I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   10 ,   No .   1 Feb r u ar y   2020 ,   p p .   447 ~ 454   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 1 0 i 1 . pp 4 4 7 - 454     447       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m/in d ex . p h p /I JE C E   An  e nha nce k e r nel  w eig hted  c o lla bo ra tive   r eco mm ended  s y ste m   to  a llev ia t s pa rsity       S.   B a beet ha 1 ,   B .   M urug a na n t ha m 2 ,   S.   G a nes h K u m a r 3 ,   A .   M urug a n 4   1 De p a rtme n o f   In f o rm a ti o n   a n d   T e c h n o lo g y ,   S RM   In stit u te o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   In d ia   2 De p a rtme n o f   Co m p u ter S c ien c e   a n d   E n g in e e rin g ,   S RM   In stit u te   o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   In d ia   3 ,4 S RM   I n stit u te o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   17 ,   2 0 1 9   R ev i s ed   A u g   16 ,   20 19   A cc ep ted   A u g   2 8 ,   2 0 19       Us e Re v ie w in   th e   f o r m   o f   ra ti n g g iv in g   a n   o p p o rtu n it y   to   ju d g e   th e   u se r   in tere st  o n   t h e   a v a il a b le  p r o d u c ts   a n d   p r o v id i n g   a   c h a n c e   t o   re c o m m e n d   n e sim il a it e m s to   th e   c u sto m e rs.  P e rso n a li z e d   re c o m m e n d e tec h n iq u e s p lac in g   v it a ro le  in   th is  g ro w n   e c o m m e rc e   c e n tu ry   to   p re d ict  th e   u se rs‟  in tere st.  Co ll a b o ra ti v e   F il terin g   (CF sy ste m   is  o n e   o f   th e   w id e ly   u se d   d e m o c ra ti c   re c o m m e n d e s y ste m   w h e re   it   c o m p lete l y   r e l y   o n   u se ra ti n g t o   p ro v id e   re c o m m e n d a ti o n f o th e   u se rs.    In   t h is  p a p e r,   a n   e n h a n c e d   Co l lab o ra ti v e   F il terin g   sy ste m   is   p ro p o se d   u s in g   Ke rn e Weig h ted   K - m e a n Clu ste rin g   (KW KC)  a p p ro a c h   u sin g   Ra d i a b a si F u n c ti o n (RBF )   f o e li m in a te   th e   S p a rsity   p ro b lem   w h e re   lac k   o f   ra ti n g   is  th e   c h a ll e n g e   o f   p ro v id in g   th e   a c c u ra te  re c o m m e n d a ti o n   t o   th e   u se r.     T h e   p ro p o se d   sy ste m   h a v in g   t w o   p h a se o f   sta te  tr a n siti o n s:  C o n n e c ted   a n d   Disc o n n e c ted .   Du r in g   Co n n e c ted   sta te  th e   f o rm   o f   tran siti o n   w il b e   „Re c o m m e n d e d   m o d e ‟  w h e re   th e   a c ti v e   u se b e   g iv e n   w it h   th e   P re d icte d - re c o m m e n d e d   it e m s.  In   Disc o n n e c ted   S tate   th e   f o r m   o f   tran siti o n   w il b e   L e a rn in g   m o d e ‟  w h e r e   th e   h y b r id   lea rn in g   a p p ro a c h   a n d   u se c lu ste rs  w il b e   u se d   to   d e f in e   th e   si m il a u se m o d e ls.   Disc o n n e c ted   S tate   a c ti v it ies   w il b e   p e rf o r m e d   in   h id d e n   lay e o RBF   a n d   Co n n e c ted   S a te  a c ti v it ies   w il b e   p e rf o rm e d   in   o u t p u t   L a y e r.   In p u L a y e o RBF   u sin g   o rig in a u se Ra ti n g s.  T h e   p ro p o se d   KW KC  u se d   to   s m o o th e n   th e   sp a rse   o rig in a ra ti n g   m a tr ix   a n d   d e f in e   th e   sim il a u se r   c lu ste rs.   A   b e n c h m a rk   c o m p a ra ti v e   stu d y   a lso   m a d e   w it h   c las sic a lea rn in g   a n d   p re d ictio n   tec h n iq u e in   term o f   a c c u ra c y   a n d   c o m p u tatio n a ti m e .   Ex p e rien ti a se tu p   is  m a d e   u sin g   M o v ieL e n s d a tas e t.   K ey w o r d s :   C las s ical  r atin g   p r ed ictio n   m et h o d s   C o llab o r ativ f i lter in g   ( C F)   Ker n el  C F   K - W eig h ted   cl u s ter i n g   R ati n g   es ti m atio n   m et h o d s   R ec o m m e n d er   s y s te m   ( R S)   Sp ar s it y   Co p y rig h ©   2 0 2 0   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   S.   B ab ee th a,   Dep ar t m en t o f   I n f o r m atio n   an d   T ec h n o lo g y ,     SR I n s tit u te  o f   Sc ien ce   a n d   T ec h n o lo g y ,     C h e n n ai,   I n d ia.   E m ail:  b ab ee s 1 2 0 7 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   R ec o m m e n d atio n   i s   o n e   o f   t h e   m aj o r ess e n tialp r o d u ctio n   ac ti v it ies  to   att r ac u s er s .   R ( R ec o m m e n d atio n   S y s te m )   is   th ap p r o ac h   th at  w i ll   len d   h an d   in     R ec o m m e n d atio n   s y s te m s   ar e   m ec h a n i s m   t h at  le n d   h a n d   i n   m ak i n g   s e lectio n   in   a n   ar ea   ev e n   w it h   lac k   o f ac q u ai n tan c in   it.   