By virtue of the message-passing that implicitly injects collaborative effect into the embedding process, Graph Neural Networks (GNNs) have been successfully adopted in recommendation systems. Nevertheless, most of existing message-passing mechanisms in recommendation are directly inherited from GNNs without any recommendation-tailored modification. Although some efforts have been made towards simplifying GNNs to improve the performance/efficiency of recommendation, no study has comprehensively scrutinized how message-passing captures collaborative effect and whether the captured effect would benefit the prediction of user preferences over items. Therefore, in this work we aim to demystify the collaborative effect captured by message-passing in GNNs and develop new insights towards customizing message-passing for recommendation. First, we theoretically analyze how message-passing captures and leverages the collaborative effect in predicting user preferences. Then, to determine whether the captured collaborative effect would benefit the prediction of user preferences, we propose a recommendation-oriented topological metric, Common Interacted Ratio (CIR), which measures the level of interaction between a specific neighbor of a node with the rest of its neighborhood set. Inspired by our theoretical and empirical analysis, we propose a recommendation-tailored GNN, Augmented Collaboration-Aware Graph Convolutional Network (CAGCN*), that extends upon the LightGCN framework and is able to selectively pass information of neighbors based on their CIR via the Collaboration-Aware Graph Convolution. Experimental results on six benchmark datasets show that CAGCN* outperforms the most representative GNN-based recommendation model, LightGCN, by 9% in Recall@20 and also achieves more than 79% speedup. Our code is publicly available at https://github.com/YuWVandy/CAGCN.


翻译:由于传递信息,暗含地将协作效应注入嵌入过程,因此,在建议系统中成功采用了Greab Neal网络(GNN),然而,建议中的现有信息传递机制大多直接从GNN直接继承,而没有经过任何建议要求的修改。虽然已经为简化GNN做了一些努力,以提高建议的执行/效率,但没有任何研究全面审视了信息传递获取协作效应如何获取协作效应,以及所捕捉的效果是否有利于预测用户对项目的偏好。因此,在这项工作中,我们的目标是解开GNNNNNNNP系统通过信息传递信息获取的协作效应,并开发关于定制信息传递建议使用建议的新视角。首先,我们理论上分析信息传递信息获取的捕捉和利用协作效应如何在预测用户偏好方面产生协作效应。然后,我们提议了一个面向建议性的上标度标准,即基于共同互动率(CVIR),通过NC-CN系统其余部分的相近邻关系进行互动程度。在C-CASG Bal-C Breal 上,根据我们最理论和实验性GLAF 框架提出了一个更深的升级的建议。

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