性化推荐方面取得了显著成功。然而,仍然存在两个关键挑战:
1)对缺失模态场景考虑不足;
2)忽视模态特征的独特性。这些问题导致在实际场景中,当某些模态缺失时,推荐系统的性能显著下降。为了应对这些问题,我们提出了
解耦与生成推荐模态(DGMRec),这是一种针对缺失模态场景的新型框架。DGMRec从信息角度出发,将模态特征解耦为通用模态特征和特定模态特征,从而为推荐提供更丰富的表示。在此基础上,它通过整合其他模态的对齐特征和利用用户模态偏好生成缺失的模态特征。大量实验表明,DGMRec在具有挑战性的场景中(包括缺失模态、新项目设置、不同缺失比例和模态缺失的不同级别)始终优于现有的最先进的MRS。此外,DGMRec的基于生成的方法使得跨模态检索成为可能,这在现有的MRS中是不可行的,突显了其适应性和在现实应用中的潜力。我们的代码已发布在https://github.com/ptkjw1997/DGMRec


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从技术角度看,跨模态检索打通了不同模态信息之间的壁垒,使得我们可以利用各种模态的信息来丰富检索结果。例如,用户输入一段文字描述,就可以检索到相关的图片、视频和音乐,极大地拓展了搜索的范围和可能性。

我觉得解耦最大的好处是降低了模型对单一模态的依赖。万一某个模态的数据质量不好,或者干脆缺失了,模型还能依靠通用特征和其他模态的特定特征来进行推荐,增强了鲁棒性。

学术一点说,解耦可以更好地捕捉模态之间的shared information和private information。通用特征代表了不同模态之间的共性,而特定模态特征则保留了每个模态的独特性。这样可以更精细地建模用户对不同模态的偏好,提高推荐的准确性。

设想一下,在电商平台上,用户可以用一段描述商品的文字直接找到对应的商品图片;或者在音乐平台上,用户哼一段旋律就能找到对应的歌曲。这些都是跨模态检索的潜在应用场景,想想就觉得很酷!

如果所有模态都存在,DGMRec依然可能带来提升。因为它对模态特征进行了更细致的处理,区分了通用特征和特定特征,避免了简单拼接可能带来的信息冗余和噪声干扰。相当于精装修和毛坯房的区别。

这个问题的关键在于,DGMRec不仅仅是为了解决缺失模态,更是为了更好地理解和利用多模态信息。即使没有缺失,它在特征提取和表示学习方面的优势也能带来性能提升。当然,具体效果还要看实验数据说话。

跨模态检索的价值大了!比如,用户上传一张喜欢的衣服图片,就能检索到类似的款式,甚至是搭配的鞋子、包包。这可比单纯的关键词搜索方便多了!

其实,解耦也有助于模型的可解释性。我们可以分析通用特征和特定模态特征分别对推荐结果的影响,从而更好地理解用户为什么喜欢某个商品,并据此进行优化。

从理论上讲,DGMRec的解耦操作有助于模型更好地学习到模态之间的关系,即使所有模态都存在,也能提取出更有效的信息。而直接拼接可能会导致模型过度关注某些模态,忽略了其他模态的贡献。