T h s u r v e y   [ 1 ]   p r o v id es  th class if icatio n   o f   r ec o m m en d er   s y s te m s . B ased   o n   co r m et h o d s   r ec o m m en d er   s y s te m   i s   b r o ad ly   class i f ied   as  h eu r i s tic   b ased   /co n ten b ased   s y s te m   an d   /u s er   p r ef er en c o r   r atin g   lo g ic/co llab o r ativ e   f ilter i n g   s y s te m .   C o llab o r ativ Fil ter i n g   r ec o m m en d er   s y s te m s   ar b ased   o n   th r ese m b la n ce   b et w ee n   cu s to m er   f av o r ite  r ati n g s   f o r   w o r k   o u r ec o m m e n d atio n s .   Si n ce   t h is   m eth o d   d o es  n o r el y   o n   s e m an t ics  o f   t h p r o d u cts,   it  is   co m p li m en tar y   f r o m   th t w o   m a in   c h alle n g e s   o f   t h co n ten t - b ased   ap p r o ac h :s h allo w - a n al y s i s   p r o b lem   o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec&   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 2 0   :   4 4 7   -   454   448   th o v er - s p ec ializa tio n   p r o b lem   [ 2 ]   f o r   w h ic h   b ad   c h o ic es  o f   a ttrib u te  is   th r o o ca u s e. Mo s f r eq u en tl y   u s ed   tec h n iq u es   f o r   co llab o r ativ r ec o m m e n d atio n   ar e;co r r elatio n   b ased   m e th o d s   [ 3 ,   4 ] ,   L aten t   Se m a n tic   I n d ex i n g   ( L SI)   [ 1 ,   2 ] ,   B ay esi an   L ea r n i n g   [ 5 ,   6 ] ,   etc.   T h a cc u r ac y   o f   th r ec o m m e n d ati o n   w ill  b ev al u ated   o n   th q u an tit y   o f   t h u s er   r atin g   p r o v id ed   o n   th co ll ec tio n   o f   p r o d u c ts   a v ailab le. T h ass o ciatio n   to   th clu s ter s   w ill  b m o n ito r ed   u s in g   th p r o d u ct  co v er ag w it h   s i g n i f ican o v er lap s   i n   r atin g s .   B u in   r ea lit y   th is   w ill   n o b t h ca s e,   w h er th er w i ll   b lack   o f   lar g c u s to m er   p o o an d   tr en d   o f   in tr o d u cin g   n e p r o d u cts,  th u s   ca u s in g   Sp ar s it y   P r o b lem . I f   t h o v er lap   u s er   co m b in at io n   i s   v er y   lo w ,   t h e n   t h s it u atio n   w ill   l ea d   in to   p o o r   r ec o m m en d atio n   [ 7 ].   a.   C o n te n t - b ased   S y s te m : P r ed ictio n s   b ased   o n   t h it e m s   w h ic h   ar s i m ilar   to   th eir   co n te n t o r   s e m an tics .   b.   C o llab o r ativ S y s te m : Ca lcu la tio n s   ar b ased   o n   th s i m i lar   r atin g   o p ted   p r ev io u s l y   b th u s er s .     c.   H y b r id   S y s te m T h co m b in atio n   o f   co n te n b ased   a n d   co llab o r ativ f il ter in g   m et h o d s   f o r m   H y b r i d   r ec o m m e n d er   s y s te m s .   T h h u b   o f   t h is   p ap er   is p r i m ar il y o n   ite m   b ased   r ati n g   p r o p h ec y   w h ic h   ar e C o llab o r ativ Fil ter i n g   r ec o m m e n d atio n s ;   w h er it  p r o v id es   th e   s c h e m in g   lo o m   to   r ec o m m e n d er   s y s te m s . T h aim   o f   C o llab o r ativ e   Fil ter in g   ( C F)  s y s te m   o n   p r ed ictin g   u s er s   m i n d   o n   co llect iv ite m s ex i s ts   in   th e   ar ea ,   u s i n g   u s er s   p r ev io u s   av ailab le  o p in io n s   o r   r atin g   o n   ite m s . C o llab o r ativ f ilter i n g   i s   th w id el y   u s ed   p r ed ictio n   ap p r o ac h   [1 ].   T h C lass ic  C F   ap p r o ac h   w o r k s   u s i n g   th eo r y   o f   p r ed ictin g   t h u s er   r atin g   u s in g   t h u s er - r atin g   m atr i x   [ 8 ] .   I n   t h is   p ap er ,   Ker n el  W ei g h t ed   K - m ea n s   C l u s ter i n g   ( KW KC )   ap p r o ac h   is   u s ed   i n   R a d ial  b asis   Net w o r k   ( R B N)   L a y er   to   alle v iate  t h s p ar s it y   p r o b le m .   T h p r o p o s ed   t w o   p h ases   w ill   m ak e   t h p r ed ictio n   p r o ce s s   as  a n   i n cr e m e n tal  ap p r o ac h ,   w h er e   ea c h   s tate  w il i n cr ea s t h ac c u r ac y   o f   t h p r ed icatio n .   T h f ir s s tate  Di s co n n ec ted   w ill   s m o o th en   th e   Sp ar s e   d ata  m atr ix   u s i n g   KW K C   a n d   t h s ec o n d   s tate   C o n n ec ted   w il p r o v id th r ec o m m en d at io n   to   th cu r r en u s er .   E x p er im en tal  s et u p   is   m ad u s i n g   M o v ieL e n s   Data   s e t   an d   th e   r es u lts   ar co m p ar ed   w it h   c lass ic  s y s te m s   li k Si n g le  Val u d ec o m p o s i tio n   ( SV D) ,   Su p p o r Vec to r   m ac h in e s   ( SVM)   a n d   KF C M   ( Ker n el  F u zz y   C - Me a n s ) .   T h p r o p o s ed   s y s te m s   p r o v ed   w it h   co m p ar ativ el y   h ig h   ac c u r ac y   a n d   q u alit y .   