초록 ▼

□ 연구개요
현재 심층신경망 기반 협업필터링 추천모형의 두 가지 근원적 문제인 원클래스와 콜드스타트 문제를 동시에 해결할 수 있는 솔루션은 아직 발표되지 않고 있다. 이 두가지 난제가 해결되면 상호작용 행렬의 희박도(Sparsity)가 개선되어 CF추천의 획기적 성능향상을 도모할 수 있다. 본 연구는 최근 발표된 딥러닝기술에 기반하여 CF 추천시스템의 두 가지 난제를 동시에 해결하는 추천모형을 제안하는 것을 목표로 한다. 원클래스와 콜드스타트 문제 해결을 위해 본 연구에서는 GAN 및 부스팅 두 가지 접근법에 기반한 하이브리드

□ 연구개요
현재 심층신경망 기반 협업필터링 추천모형의 두 가지 근원적 문제인 원클래스와 콜드스타트 문제를 동시에 해결할 수 있는 솔루션은 아직 발표되지 않고 있다. 이 두가지 난제가 해결되면 상호작용 행렬의 희박도(Sparsity)가 개선되어 CF추천의 획기적 성능향상을 도모할 수 있다. 본 연구는 최근 발표된 딥러닝기술에 기반하여 CF 추천시스템의 두 가지 난제를 동시에 해결하는 추천모형을 제안하는 것을 목표로 한다. 원클래스와 콜드스타트 문제 해결을 위해 본 연구에서는 GAN 및 부스팅 두 가지 접근법에 기반한 하이브리드CF 프레임워크를 제시한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1차년도에는 원클래스와 콜드스타트문제를 동시에 해결할 수 있는 OCF-B 프레임워크를 제안하였다. 콜드스타트 문제 해결을 위해 하이브리드CF 방법을 사용하며 원클래스 문제 해결을 위해 부스팅 방법을 적용한 프레임워크를 제시하였다. 2개의 공공데이터셋과 2개의 사적데이터 셋에 제안한 OCF-B알고리듬을 적용하여 추천성능을 비교한 결과 모든 데이터셋에서 OCF-B알고리듬이 진행되면서 점진적으로 추천성능(정밀도, 재현율, AUC)이 개선되는 것을 확인하였다.
2차년도에는 원클래스와 콜드스타트 문제를 동시에 해결할 수 있는 추천기인 OCF-GAN을 제안하였다. OCF-GAN의 아이디어는 사용자와 아이템 프로파일과 같은 부가정보를 활용하여 신규사용자 및 아이템에 대한 상호작용 행렬을 보강할 뿐 아니라 적대적생성 훈련을 기반으로 부정사례를 포함한 상호작용 행렬을 보강하는 방법으로 추천성능을 향상하는 것이었다. 제안한 프레임워크의 성능평가 결과 Top 5및 Top 20 추천의 모든 지표에서 기존 GAN기반 추천기 대비 성능이 우수한 것으로 나타났다. 성능평가 결과는 콜드스타트 사용자와 아이템을 대상으로 한 실험에서 보다 명확하게 드러났다.
3차년도에 제안한 추천 방법은 먼저 긍정적인 상호작용 위주로 구성된 원본 불균형 데이터세트를 토대로 각 상호작용 사례에 처치와 결과 필드를 추가하여 반사실적 상호작용 사례를 증강한 후, 메타러닝 모델의 일종인 싱글러너모델(Single-learner Model)을 학습하고, 긍정인식과 부정인식의 차이를 통해 최종 선호도를 예측하는 모델을 제안하였다. 세가지 공개 데이터세트를 이용한 실험에서 본 연구에서 제안한 CausRec의 성능이 기존 NCF모델 보다 우수한 것으로 나타났다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
* (학술적 기여) 본 과제연구를 통해 다음과 같은 도전적 학술적 이슈를 해결하는데 기여할 것이다.
- 성능향상을 고려한 부스팅 기반의 하이브리드CF모형이 최초로 제안되었다.
- 하이브리드CF와 GAN 두 가지 모형이 동시에 최적화되는 통합모형이 제시되었다.
- 모든 도메인에 공통 적용이 가능한 일반화된 추천 솔루션이 제시되었다.
- 인과추론 기반의 통합추천 모형이 제시되었다.
- 추천시스템의 설명력 향상 등 후속연구로 연계가능성이 높다.
* (사회경제적 기여) 제안된 추천시스템은 상용화 과정을 거쳐 다양한 쇼핑몰과 콘텐츠 플래폼에서 직접 활용이 가능하다.
- 기술과 자금력이 부족한 국내 중소 쇼핑몰과 콘텐츠 플래폼에서 최신 머신러닝 기반의 추천시스템을 활용할 수 있다.
- 재안된 OCF-B 프레임워크는 특허출원을 마쳤으며 향후 글로벌시장 공략에도 활용될 수 있다.
- 3차년도에 제안된 인과추론에 기반한 추천시스템은 각종 사회적 편향을 제거한 공정한 추천이 가능하며 사업자의 판매 손실을 최소화하고 매출 향상에 직접 기여할 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• (1) 1차년도 수행내용 ... 5
• (2) 2차년도 수행내용 ... 6
• (3) 3차년도 수행내용 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 11
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 11
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 13
• 끝페이지 ... 26