一、BPRloss（Bayesian Personalized Ranking loss）是一种用于推荐系统中的损失函数，用于衡量预测的排序与真实的用户行为排序之间的差异。BPRloss的计算过程如下：
-
输入：BPRloss的输入包括用户u、物品i和物品j，表示用户u对物品i和物品j的偏好，以及一个表示用户u的潜在因子向量表示。
-
预测得分计算：首先，通过计算用户u对物品i和物品j的预测得分来衡量用户对物品的偏好程度。预测得分是通过用户u的潜在因子向量和物品i、物品j的潜在因子向量之间的内积得到的，即score(u,i) = pu • qi和score(u,j) = pu • qj。
-
损失计算：接下来，使用BPRloss来计算预测得分的排序损失。BPRloss的目标是最大化用户对真实物品(i)的偏好得分与对负样本物品(j)的偏好得分之间的差异。具体地，BPRloss定义为负对数似然损失函数，即L = -log σ(score(u,i) - score(u,j))，其中σ(x)表示Sigmoid函数，将x映射到(0,1)之间。
-
参数更新：在训练过程中，使用梯度下降法来最小化BPRloss。即通过计算BPRloss对用户u和物品i、物品j的潜在因子向量的偏导数，来更新这些潜在因子的数值。梯度的计算涉及BPRloss对得分的偏导数以及得分对潜在因子的偏导数。具体的梯度计算公式可以参考相关论文。
通过最小化BPRloss，推荐系统可以学习到一组潜在因子向量，从而对用户的偏好进行准确预测和排序。这样，在给定用户和物品的情况下，推荐系统可以根据得分来推荐合适的物品给用户。
二、Embloss（Embedding Loss）是一种用于推荐系统中的损失函数，用于衡量预测的向量表示（embedding）与真实的用户行为之间的差异。Embloss的计算过程如下：
-
输入：Embloss的输入通常包括用户u、物品i和用户对物品i的反馈（如评分、点击等），以及表示用户和物品的向量表示。
-
预测得分计算：首先，通过计算用户u和物品i的预测得分来衡量用户对物品的偏好程度。预测得分是通过用户u的向量表示和物品i的向量表示之间的相似度得到的，可以使用内积、余弦相似度等方式计算。
-
损失计算：接下来，使用Embloss来计算预测得分与真实用户行为之间的差异。具体的损失函数取决于用户行为的类型。例如，对于评分预测任务，常用的Embloss函数是均方误差损失（Mean Square Error，MSE），即L = (rating(u,i) - score(u,i))^2，其中rating(u,i)表示用户u对物品i的真实评分。
-
参数更新：在训练过程中，使用梯度下降法来最小化Embloss。具体地，通过计算Embloss对用户u和物品i的向量表示的偏导数，来更新这些向量的数值。梯度的计算涉及Embloss对预测得分的偏导数以及预测得分对向量表示的偏导数。
通过最小化Embloss，推荐系统可以学习到一组向量表示，从而能够准确地预测用户的行为。这样，在给定用户和物品的情况下，推荐系统可以根据预测得分来推荐合适的物品给用户。
三、在推荐系统中，Cross Entropy Loss（交叉熵损失）是一种用于分类任务的损失函数，用于衡量预测的概率分布与真实标签之间的差异。具体计算过程如下：
-
输入：Cross Entropy Loss的输入通常包括用户u、物品i和用户对物品i的反馈（如评分、点击等），以及表示用户和物品的向量表示。
-
预测概率计算：首先，通过计算用户u对物品i属于每个类别的概率分布来衡量用户对物品的偏好程度。这些概率可以通过用户u的向量表示和物品i的向量表示之间的相似度通过一个softmax函数计算得到。
-
真实标签编码：根据用户对物品的反馈，将其转化为真实标签。例如，对于点击预测任务，可以将点击事件编码为1，未点击编码为0。
-
损失计算：使用Cross Entropy Loss来计算预测的概率分布与真实标签之间的差异。具体的损失函数可以表示为L = -Σ(y * log(p))，其中y是真实标签的编码，p是预测的概率分布。
-
参数更新：在训练过程中，使用梯度下降法来最小化Cross Entropy Loss。具体地，通过计算Cross Entropy Loss对用户u和物品i的向量表示的偏导数，来更新这些向量的数值。梯度的计算涉及Cross Entropy Loss对预测概率的偏导数以及预测概率对向量表示的偏导数。
通过最小化Cross Entropy Loss，推荐系统可以学习到一组向量表示，从而能够准确地预测用户的行为。这样，在给定用户和物品的情况下，推荐系统可以根据预测的概率分布来推荐合适的物品给用户。