온라인 시스템이 활성화 되고 접근 가능한 정보의 양이 늘어나면서 추천 시스템의 영향력 또한 커지고 있다. 하지만 일부 악의적인 유저들의 공격으로 인해 시스템에 대한 신뢰도를 저하시키고 조작하려는 시도가 늘고 있다. 본 연구팀은 해당 리뷰에 대한 공감, 비공감 비율을 분석하고 이를 추천 시스템에 적용함으로써 추천 시스템의 성능을 향상시키고 강건한 시스템을 유지할 수 있는 방법을 제안한다. 실제 영화 데이터를 수집하여 적용해 본 결과 기존의 추천 시스템보다 향상된 성능을 보였다.
추천시스템(Recommender System, RS)는 정보 과잉 공급 상태에서 사용자들에게 최적화된 정보를 제공하는 시스템이다. RS의 핵심은 사용자의 행동 결과를 정확하게 예측하는 것이다. 이러한 예측을 위해 Matrix Factorization (MF) 방식이 초기에 사용되었으며, 최근 SNS의 발달에 따라 Social Information을 추가적으로 활용하여 예측 정확도를 높이고 있다. 본 논문에서는 기존 연구에서 간과 되었던 RS 내부 trust cluster를 이용하여 추가적으로 성능을 향상시키고, trust cluster의 특성에 대하여 분석한다. 기존 방법론 3가지와 비교한 결과 본 논문에서 제안하는 방식이 가장 높은 정확도를 보임을 확인하였다.
최근 인터넷의 급 성장과 함께 사용자들은 물건이나 영화, 음악 등을 구매 할 때 여러 가지 추천 사이트를 활용한다. 하지만 이러한 추천 사이트에는 악의적으로 아이템의 평점을 높이거나 낮추려는 악의적인 사용자(Sybil)들이 존재할 수 있으며, 추천시스템에 영향을 끼쳐 일반 사용자들에게 부정확한 결과를 추천할 수 있다. 본 논문에서는 사용자들이 생성하는 평점들을 일반적인 평점과 일반적이지 않은 평점으로 구분하고, 상태 정보를 재정립 및 활용하여 악의적 사용자의 영향력을 최소화 하는 추천 알고리즘을 제안한다. 특히, 현재 추천시스템에서의 문제가 되고 있는 3가지 공격모델의 개별 특성을 고려하여 시빌 유형에 견고한 추천 시스템을 처음으로 제안한다. 제안하는 기법의 성능을 입증하기 위해 실제 데이터를 직접 수집(crawling)하여 성능분석결과 제안하는 기법의 성능이 기존 알고리즘과는 다르게 공격 크기 및 종류에 상관 없이 좋은 성능을 보이는 것을 확인 하였다.
협업적 여과는 추천 시스템을 구축하는데 가장 널리 보급된 정보 여과 기법으로 사용자 각 개인의 관심에 적합한 정보 및 아이템을 추천함으로써 사용자들의 의사 결정에 도움을 준다. 그러나 협업적 여과 기법은 우수한 추천 성능에도 불구하고, 최근에는 실링 공격이라 일컫는 악의적인 목적을 가진 사용자들의 추천 결과 조작에 쉽게 노출될 수 있는 문제가 새로운 이슈로 대두되고 있다. 본 논문에서는 협업적 여과의 실링 공격 문제들을 보완하기 위해, 추천 시스템에서 발생할 수 있는 실링 공격의 유형을 분석하고 악의적인 사용자의 조작된 선호도가 시스템에 미치는 영향을 최소화하기 위한 강건한 신뢰 모델 구축 방법을 제시한다. 그리고 그 모델을 적용하여 신뢰할 수 있는 아이템 추천 및 선호도 예측 방법을 제안한다.
본 논문에서는 커널 함수를 이용한 기법을 통한 추천 시스템을 제안한다. 제안된 추천 시스템은 기계 학습 기법을 이용하여 새로운 아이템에 대한 사용자의 선호도를 예측하고 예측된 결과를 바탕으로 사용자가 선호할만한 아이템들을 추천한다. 일반적으로 사용자의 평가 정보는 잡음이 포함되어 있고 일관성이 적으므로 잡음에 영향을 적게 받는 이원 분류기인 이중 마진 Lagrangian support vector machine (DMLSVM) 을 사용한다. 제안된 기법은 MovieLens 데이터베이스에 적용하였다. 또한 시뮬레이션을 통해 제안된 방법의 우수성을 확인하였다.
