利用系統鑑別的技巧提升景點推薦系統的效能

國立成功大學「邁向頂尖大學計畫」

  延攬優秀人才工作報告表

NCKU’s “Aim for the Top University Project”

Work Report Form for Distinguished Scholars

□續聘

■離職

100 年 7 月 13 日更新 受聘者姓名

Name of the Employee 蘇溢芳 男 ■女

Male Female

聘　期 Period of Employment

From 103 年(y)　9 月(m)　1 日(d) to 103 年(y) 12 月(m)　31 日(d) 研究或教學或科技研發與

管理計畫名稱 The project title of research,

teaching, technology development and management

利用系統鑑別的技巧提升景點推薦 系統的效能

Efficient promotion of point-of- interest recommendation system by using the technique of system identification

計畫主持人

（申請單位主管）

Project Investigator (Head of Department/Center)

李強

補助延聘編號

Grant Number

HUA 103- 3- 4-372

一、

（由受聘人填寫）

Please summarize the entire research, teaching, or science and technology R&D and management work process (To be completed by the employee)

研究工作：

本人受聘於成功大學電資學院「邁向頂尖大學計畫」一案，負責在資訊工程系李強老師實驗室擔任科技部＂利 用系統鑑別的技巧提升景點推薦系統的效能＂計畫案之博士研究員一職。

近年來，Point-of-Interest 推薦系統是目前最受矚目的一個推薦系統。這個系統能夠利用使用者(與其朋友) 過往的打卡記錄，判斷使用者的喜好，並推薦使用者可能有興趣的地點給他。這個系統目前遇到的最大問題 在於其推薦準確率及推薦速度，因為打卡資料庫通常有資料量過大及資料不準確的問題。為了能夠將Point- of-Interest 推薦系統發展到可以商業化的階段，我們在科技部所提出的計畫中，我們結合系統鑑別的技術來 進一步提昇Point-of-Interest 推薦系統的推薦準確率及運算速度。

本計畫除了計畫主持人和其研究生外，並由我擔任博士後研究員的工作一同協助計畫之工作，同時協助帶領 實驗室研究生進行此計畫之相關研究。

計畫中主要著眼於以下兩項工作:

1. 資料庫搜尋演算法、推薦系統與系統鑑別技術之研究：

一般來說，推薦系統可分為三類，第一類是collaborative filtering 推薦系統，第二類則是 content- based 的推薦系統，最後則是 knowledge-based 的推薦系統。Collaborative filtering 推薦系統

乃藉由相似的使用者來做為推薦依據。我們可以用　memory-based method 及 model-based method 來實現這類推薦系統的技術。然而Memory-based method 這個方法在理念上雖然合理，但因為他必須掃 描整個資料庫內的使用者資料而造成延展性(scalability)的問題。當資料庫內使用者數目過多時，可能會造成 太多花費。而另一個實現推薦系統的方法Model-based method 則是使用了分群(cluster)的概念來進行推 薦。一開始，這個方法會把所有使用者分到不同的小群組中。接著，當一個使用者有推薦需求時，演算法會使 用與該使用者同群的使用者資訊來進行推薦。藉由分群的概念，這個方法可以成功解決延展性的問題。因為這 個方法在推薦時不需要搜尋整個資料庫的使用者，只需要讀取特定群組的資料即可完成推薦的動作。但這個 推薦系統卻無法避免cold start problem，因為一個新加入的使用者並沒有辦法被分到任何一個群組中，所 以系統無法推薦東西給他。

我們在研究中同時評估了第二類的推薦系統－ Content-based，該推薦系統則是根據使用者過去的經驗或 是喜好，推薦項目給使用者。這個推薦系統並不會參考其他使用者的喜好。這種方法特別適用於具有特殊喜好 的使用者，因為這些使用者在資料庫中幾乎找不到其他相似的使用者。該系統的推薦過程主要有二：一、應用 資料擷取技術取出該使用者的相關資訊，包含顯性的資料(如：使用者登入服務系統時所填入的資訊)及隱性 的資料(如：使用者瀏覽網頁的紀錄，或是與推薦系統互動的歷史紀錄)。二、分析第一部分取出的資訊。但我 們分析後發現這個推薦系統存在著與第一個推薦系統同樣的問題，則是　cold start problem。