T h r est  o f   th is   p ap er   is   o r g a n ized   as:  d is cu s s io n s   o n   ex is ti n g   s i m ilar i t y   f i n d in g   tec h n iq u e s   o f   C i n   Sectio n   2 ,   p r o p o s ed   s y s te m   an d   ar ch itect u r f lo w   A l g o r ith m s   u s ed   at  e v er y   s tag o f   p r o p o s ed   s y s te m   i n   Sectio n   3 ,   ex p er i m e n tal  r es u lt s   in   Sect io n   4   an d   Sectio n   5   c o n clu d es t h s y s te m   alo n g   w i t h   F u tu r e x ten s io n s .       2.   RE L AT E WO RK   As  p er   [ 9 ] ,   th er ar t w o   t y p es  in   C o llab o r ativ Fi lter in g   s y s te m : m o d el( User /ite m )   an d   m e m o r y   b ased   ( o r   h eu r is tic - b ased ) .   Me m o r y b ased   p r o ce d u r [ 9 - 11 ]   p r im ar il y   ar s e m a n tict h p r ed ictio n   r elies  o n   th co m p letese o f   ite m s   r ated b y   c u s to m er s   b ef o r eh a n d . T h m e m o r y - b ased   C alg o r it h m   u s es  t h f o llo w i n g   s tep s   Step   1 : Fin d in g   Si m ilar i t y   u s i n g   s i m ilar it y   f i n d i n g   tec h n iq u es lik P ea r s o n   co r r elatio n   o r   C o s i n s i m ilar it y .   Step   2 : P r e d ict  R atin g   f o r   th cu r r en t a cti v u s er   o n   T o p   it e m s   f o u n d .   Mo s o f   th t i m e,   t h q u a n t if ied   a m o u n o f   r ati n g   w i ll  n o b av ailab le  to   o b tain   t h asp ir ed   r ec o m m e n d atio n s . T h is   u n s ati s f ac to r y   n u m b er   o f   r atin g s   ca u s e s   th e s p ar s i t y   p r o b le m   [ 1 2 ,   13 ] .   I n   [ 1 ,   2 ],   d im e n s io n a lit y   r ed u ctio n   m eth o d o lo g y   f o r   tack li n g   w ith   in ad eq u ate  r atin g   m atr i x   w as   d is cu s s ed , Si n g u lar   Valu Dec o m p o s itio n   [ 1 4 ]   is   s o u n d   m et h o d   o n   m a tr ix   f a cto r izatio n   th at  g i v es  lo w er   r an k   e s ti m atio n s   f o r   o r ig in al  s p ar s m atr i x   [1 ].   T h t w o   p o s s ib le  s o lu tio n s   av a ilab le  f o r   ad d r ess in g   s p a r s it y   p r o b le m   ar e:   t he   f ir s t   o n u s es   s m o o th e n   [ 1 5 ,   16 ]   th s p ar s m atr i x   o r   s h r i n k i n g   th d i m e n s io n   f o r m i n i m izi n g   t h s p ar s i t y   o f   r ati n g   m atr i x .   T h e   Seco n d   r eso lu tio n   p r o v id es  th i m p r o v ed   m et h o d s   to   in cr ea s th ef f icie n c y   w it h o u ch a n g i n g   th s p ar s it y   o f   th e   m atr ix   [ 1 7 ].   Fo r   S m o o th e n i n g   [ 1 5 1 8 ]   w h ic h   w i ll  r ed u ce   th e   s p ar s it y ,   R ad ial   B asis   Fu n ctio n   Ne t w o r k   is   u s ed   b y   p r o v id in g   t h ap p r o x i m ate  r at in g   f o r   m ea g er   Ker n el  Fu zz y   C   m ea n s   cl u s ter ed   m atr i x .   T o   p r ed ict  th m is s i n g   v al u i n   le s s   d en s r ati n g   m atr ix ,   t w o   s tep   s o l u tio n   is   i n tr o d u ce d   in   [ 8 ,   19 u s i n g   C o - cl u s ter i n g   an d   R ad ia l B asis   Fu n ctio n .   I n   th i s   s itu a ti o n ,   if a   n e w   u s er   is   n o t r ated   s u f f icien n u m b er   o f   ite m s   p r o p er ly   t h en   t h p r o ce s s   o f   p r ed ictin g   t h r ec o m m e n d atio n s   to   th at  u s er   is   d i f f ic u lt  j o b   to   th s y s te m .   T h co ld   s tar p r o b lem   ( n e w   u s er   p r o b le m )   [ 1 2 ,   2 0 ]   w ill  b r aised ,   if   th er i s   n o   m atc h   b et w ee n   th n e u s er s   r ati n g s   w it h   th p r ev io u s l y   p r ese n t u s er s .     T h is   p r o b lem   b p r ese n i n   b u n ch   o f   i n d u s tr ial  d o m a in s .   C o l d   s tar is   d e f i n ed   as,  t h s itu a t io n   w h er e   eith er   th er ar n o ad eq u ate  d ata  to   ex a m i n o r   th u s er   ar m ea g er .   E . g .   n e w   ac t iv u s er   in   a n   o n l in e   co m m u n it y   w eb p ag e,   t h u s e r   d o esn t   h a v e v e n   s i n g le   co m p an io n   o r   li k el y   ite m ,   a n d   it s   n o ea s y   to   p r o v id e   r ec o m m en d atio n s   to   s u ch   u s er .   T h er co m es t h m aj o r   n atu r o f   co ld   s tar t p r o b le m s   in   C F,  Ne w   User   o r   Ne w   I te m .     H y b r id   C s y s te m s ,   lik co n t en en h an ce d   C tec h n iq u [ 2 1 ] ,   u s ed   to   ad d r ess   th s p ar s ity   p r o b le m ;   w h er e x ter io r   co n te n ca n   b u s ed   to   g e n er at m i s s i n g   r ati n g s   f o r   n e w   u s er /ite m .   Du r i n g   t h R B F   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec&   C o m p   E n g   I SS N:  2 0 8 8 - 8708       A n   en h a n ce d   ke r n el  w eig h ted   co lla b o r a tive  r ec o mme n d ed   s ystem  to   a llevia te  s p a r s ity  ( S .   