FERSF:随机模型检验引导的公平性增强推荐系统框架
FERSF: fairness-enhanced recommendation system framework guided by stochastic model checking
南京财经大学 信息工程学院, 南京 210046
摘要
在推荐系统的实际应用中，物品流行度偏差会被系统的反馈循环、机器学习训练模型以及一些外界因素所放大，从而导致大量的长尾物品得不到公平的推荐机会。针对反馈循环放大流行度偏差所导致的公平性问题，首次通过随机模型检验的方法进行公平性分析和增强研究。将基于流行度偏差和反馈循环的传统推荐系统框架建模成DTMC模型，并验证其公平性。实验发现随着反馈循环轮数增加，马太效应加剧，公平性明显减弱。然后提出一种随机模型检验引导的公平性增强的推荐系统框架FERSF：在传统的推荐系统框架回路中增加一个动态公平性阈值检测过程，监测其公平性，并对反馈影响因子进行公平性增强调整以减缓流行度偏差对系统的影响。通过实验分析，与传统的推荐系统相比，FERSF的公平性显著提升；与基于效用函数的公平性改进方法相比，FERSF因结合反馈循环的动态特性，从根本上抑制流行度偏差的放大；与其他针对算法的公平性改进相比，FERSF因基于推荐系统框架建模，兼容性强。
基金项目
国家自然科学基金资助项目(61303022)
江苏省“六大人才高峰”高层次人才资助项目(RJFW-014)
江苏省高等学校自然科学研究重大项目(17KJA520002)
南京留学人员科技创新项目择优资助项目
江苏省研究生科研创新计划资助项目(WCQXW21001)
出版信息
DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2022.09.0485
出版期卷: 《计算机应用研究》 印刷出版, 2023年第40卷 第6期
所属栏目: 软件技术研究
出版页码: 1777-1783
文章编号: 1001-3695(2023)06-028-1777-07
发布历史
[2022-12-12] 优先出版
[2023-06-05] 印刷出版
引用本文
王楚钦, 刘阳. FERSF:随机模型检验引导的公平性增强推荐系统框架 [J]. 计算机应用研究, 2023, 40 (6): 1777-1783. (Wang Chuqin, Liu Yang. FERSF: fairness-enhanced recommendation system framework guided by stochastic model checking [J]. Application Research of Computers, 2023, 40 (6): 1777-1783. )
关于期刊
- 计算机应用研究 月刊
- Application Research of Computers
-
刊号
ISSN 1001-3695
CN 51-1196/TP
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