Published January 1, 2023 | Version v1
Publication Open

Enhancing Performance of Movie Recommendations Using LSTM With Meta Path Analysis

  • 1. COMSATS University Islamabad
  • 2. National University of Computer and Emerging Sciences
  • 3. Al-Ahliyya Amman University
  • 4. University of Limerick
  • 5. Qatar Science and Technology Park

Description

Movie recommendation algorithms play an important role in assisting consumers in identifying films that match their own likes. Deep Learning, particularly Long Short-Term Memory (LSTM) networks, have showed substantial promise in collecting sequential patterns to improve movie recommendations among the different techniques used for this purpose. Long Short-Term Memory-Inter Intra Metapath Aggregation (LSTM-IIMA) in movie recommendation systems is proposed in this study, with a specific focus on incorporating intra and inter metapath analysis. The intra metapath analysis investigates interactions within a single metapath, whereas the inter metapath analysis investigates links between numerous metapaths. Intra and inter metapath analyses are used in the LSTM-based movie recommendation system LSTM-IIMA to capitalise on these rich linkages. Each metapath sequence records the dependencies of a user's interactions with films and other things. The LSTM architecture has been modified to handle these metapath sequences, processing them to record temporal dependencies and entity interactions. To optimize the parameters and minimize prediction errors, the model is trained using supervised learning techniques. To measure the quality and usefulness of the recommendations, the LSTM-IIMA evaluation incorporates metrics such as precision, recall, ablation analysis, time efficiency and Area Under the Curve (AUC). The performance of the system is compared to that of alternative recommendation techniques HAN and MAGNN. Overall, incorporating intra and inter metapath analysis into the LSTM-IIMA improves its ability to capture complex linkages and dependencies between movies, users, and other things.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تلعب خوارزميات توصيات الأفلام دورًا مهمًا في مساعدة المستهلكين في تحديد الأفلام التي تتوافق مع رغباتهم. أظهر التعلم العميق، وخاصة شبكات الذاكرة طويلة المدى (LSTM)، وعدًا كبيرًا في جمع الأنماط المتسلسلة لتحسين توصيات الأفلام بين التقنيات المختلفة المستخدمة لهذا الغرض. يُقترح في هذه الدراسة التجميع داخل الميتاباث طويل المدى (LSTM - IIMA) في أنظمة توصيات الأفلام، مع التركيز بشكل خاص على دمج التحليل داخل وبين الميتاباث. يبحث تحليل metapath الداخلي في التفاعلات داخل metapath واحد، بينما يبحث تحليل metapath البيني في الروابط بين العديد من metapaths. يتم استخدام تحليلات metapath الداخلية والبينية في نظام توصيات الأفلام القائم على LSTM - IIMA للاستفادة من هذه الروابط الغنية. يسجل كل تسلسل ميتاباث تبعيات تفاعلات المستخدم مع الأفلام والأشياء الأخرى. تم تعديل بنية LSTM للتعامل مع تسلسلات metapath هذه، ومعالجتها لتسجيل التبعيات الزمنية وتفاعلات الكيان. لتحسين المعلمات وتقليل أخطاء التنبؤ، يتم تدريب النموذج باستخدام تقنيات التعلم الخاضعة للإشراف. لقياس جودة وفائدة التوصيات، يتضمن تقييم LSTM - IIMA مقاييس مثل الدقة والتذكر وتحليل الاجتثاث وكفاءة الوقت والمنطقة تحت المنحنى (AUC). تتم مقارنة أداء النظام بأداء تقنيات التوصية البديلة HAN و MAGNN. بشكل عام، يؤدي دمج تحليل metapath الداخلي والمتداخل في LSTM - IIMA إلى تحسين قدرته على التقاط الروابط المعقدة والتبعيات بين الأفلام والمستخدمين والأشياء الأخرى.

Translated Description (French)