B a b ee th a )   449   r ec o m m e n d atio n   ap p r o ac h   [ 8 ,   18 ] ,   if   th e   ac ti v eu s er   is   n e w   to   th i s   s y s te m   o r   ap p licatio n   w i t h o u h a v i n g   r atin g   ( Ne w   u s er   co ld   s tar t p r o b lem ) ;   th to p   r ated   item s   o n     v er y   cl u s ter   is   s u g g ested   f o r   th at  ac ti v u s er .   T h Mo d el - b ased   [3 ,   4 ,   2 2 ]   C ap p r o ac h   ad d r ess es  t h e s e   p r o b lem s   u s in g   th s et  o f   r a tin g s   to   b tr ain ed   m o d el  an d   it  w ill  b u tili ze d   to   p r ed ict  r atin g .   T h li k elih o o d th at  u s er p r ate  th p ar ticu lar   ite m   i   g iv e n   th at   p r ev io u s   r ati n g   o f   u s er   o n   t h r ated   ite m s ,   is   u s u all y   d eter m in ed   b y   t w o   p r o b ab ilis tic  m o d els:   clu s ter   m o d els  a n d   B a y esia n   n et w o r k s   [ 17 ] .   T h b asic  B ay esia n   co llab o r ativ F ilter i n g alg o r ith m   [1 7 ]   u s e s   NB   ( n aiv B a y es)  s tr atag e m o n   p r ed ictio n s .   W ith   t h g i v e n   is o lated class e s ,   th cla s s   h a v i n g   p ee k   p r o b ab ilit y   w il b ca te g o r ized as  t h p r ed icted   class   [ 1 ] .   P lace   th e   b ase  B a y esia n   al g o r ith m   to   d iv er s ed ata  f o r   C F   o b j ec tiv es  [ 1 7 ] ,   p r o d u ce s   p r ed ictiv ea cc u r ac y i n   w o r s m a n n er   w ith   ad v is ab le  s ca lab ilit y   th an   t h P ea r s o n   co r r elatio n .   C lu s ter i n g   C o llab o r atin g   Fil t er in g   m e m o r y   b ased A p p r o ac h AC l u s ter   i s   d ef i n ed   as  a s et  o f   d ata  ite m s w h ich   ar co r r elate d   to w ar d s   ea c h   o th er   w i th in   th cu r r en cl u s ter   an d   ar u n co n n ec ted to   t h ite m s   a m o n g r est  o f   t h ec l u s ter s   [ 23 ] .   L eg ac y   co llab o r ativ filt er in g   h a v in g   les s   s ca lab ilit y t h a n   C lu s ter i n g   m o d el s   , b ec au s th e y     m a k p r ed ictio n s   w it h i n   co m p ar ati v el y     s m a ll  clu s ter s   w h ich   i s   k n o w n   u s   r ed u ce d   d im e n s io n   d ata  s et   [ 7 ,   2 1 ,   2 4 ].   A s   t h u s er   b ase  g r o w s   i n   v o lu m e s ,   th e n   User u s er   co llab o r ativ Fil t er ,   w h ile  e ec ti v e,   su er   f r o m   s ca lab ilit y   i s s u e s .   T o p - ite m   b ased   r ec o m m en d atio n   m eth o d s   w i ll  b e   u s ed   to   alle v iate   th s ca lab ilit y   p r o b lem   o f   to p - u s er   b ased   r ec o m m en d at io n   [ 25 ].   I n s tead   o f   f i n d in g   u s er - u s er   s i m ilar it y ,   it p r o p o s es to   ca lcu late  s i m i lar ities   o f   t w o   s et s   an d   t h en   s o r t th s i m ilar it y   v a lu e s   in   d ec r ea s in g   o r d er   [ 26 ] .       3.   P RO P O SE SYS T E M   USI NG   K WK C   T h p r o p o s ed   s y s te m   is   s h o w n   i n   Fi g u r 1 .   As  s h o w n ,   th p h a s Dis co n n ec ted   w i ll  p er f o r m   th lear n i n g   ac tiv it y   f r o m   t h ex is t in g   r atin g   m atr i x   w h er t h r ee   m aj o r   s tep s   w il l b ca r r ied   o u t:   Step 1 :   UC C   ( U n s u p er v is ed   C o r r elatio n   C lu s ter in g )     Step 2 : S m o o th e n i n g   u s i n g   E u clid ea n   No r m     Step 3 :   KW KNN  clu s ter i n g   ( Ker n el  W eig h ted   K - m ea n s   Nea r est Ne ig h b o u r )   T h p h ase  C o n n ec ted   w ill p e r f o r m   th o n li n r ec o m m e n d at io n   to   th cu r r en t a ctiv e   u s er .   Step 4 : P r ed ict  th r ec o m m e n d atio n s   f o r   cu r r en t u s er           Fig u r 1 .   KW KC   ap p r o ac h     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec&   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 2 0   :   4 4 7   -   454   450   3 . 1 .   Dis co nn ec t ed  s t a t e   3 . 1 . 1 .   Alg o r it hm 1 :   UCC   ( un s up er v is ed  co rr el a t io clus t er ing )   p ha s e   I np ut :             is   th e   S p a r s e   C u s to m er - I tem   r a tin g   M at r ix .   A v er ag e   R atin g   o f   u s e r s   o n   item           is       ̅   O utpu t   -   n u m b er   o f   u s e r   g r o u p s -   C al le d   C lu s te r s   Ste ps :   1.   Fo r   x = 1   t o   N   //   Sim ila r ity   is   g o in g   to   b e   c alcu l ate d   am o n g   u s er s   //   1 . 1 .   Sim ilar ity _ I n d ex   ( x )   =0   // I n it ia lize   b y   Z er o   w h ich   w ill d ete r m in th e   s im ilar   u s e r s   1 . 2 .     Fo r   y =1   t o   N     //F in d   Sim ilar ity   b e tw ee n   u s er s                 u s in g   P e ar s o n   co r r el ati o n   f u n cti o n //                                   ̅                   ̅                         ̅                             ̅               ( 1 )     w h er p   an d   q   ar u s er s ,     is   th ite m   co llectio n   r ated   b y   u s er s   p   &   q ,     ̅ is   av er ag r ati n g   o f   u s er   ( p   o r   q ) ,               u s er   u   s   r ati n g   o n           ite m .     