因此我們衡量了第三個推薦系統－ Knowledge-based 推薦系統。該　　系統則是直接以使用者的喜好及候 選物品的特色(characteristics)來做為推薦依據。該系統一開始會分別分析使用者的喜好及各候選物品。接 著，系統會透過使用者對各候選物品的選擇來對候選物品進行分類。而分類的方法則有兩種，一種是 case- based reasoning 另外一種則是 rule-based reasoning。Case-based reasoning 是指應用過去的資料來 解決新的問題。這種方法會透過歸納法從過去的經驗中找出解決方法，所需的知識則是由案例資料庫中取得 (case database)。Rule-based reasoning　則是先請特定專家或是能夠模擬人類的演繹法，把過往使用者 的記錄分解成多種規則，接著使用這些規則進行推薦。明顯的，上述兩者方法都可以僅用過往的資料就推薦 物品給使用者，所以並不需要使用者太多資訊即可進行推薦。這也就是說，這兩種方法都可以解決cold start problem。

因此在本計畫中我們採用Knowledge-based 推薦系統來做為我們執行計畫的推薦方式。

2. 實務能力的訓練：

1

此階段主要負責協助主持人共同指導學生同時協助系統的開發。這本階段主要執行以下的研究協助:

(1) 使用者資料庫的建立

此部分將藉由抓取現有社群網路的資料來建立。抓取的資料包含使用者的名稱、使用者的好友名單，以及使用 者的打卡資料。抓取的方法則會藉由社群網路所提供的API 達成。抓取後的資料則會存放於我們所建立的伺服 器中。

(2) 景點資料庫的建立

在抓取使用者的打卡記錄後，我們利用現有的 Google Maps API 將這些打卡記錄標記在 google map 上 並儲存在我們所建立的伺服器中。儲存的資料除了打卡地點的經緯度外，還包含打卡地點的營業時間、總打卡 次數、景點性質。

(3) 所有使用者的「使用者打卡行為模型」的建立

在建立完使用者資料庫及景點資料庫後，我們依據所有使用者及其朋友的打卡記錄建立個別使用者的打卡行 為模型。

(4) 互動式網頁建立　

我們以java script 進行互動式網頁的建立。這個網頁的目標將以易於使用為主。而為了達成這目標，我們進 行問卷調查，並依據問卷調查的結果設計網頁。

研究工作近期成果：

 Finding Skyline with Customer Preferences and Cost Constraints - 2014-Mobile Computing Workshop

 Multiple k Nearest Neighbor Search - Journal of Information Sciences (under review)

 Finding All Competitive Products Using the Dominant Relationship Analysis - IEEE ISSNIP 2015 (under review)

協助院、系、所之行政工作：

1. 協助完成邁向頂尖大學計畫103 年自評報告暨 104 年計畫書撰寫作業

2. 協助指導資訊工程系碩士學生

二、

由計畫主持人或單位主管填寫

Please evaluate the performance of research, teaching or science and technology R&D and management Work: ( To be completed by Project Investigator or Head of Department/Center)

(1)是否達到延攬預期目標？

Has the expected goal of recruitment been achieved?

是，達到延攬目標。

(2)研究或教學或科技研發與管理的方法、專業知識及進度如何？

What are the methods, professional knowledge, and progress of the research, teaching, or R&D and management work?

完成所預期的進度。

(3)受延攬人之研究或教學或科技研發與管理成果對該計畫(或貴單位)助益如何？

How have the research, teaching, or R&D and management results of the employed person given benefit to the project (or your unit)?

此次延攬借由延攬人的幫助，使計劃能更加順利推展，完成各項預先既定的項目。

(4)受延攬人於補助期間對貴單位或國內相關學術科技領域助益如何？

How has the employed person, during his or her term of employment, benefited your unit or the relevant domestic academic field?

此次延攬時間只有四個月，但對研究的助益還是有幫助的。

(5)具體工作績效或研究或教學或科技研發與管理成果：

Please describe the specific work performance, or the results of research, teaching, or R&D and management work:

科技研發

協助科技部計畫案—＂利用系統鑑別的技巧提升景點推薦系統的效能＂之 （1)資料庫搜尋演算法、推薦系統與系統鑑別技術之研究探討

（2)研究計劃案之系統開發 工作績效

協助指導研究所學生 謝孟蓁,李俊毅,顧又榮,呂鴻 論文發表

2

 Finding Skyline with Customer Preferences and Cost Constraints - 2014-Mobile Computing Workshop

 Multiple k Nearest Neighbor Search - Journal of Information Sciences (under review)

 Finding All Competitive Products Using the Dominant Relationship Analysis - IEEE ISSNIP 2015 (under review)

(6)

是否續聘受聘人?

□續聘

□不續聘

※此報告表篇幅以三～四頁為原則。This report form should be limited to 3-4 pages in principle.

※此表格可上延攬優秀人才成果報告繳交說明網頁下載。

This report form can be downloaded in http://scholar.lib.ncku.edu.tw/explain/

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