스마트폰의 사용 및 다양한 앱 들의 출시 등이 기하급수적으로 증가되면서 악성 앱 또한 동시에 증가됐다. 기존의 앱 추천 시스템들은 온라인상에서 보이는 다른 사용자들의 평점, 댓글 및 인기 카테고리 등의 정적인 정보 분석을 기반으로만 동작한다는 한계가 있었다. 본 논문에서는 처음으로 스마트폰에서 실제로 사용되는 앱의 동적인 정보들을 현실적으로 사용하여 정적인 정보와 동적인 정보를 동시에 고려하는 견고한 앱 추천 시스템을 제안한다. 즉, 본 논문에서는 앱의 사용되는 시간, 앱의 사용 빈도수 및 앱과 앱 간의 상호 작용과 안드로이드 커널과의 접촉 횟수 등을 측정 가능한 수준에서 부분적으로 반영하여 견고한 안드로이드 앱 추천 시스템을 제안한다. 성능평가 결과 제안하는 기법이 견고하고 효율적인 앱 추천 시스템임을 증명했다.
최근 추천 시스템 연구에서는 사용자와 아이템 간 상호 작용을 보다 잘 표현하고자 다양한 딥 러닝 모델을 적용하고 있다. ONCF(Outer product-based Neural Collaborative Filtering)는 사용자와 아이템의 행렬을 외적하고 합성곱 신경망을 거치는 구조로 2차원 상호작용 맵을 제작해 사용자와 아이템 간의 상호 작용을 더욱 잘 포착하고자 한 대표적인 딥러닝 기반 추천시스템이다. 하지만 합성곱 신경망을 이용하는 ONCF는 학습 데이터에 나타나지 않은 분포를 갖는 데이터의 경우 예측성능이 떨어지는 귀납적 편향을 가지는 한계가 있다. 본 연구에서는 먼저 NCF구조에 Transformer에 기반한 ViT(Vision Transformer)를 도입한 방법론을 제안한다. ViT는 NLP분야에서 주로 사용되던 트랜스포머를 이미지 분류에 적용하여 좋은 성과를 거둔 방법으로 귀납적 편향이 합성곱 신경망보다 약해 처음 보는 분포에도 robust한 특징이 있다. 다음으로, ONCF는 사용자와 아이템에 대한 단일 잠재 벡터를 사용하였지만 본 연구에서는 모델이 더욱 다채로운 표현을 학습하고 앙상블 효과도 얻기 위해 잠재 벡터를 여러 개 사용하여 채널을 구성한다. 마지막으로 ONCF와 달리 부가 정보(side information)를 추천에 반영할 수 있는 아키텍처를 제시한다. 단순한 입력 결합 방식을 활용하여 신경망에 부가 정보를 반영하는 기존 연구와 달리 본 연구에서는 독립적인 보조 분류기(auxiliary classifier)를 도입하여 추천 시스템에 부가정보를 보다 효율적으로 반영할 수 있도록 하였다. 결론적으로 본 논문에서는 ViT 의 적용, 임베딩 벡터의 채널화, 부가정보 분류기의 도입을 적용한 새로운 딥러닝 모델을 제안하였으며 실험 결과 ONCF보다 높은 성능을 보였다.
본 논문에서는 협업 필터링의 선호도 예측 정확성의 저하를 초래하는 전통적 문제점 중 하나인 데이터 희소성 문제에 강인한 잠재적 속성 선호도 기반 협업 필터링 방법(Latent Attribute Rating-based Collaborative Filtering, LAR_CF)을 제안한다. 기존의 협업 필터링은 객체의 유사성을 판단하기 위한 특징벡터로써 사용자가 명시적으로 평가한 선호도만을 이용하며, 해당 문제 개선을 위해 속성을 사용하는 연구들은 범용적으로 사용하기 어려웠다. 이웃 기반 필터링에 근본을 두는 LAR_CF는 기존의 명시적 선호도와 함께 유사도 평가의 대상이 되는 두 객체의 고유한 속성을 특징벡터로 삼기 때문에 명시적 선호도의 수가 적어서 발생하는 데이터 희소성 문제를 개선하여 선호도 예측 정확도를 향상시키며, 속성의 종류에 구애받지 않고 손쉽게 적용할 수 있는 장점을 가진다. LAR_CF의 유효성 평가를 위해서 MovieLens 100k 데이터세트 및 해당 데이터세트에 사용된 속성정보를 활용하여 일반적 성능 실험과 인공적 데이터 희소성 실험에서 선호도 예측 정확도를 평가한 결과, 제안하는 방법이 데이터 희소 조건에서 선호도 예측 정확도를 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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