1 . 3 .   I f                 =1   th en   Si m ilar it y _ I n d ex   ( x ) Si m ilar it y _ I n d ex   ( x ) +1   2.   Fetch   k   u s er s   w h o s Si m ilar it y _ I n d e x   v al u i s   t h h ig h es t   a m o n g   N.   Ass ig n   t h o s k   u s er s   as  cl u s ter   C en ter s .   3.   C lu b   th r est  o f   th u s er s   ( N - k ) to   co r r esp o n d in g   clu s ter ,   wh er th                 =1 .   ( if   p   is   clu s ter   ce n ter   th en                 )     3 . 1 . 2 .   Alg o r it hm   2 :   Sm o o t h enin g   u s ing   eu clid ea n   n o rm   I np ut:   Sp ar s C u s to m er - I te m   r atin g   Ma tr i x .                                                            ;N  -   T o tal  n u m b e r   o f   u s er s ,       -   T o tal  Nu m b er   o f   I t e m s .          an d              ar Min im u m   a n d   Ma x i m u m   Val u es  o f   th ac ti v ati o n   o r   Ob j ec tiv f u n ctio n   o f   p ar ticu lar   p ar am e ter   i ( w h er i c an   b e   eith er   ite m   o r   u s er ) .   O utput :   S m o o th e n ed   r atin g   Ma tr ix                                                                          Ste ps :   1.   C o llectio n =( R ati n g _ Ma x - R ati n g - m i n ) +1   2.   Der iv k   cl u s ter s   s u ch   t h at                            3.   Fo r   i=1   to         3 . 1 .   Sep ar a te  th u s er s   in to   k   clu s t er s   u s i n g   alg o r it h m   1 .                                                               3 . 2 .   C alcu late  E u clid ea n   ce n ter s                                       ( 2 )     w h er     is   r ep r esen ti n g   n u m b er   o f   u s er s   w it h in   cl u s ter .   3 . 3 .   Fin d   t h E u clid ea n   d is tan ce   m atr ix                                 w h er               3 . 4 .   C o m p u te  th o b j ec tiv f u n c tio n                     u s in g   Ga u s s ian   p o s iti v d ef in ite  f u n ctio n                                        w h er         ( 3 )     3 . 5 .   Dete r m i n th w e ig h ts   u s in g   p s eu d o   r an d o m   w ei g h t f u n c tio n                                   (         )                                                       (         )                                       ( 4 )     3 . 6 .   C alcu late          ̃     (         )   w h er       (         )             (               )   ( 5 )     is   th ac ti v atio n   f u n ctio n   a n d                                                     ,       is   th cl u s t er   ce n ter .   3 . 7 .   Der iv th S m o o t h en ed   r atin g   Ma tr ix                           {                                                ̃          ( 6 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec&   C o m p   E n g   I SS N:  2 0 8 8 - 8708       A n   en h a n ce d   ke r n el  w eig h ted   co lla b o r a tive  r ec o mme n d ed   s ystem  to   a llevia te  s p a r s ity  ( S .   B a b ee th a )   451   3 . 1 . 3 .   Alg o r it hm   3 :   K WK N clus t er in g   ( k er n el  wei g h t ed   k - m e a ns   n e a re s t   nei g hb o u r)   I np ut:   S m o o th e n ed   r atin g   Ma tr ix               O utput :         Ker n el  w ei g h ted   C l u s ter   ce n ter s ,   m e m b er s h ip   d eg r ee              f o r   u s er   i n   cl u s ter   cl.   T h e   m e m b er s h ip   r an g w ill b 0 - 1   w h ic h   in d icate s   th i n ter est o f   u s er   o n   t h clu s ter .   Ste ps :   1.   I n itialize                                                                           s et  q =1 ,   w h ic h   d eter m i n t h n u m b er   o f   er r o r   cy cle s .   2.   C alcu late  Ker n el  w ei g h ted   C l u s ter   ce n ter s                                                                    ( 7 )     3.     w h er             4.   C o m p u te  m em b er s h ip   v alu e                                                                              ( 8 )     5.   C alcu la te   E r r o r   in d ex =m ax ( o l d           ,   n ew               6.   I f   E r r o r   in d ex   >0 . 5 ,   th en   q = q + 1 ;   g o   t o   s te p   2     3 . 2 .   Co nn ec t ed   s t a t e   Alg o rit h m   4 :   P re dict   t he  re co mm enda t io ns   f o curr ent   u s er   ( o nli ne  a ct iv it y )   I np ut:     C u r r en ac ti v u s er   R ati n g   ar r a y          an d          d en o tes  t h p r ed icted   r ec o m m en d ed   it e m s ,   Ker n el   w ei g h ted   C l u s ter   ce n ter s         an d           th Gau s s ia n   ac ti v atio n   f u n c tio n .   O utput :   R ec o m m e n d ed   I tem s   f o r   th cu r r en u s er   Ste ps :   1.   