Les algorithmes de recommandation de films jouent un rôle important en aidant les consommateurs à identifier les films qui correspondent à leurs propres goûts. L'apprentissage profond, en particulier les réseaux de mémoire à long terme (LSTM), a montré des promesses substantielles dans la collecte de modèles séquentiels pour améliorer les recommandations de films parmi les différentes techniques utilisées à cette fin. L'agrégation intra métapathique mémoire-inter à long terme (LSTM-IIMA) dans les systèmes de recommandation de films est proposée dans cette étude, avec un accent particulier sur l'intégration de l'analyse intra et inter métapathique. L'analyse intra métapathique étudie les interactions au sein d'un seul métapathique, tandis que l'analyse inter métapathique étudie les liens entre de nombreux métapathiques. Des analyses intra et inter métapathiques sont utilisées dans le système de recommandation de films LSTM basé sur LSTM-IIMA pour capitaliser sur ces liens riches. Chaque séquence de métapathes enregistre les dépendances des interactions d'un utilisateur avec des films et d'autres choses. L'architecture LSTM a été modifiée pour gérer ces séquences de métapathes, en les traitant pour enregistrer les dépendances temporelles et les interactions d'entités. Pour optimiser les paramètres et minimiser les erreurs de prédiction, le modèle est formé à l'aide de techniques d'apprentissage supervisé. Pour mesurer la qualité et l'utilité des recommandations, l'évaluation LSTM-IIMA intègre des paramètres tels que la précision, le rappel, l'analyse d'ablation, l'efficacité temporelle et l'aire sous la courbe (AUC). Les performances du système sont comparées à celles des techniques de recommandation alternatives HAN et MAGNN. Dans l'ensemble, l'intégration de l'analyse intra et inter métapathique dans le LSTM-IIMA améliore sa capacité à capturer des liens et des dépendances complexes entre les films, les utilisateurs et d'autres choses.

Translated Description (Spanish)

Los algoritmos de recomendación de películas desempeñan un papel importante para ayudar a los consumidores a identificar películas que coincidan con sus propios gustos. El aprendizaje profundo, en particular las redes de memoria a largo plazo (LSTM), han demostrado ser muy prometedoras en la recopilación de patrones secuenciales para mejorar las recomendaciones de películas entre las diferentes técnicas utilizadas para este propósito. En este estudio se propone la agregación intra metapática de memoria a largo y corto plazo (LSTM-IIMA) en los sistemas de recomendación de películas, con un enfoque específico en la incorporación del análisis intra e inter metapático. El análisis intra metapático investiga las interacciones dentro de un solo metapático, mientras que el análisis inter metapático investiga los vínculos entre numerosos metapáticos. Los análisis intra e inter metapáticos se utilizan en el sistema de recomendación de películas basado en LSTM LSTM-IIMA para capitalizar estos vínculos ricos. Cada secuencia metapath registra las dependencias de las interacciones de un usuario con películas y otras cosas. La arquitectura LSTM se ha modificado para manejar estas secuencias de metapath, procesándolas para registrar dependencias temporales e interacciones de entidades. Para optimizar los parámetros y minimizar los errores de predicción, el modelo se entrena utilizando técnicas de aprendizaje supervisado. Para medir la calidad y utilidad de las recomendaciones, la evaluación LSTM-IIMA incorpora métricas como precisión, recuperación, análisis de ablación, eficiencia de tiempo y Área Bajo la Curva (AUC). El rendimiento del sistema se compara con el de las técnicas de recomendación alternativas HAN y MAGNN. En general, la incorporación del análisis intra e inter metapático en el LSTM-IIMA mejora su capacidad para capturar vínculos complejos y dependencias entre películas, usuarios y otras cosas.

Files

10292849.pdf.pdf

Files (245 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:f63c49d198d7c85afdebe60eefba3efa
245 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحسين أداء توصيات الأفلام باستخدام LSTM مع تحليل مسار ميتا
Translated title (French)
Amélioration des performances des recommandations de films à l'aide de LSTM avec méta-analyse de chemin
Translated title (Spanish)
Mejora del rendimiento de las recomendaciones de películas utilizando LSTM con análisis de meta rutas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4387885733
DOI
10.1109/access.2023.3327271

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W2042281163
  • https://openalex.org/W2084127140
  • https://openalex.org/W2244091508
  • https://openalex.org/W2898761039
  • https://openalex.org/W2911286998
  • https://openalex.org/W2915324629
  • https://openalex.org/W2940993390
  • https://openalex.org/W2964199361
  • https://openalex.org/W2966210862
  • https://openalex.org/W2988852820
  • https://openalex.org/W3014901735
  • https://openalex.org/W3032085056
  • https://openalex.org/W3042432496
  • https://openalex.org/W3082536721
  • https://openalex.org/W3092408816
  • https://openalex.org/W3102663935
  • https://openalex.org/W3103513278
  • https://openalex.org/W3128169091
  • https://openalex.org/W3154920485
  • https://openalex.org/W3157175643
  • https://openalex.org/W3190939583
  • https://openalex.org/W4224053836
  • https://openalex.org/W4308518370
  • https://openalex.org/W4313328030
  • https://openalex.org/W4313591022
  • https://openalex.org/W4365794724
  • https://openalex.org/W4382138562