I f   t h c u r r en u s er   is   a   n e w   u s er   an d   t h R atin g   ar r a y   i s   NU L L   ( Ne w   u s er   co ld   s tar t) ,   t h e n   p r o v id T o p   r ated   ite m s   f r o m   ea ch   cl u s te r   to   th r ec o m m e n d er   en g i n e.   2.   I f   th cu r r en u s er   is   n e w   u s er   an d   h av r ated   f e w   ite m s   ( an d   also   R atin g   ar r a y   is   n o t   NUL L )   th e n   p er f o r m   b elo w   s tep s   f o llo w ed   b y   s h ar i n g   o f   T o p   r ated   ite m s   f r o m   ea c h   clu s ter   to   th r ec o m m e n d er   en g in e.   2 . 1 .     C alcu la te  d eg r ee   o f   m e m b er s h ip              w ith   all   c lu s te r s                2 . 2 .   P r ed ict  th u n k n o w n   r atin g   o f   th cu r r en t a ctiv u s er                                                                                                       ( 9 )     3.   I f   th c u r r en u s er   is   a n   e x is tin g   u s er   an d   w it h   n o   ad d ed   r atin g   t h e n   p r o v id T o p   tr ain ed   p h ase   p r ed icted   r atin g   to   th r ec o m m en d er   en g i n e.   4.   I f   th c u r r en t u s er   is   a n   ex i s ti n g   u s er   an d   w it h   ad d ed   n e w   r ati n g s   th g o   to   s tep   2 .       4.   E XP E R I M E NT A L   SE T UP   AND  RE SUL T S   4 . 1 .   T est  s et   T h ex p er im e n tal  s et u p   w a s   m ad u s i n g   Mo v ie L en s   d ata  s et  w it h ,   1 0 0 , 0 0 0   u s er   r atin g s   f r o m   1 0 0 0   o d d   u s er s   f o r   1 7 8 3   m o v ie s .   F o r   co m p ar ativ e   p u r p o s e,   th d ata  is   s p lit  w it h   d i f f er e n le v el   o f   s p ar s it y   ( 2 0 to   9 0 %).   T o   an aly ze   t h r esu lts   t h d ata  s et  d iv id ed   in to   t w o   s e ts : tr ain i n g   d ataset  a n d   test i n g   d ataset.     4 . 2 .   P er f o r m a nce  m ea s ure s   4 . 2 . 1 .   M e a a bs o lute   er ro ( M AE )   MA E   is   t h tr ad itio n al  cla s s if icatio n   ac cu r ac y   to   m ea s u r h o w   clo s t h r ec o m m e n d er   s y s t e m s   p r ed icted   r atin g s   ar to   th e   tr u u s er   r atin g s   ( f o r   all  t h r atin g s   in   th e   te s s e t) .   I n   o u r   ex p er i m e n ts ,   w ca lc u late  th ac c u r ac y   f o r   ex is ti n g   C alg o r it h m s   an d   KW KC   u s i n g   Me a n   A b s o lu te  E r r o r   ( MA E )   as  s h o w n   in   F ig u r 2   u s i n g   ( 1 0 ) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec&   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 2 0   :   4 4 7   -   454   452   N i M j i i M N r p M A E 1 1 * | |   ( 1 0 )     w h er e,   is   t h n u m b er   o f   I te m s ,   is   t h n u m b er   o f   User s ,         is   th P r ed icted   r atin g   an d         is   th ac tu al  o r   o r ig in al  r ati n g   g i v en   b y   th u s er   in itiall y .       4 . 2 . 2 .   P re cisi o n a nd   r ec a ll   T h s ec o n d   m ea s u r is   t h r elev an r ec o m m e n d atio n s   m ea s u r u s i n g   P r ec is io n   an d   R ec all .   P r ec is io n   an d   r ec all  ar th m o s p o p u la r   m etr ics  f o r   ev al u ati n g   in f o r m atio n   r etr iev al  s y s te m s .   P r ec is io n   i s   t h r atio   o f   r elev an i te m s   s elec ted   b y   t h r ec o m m e n d er   to   th n u m b er   o f   ite m s   s e lecte d   u s i n g   ( 1 1 ) .   R ec all  is   th r atio   o f   r elev an t i te m s   s elec ted   to   th n u m b er   o f   r elev a n u s i n g   ( 1 2 ) .     N N N N e c i s i o n N i is s s 1 Pr   ( 1 1 )     N N N N c a l l N i rn s s 1 Re   ( 1 2 )     w h er th v al u es a r tak e n   as  s h o w n   T ab le1 .       T ab le  1 .   I tem   c ateg o r ies     S e l e c t e d   N o t   S e l e c t e d   T o t a l   R e l e v a n t   rs N   rn N   r N   I r r e l e v a n t   is N   in N   i N   T o t a l   s N   n N   N       5.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   5 . 1 .   Chec k po int  f o co m pu t a t io na l   er ro r   T o   in v esti g ate  t h Me an   Ab s o lu te  E r r o r ,   th p r im ar y   tech n iq u es  li k SVD  ( Si n g u lar   Valu e   Dec o m p o s itio n ) ,   SVM  ( Si n g u lar   Vec to r   Ma ch in e) ,   R B FN  ( R ad ial  B asis   Fu n ctio n al  Net wo r k )   w it h   P ea r s o n   co r r elatio n   an d   Ker n el  F u zz y   C - Me an s   ( KF C M)   o f   C ar e   co m p ar ed   w ith   th e   p r o p o s ed   alg o r it h m   KW KC .   T h er r o r   c o m p u tatio n   m ad f o r   b o th   in   Dis co n n ec ted   p h ase  ( Mo d elin g   ti m e)   an d   co n n ec ted   p h ase   ( P r ed ictio n   tim e)   w h ic h   ar s h o w n   in   F ig u r 2 .           Fig u r 2 .   C o m p u tat io n al  e r r o r   w it h   M A E   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec&   C o m p   E n g   I SS N:  2 0 8 8 - 8708       A n   en h a n ce d   ke r n el  w eig h ted   co lla b o r a tive  r ec o mme n d ed   s ystem  to   a llevia te  s p a r s ity  ( S .   B a b ee th a )   453   a.   SVD  s h o w s   h ig h   er r o r   v alu b o th   o f   th co m p u tat io n al  p h a s es.   b.   A lb eit  R B FN  s h o w s   Nil  er r o r   o n   Mo d elin g   ti m i n g ,   th p r o p o s ed   KW KC   alg o r ith m   also   s h o w s   n e g li g ib le   er r o r   w h ich   i s   v er y   clo s u r to   Nil.   c.   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   s h o ws th i m p r o v is ed   r es u lts   co m p ar ed   to   r est o f   R B F tec h n iq u es .     5 . 2 .   Chec k   p o int  f o Rele v a nce  in t er m s   o f   ef f iciency   T h p r ec is io n   an d   R ec all  p er ce n tag i s   n ea r   m o r t h an   9 0   p er ce n tag e,   w h ich   i s   co m p ar ati v el y   h i g h   w h e n   co m p ar ed   to   r est  o f   b e n ch m ar k ed   p r i m ar y   C T ec h n iq u e s .   Fi g u r 3   s h o w n   r elev an ce   m ea s u r u s i n g   p r ec is io n   an d   r ec a ll.         Fig u r 3 .   R elev a n ce   m ea s u r u s i n g   P r ec is io n   an d   R ec all       6.   F UT UR E   WO RK   AND  CO NCLUS I O N   On o f   th b est  w a y   to   m i n i n g   t h r eq u ir ed   p r o d u cts  in   th ec o m m er ce   w o r d   is   R ec o m m en d er   s y s te m .   I f   t h r ec o m m e n d atio n s   b ased   o n   r ea lit y   o f   t h u s e r   tast es  t h e n   t h ac cu r ac y   w il b u n b elie v ab le .   A lb eit  t h p r i m ar y   tec h n iq u es  ar b en ch m ar k ed ,   th er ar j e o p ar d y   w h er th v o l u m i n cr ea s e s   b u t   th ac q u ir ed   u s er   r ati n g   d ec r ea s es.  I n   th p r o p o s ed   s y s te m   KW KC ,   b o th   ac cu r ac y   a n d   ef f icien c y   is   p r o v en   o n   th co m p ar is o n   m a d w ith   ex p er i m e n tal  s et u p   w it h   u s e r   d ata.   C o m p ar ativ el y   b etter   r esu lts   s h o w n   o n   th p r o p o s ed   s y s te m .   A   f u t u r en h an ce m e n is   p la n n ed   to   ex ten d   th e   r esear ch   o f   g r o u p i n g   o f   I te m s   cl u s ter s   alo n g   w it h   U s er   clu s ter s   to   p r o v id b etter   ac cu r ac y .       RE F E R E NC E S   [1 ]   G .   A d o m a v iciu a n d   A . T u z h il in ,   T o w a rd   th e   Ne x G e n e ra ti o n   o f   Re c o m m e n d e S y ste m s:  A   S u rv e y   o f   th e   S tate - of - th e - A rt  a n d   P o ss ib le  Ex ten sio n s , ”  IEE T ra n sa c ti o n o n   Kn o wled g e   a n d   Da t a   E n g i n e e rin g v o l.   1 7 ,   2 0 0 5 .   [2 ]   G .   A d o m a v iciu s,  e a l . ,   In c o rp o ra ti n g   Co n tex tu a In f o rm a ti o n   i n   Re c o m m e n d e S y ste m Us in g   a   M u lt i d im e n sio n a A p p ro a c h ,   AC M   T ra n s.  I n fo rm a ti o n   S y ste ms ,   v o l.   2 3 ,   2 0 0 5 .   [3 ]   G .   A d o m a v iciu a n d   A .   T u z h il in ,   Ex p e rt - Driv e n   V a li d a ti o n   o f   Ru le - Ba se d   Us e M o d e ls  i n   P e rso n a li z a ti o n   A p p li c a ti o n s,”  Da t a   M in i n g   a n d   Kn o wled g e   Disc o v e ry ,   v o l.   5 ,   p p .   3 3 - 5 8 ,   2 0 0 1 a .   [4 ]   G .   A d o m a v iciu a n d   A .   T u z h il in ,   M u lt id im e n sio n a Re c o m m e n d e S y ste m s:  A   Da ta  W a r e h o u sin g   A p p ro a c h ,   Pro c .   S e c o n d   I n t’l   W o rk sh o p   El e c tro n ic C o mm e rc e   ( W EL COM   ’0 1 ) ,   2 0 0 1 b .     [5 ]   J.L .   He rlo c k e r e a l . ,   A n   A lg o ri th m ic  F ra m e w o r k   f o P e rf o r m in g   Co ll a b o ra ti v e   F il terin g ,   Pro c .   2 2 n d   An n .   I n t’l   ACM   S IGIR  Co n f.   Res e a rc h   a n d   De v e lo p me n in   I n f o rm a ti o n   Retrie v a ( S IGIR  ’9 9 ) ,   1 9 9 9 .   [6 ]   J.L .   He rlo c k e r,   e a l . ,   Ex p lain in g   Co ll a b o ra ti v e   F il terin g   Re c o m m e n d a ti o n s,”  Pro c .   ACM   C o n f.   C o mp u ter   S u p p o rte d   Co o p e ra ti v e   W o rk ,   2 0 0 0 .   [7 ]   J.L .   He rlo c k e a n d   J.A .   Ko n sta n ,   Co n ten t - In d e p e n d e n T a sk F o c u se d   Re c o m m e n d a ti o n ,   IEE In ter n e t   Co mp u t in g ,   v o l .   5 ,   p p .   4 0 - 4 7 ,   2 0 0 1 .   [8 ]   M.K .D e v i   a n d   P . V e n k a tes h ,   A n   I m p ro v e d   Co ll a b o ra ti v e   Re c o m m e n d e S y st e m ,   2 0 0 9   F irst  In ter n a t io n a l   Co n fer e n c e   o n   Ne two rk &   Co mm u n ica t io n s ,   2 0 0 9 .   [9 ]   A .   A n sa ri,   e a l . ,   I n tern e Re c o m m e n d a ti o n S y ste m s,”  J .   M a rk e ti n g   Res e a rc h ,   p p .   3 6 3 - 3 7 5 ,   2 0 0 0 .   [1 0 ]   C. C.   A g g a r wa l,   e a l . ,   Ho rti n g   Ha tch e a n   Eg g Ne w   G r a p h - T h e o re ti c   A p p ro a c h   to   C o ll a b o ra ti v e   F il terin g ,   Pro c .   Fi ft h   ACM   S IGKD D In t’l   C o n f.   Kn o wled g e   Disc o v e ry   a n d   D a ta   M i n in g ,   1 9 9 9 .   [1 1 ]   X iao x ia  S u n   a n d   Na ss e M .   Na sra b a d   T a s k - Driv e n   Dic ti o n a ry   L e a rn in g   f o H y p e rsp e c tral  I m a g e   Clas si f ica ti o n   W it h   S tru c tu re d   S p a rsity   Co n stra in ts” ,   IEE T ra n sa c ti o n On   Ge o sc ien c e   A n d   Re m o te  S e n sin g ,   v o l.   5 3 ,   n o .   8 ,   p p .   4 4 5 7   -   4 4 7 1   a u g u st   2 0 1 5 .   [1 2 ]   B.   V . A rv in d ,   e a l . ,   A n   i m p ro v ise d   f il terin g   b a se d   in t e ll ig e n re c o m m e n d a ti o n   tec h n iq u e   f o w e b   p e rso n a li z a ti o n ,” In d ia   c o n fer e n c e   ( INDICO N)  2 0 1 2 ,   An n u a IE EE ,   2 0 1 2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec&   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 2 0   :   4 4 7   -   454   454   [1 3 ]   Ilk e rBa y r a m   S p a rsit y   W it h in   a n d   A c ro ss   Ov e rlap p in g   G ro u p s”   ,   IEE S ig n a P r o c e ss in g   L e tt e rs,  v o l.   2 5 ,   n o .   2 ,   p p .   2 8 8     2 9 2   f e b ru a ry   2 0 1 8 .   [1 4 ]     M .   P ry o r,   T h e   e ff e c ts  o f   sin g u lar  v a lu e   d e c o m p o siti o n   o n   c o ll a b o ra ti v e   f il terin g ,   Co mp u ter   S c ien c e   De p a rt.,   Da rtmo u t h   C o ll e g e ,   H a n o v e r,  NH,  T e c h .   Re p .   PC S - T R 9 8 - 3 3 8 ,   1 9 9 8 .   [1 5 ]   M.K .D e v i   a n d   P . V e n k a tes h ,   S m o o th e n in g   a p p r o a c h   to   a ll e v iate   th e   m e a g e ra ti n g   p ro b lem   in   c o ll a b o ra ti v e   Re c o m m e n d e S y ste m ,” Fu tu re   g e n e ra ti o n   c o m p u ter   sy ste ms , v o l.   29 ,   p p .   2 6 2 - 2 7 0 2 0 1 3 .   [1 6 ]   X ian g ro n g Zen g   a n d   M a rio   A .   T.   F ig u e ired o   Ro b u st   S p a rsity   An d   C lu ste rin g   Re g u lariz a ti o n   F o Re g re ss io n ,   2 2 n d   E u ro p e a n   S ig n a P ro c e ss in g   Co n f e re n c e   (EUS IP CO) ,   p p 1 7 7 6 1 7 8 0 .   [1 7 ]   R. O.  Du d a ,   e a l . P a tt e rn   Clas sifica ti o n ,”   Jo h n   W il e y   &   S o n s,  2 0 0 1 .   [1 8 ]   M . K.D e vi   a n d   P . V e n k a tes h ,   I DSS a n   i n telli g e n d e c isi o n   su p p o rt  sy ste m   f o e - p u rc h a sin g   u sin g   CBR  a n d   CF , In t.   J .   Ag e n t - Or ien ted   S o f tw a re   En g in e e rin g .   [1 9 ]   Yo u c h u n   J . e a l . , A u to m a ti o n   De p a rtme n X iam e n   Un iv e rsit y   „M issin g   V a lu e   P re d icti o n   Us in g   Co - c lu ste rin g   a n d   RBF   f o Co ll a b o ra ti v e   F il terin g ,   IEE 2 0 1 5   I n ter n a t io n a C o n fer e n c e   o n   C lo u d   C o mp u ti n g   a n d   Bi g   Da ta ,   2 0 1 5 .   [2 0 ]   X .   S u   a n d   T .   M . Kh o sh g o f t aar ,“ Re v ie A rti c le  S u rv e y   o C o ll a b o ra ti v e   F il terin g   Tec h n iq u e s ,” Ad v a n c e in   Arti c ia l   In telli g e n c e ,   2 0 0 9 .   [2 1 ]   M . D.  Bu h m a n n ,   A p p ro x im a ti o n   a n d   In terp o lati o n   w it h   Ra d ial  F u n c ti o n s,”  M u lt iva ri a te  Ap p r o x ima ti o n   a n d   Ap p li c a ti o n s i n   N.   Dy n ,   e a l . ,   Ca m b rid g e   U n iv .   P re ss ,   2 0 0 1 .   [2 2 ]   D.  Bil lsu a n d   M .   P a z z a n i,   Us e M o d e li n g   f o A d a p ti v e   Ne w A c c e ss ,   Us e M o d e li n g   a n d   Us e r - Ad a p te d   In ter a c ti o n ,   v o l .   1 0 ,   2 3 ,   p p .   1 4 7 - 1 8 0 ,   2 0 0 0 .   [2 3 ]   S . Na g a lak sh m i,   e a l . ,   M a th e m a ti c a A p p ro x ima ti o n   f o M o d e b a se d   Re c o m m e n d e S y ste m , ”  P re s e n ted   a t   Pro c e e d in g o t h e   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   S u p p ly Ch a in   M a n a g e me n a n d   In fo rm a t io n   S y ste ms ,   2 0 0 8 .   [2 4 ]   J.L .   He rlo c k e r,   e a l . ,   Ev a lu a ti n g   Co ll a b o ra ti v e   F il terin g   Re c o m m e n d e S y ste m s,”  AC M   T ra n s.  In fo rm a ti o n   S y ste ms ,   v o l.   2 2 ,   p p .   5 - 5 3 ,   2 0 0 4 .   [2 5 ]   M.  De sh p a n d e   a n d   G .   Ka r y p is,   Ite m - Ba se d   T o p - Re c o m m e n d a ti o n   A lg o rit h m s,”  ACM   T ra n s.  In f o rm a ti o n   S y ste ms ,   v o l.   2 2 ,   p p .   1 4 3 - 1 7 7 ,   2 0 0 4 .   [2 6 ]   N.  L it tl e sto n e   a n d   M .   W a r m u th ,   T h e   W e i g h ted   M a jo rit y   A lg o ri th m ,   In fo rm a ti o n   a n d   C o mp u ta ti o n ,   v o l.   1 0 8 ,   p p .   2 1 2 2 6 1 ,   1 9 9 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.