<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.1 20151215//EN" "http://jats.nlm.nih.gov/publishing/1.1/JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xml:lang="en" article-type="research-article" dtd-version="1.1">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="pmc">CMC</journal-id>
<journal-id journal-id-type="nlm-ta">CMC</journal-id>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">CMC</journal-id>
<journal-title-group>
<journal-title>Computers, Materials &#x0026; Continua</journal-title>
</journal-title-group>
<issn pub-type="epub">1546-2226</issn>
<issn pub-type="ppub">1546-2218</issn>
<publisher>
<publisher-name>Tech Science Press</publisher-name>
<publisher-loc>USA</publisher-loc>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">50389</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.32604/cmc.2024.050389</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Article</subject>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Joint Modeling of Citation Networks and User Preferences for Academic Tagging Recommender System</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Joint Modeling of Citation Networks and User Preferences for Academic Tagging Recommender System</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">Joint Modeling of Citation Networks and User Preferences for Academic Tagging Recommender System</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib id="author-1" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Huang</surname><given-names>Weiming</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref><xref ref-type="aff" rid="aff-2">2</xref></contrib>
<contrib id="author-2" contrib-type="author" corresp="yes">
<name name-style="western"><surname>Liu</surname><given-names>Baisong</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref><email>lbs@nbu.edu.cn</email></contrib>
<contrib id="author-3" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Wang</surname><given-names>Zhaoliang</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref></contrib>
<aff id="aff-1"><label>1</label><institution>Faculty of Electrical Engineering and Computer Science, Ningbo University</institution>, <addr-line>Ningbo, 315211</addr-line>, <country>China</country></aff>
<aff id="aff-2"><label>2</label><institution>Inner Mongolia Metal Material Research Institute</institution>, <addr-line>Baotou, 014000</addr-line>, <country>China</country></aff>
</contrib-group>
<author-notes>
<corresp id="cor1"><label>&#x002A;</label>Corresponding Author: Baisong Liu. Email: <email>lbs@nbu.edu.cn</email></corresp>
</author-notes>
<pub-date date-type="collection" publication-format="electronic">
<year>2024</year></pub-date>
<pub-date date-type="pub" publication-format="electronic">
<day>20</day>
<month>6</month>
<year>2024</year></pub-date>
<volume>79</volume>
<issue>3</issue>
<fpage>4449</fpage>
<lpage>4469</lpage>
<history>
<date date-type="received">
<day>05</day>
<month>2</month>
<year>2024</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>17</day>
<month>4</month>
<year>2024</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>&#x00A9; 2024 Huang, Liu and Wang</copyright-statement>
<copyright-year>2024</copyright-year>
<copyright-holder>Huang, Liu and Wang</copyright-holder>
<license xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<license-p>This work is licensed under a <ext-link ext-link-type="uri" xlink:type="simple" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">Creative Commons Attribution 4.0 International License</ext-link>, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.</license-p>
</license>
</permissions>
<self-uri content-type="pdf" xlink:href="TSP_CMC_50389.pdf"></self-uri>
<abstract>
<p>In the tag recommendation task on academic platforms, existing methods disregard users&#x2019; customized preferences in favor of extracting tags based just on the content of the articles. Besides, it uses co-occurrence techniques and tries to combine nodes&#x2019; textual content for modelling. They still do not, however, directly simulate many interactions in network learning. In order to address these issues, we present a novel system that more thoroughly integrates user preferences and citation networks into article labelling recommendations. Specifically, we first employ path similarity to quantify the degree of similarity between user labelling preferences and articles in the citation network. Then, the Commuting Matrix for massive node pair paths is used to improve computational performance. Finally, the two commonalities mentioned above are combined with the interaction paper labels based on the additivity of Poisson distribution. In addition, we also consider solving the model&#x2019;s parameters by applying variational inference. Experimental results demonstrate that our suggested framework agrees and significantly outperforms the state-of-the-art baseline on two real datasets by efficiently merging the three relational data. Based on the Area Under Curve (AUC) and Mean Average Precision (MAP) analysis, the performance of the suggested task is evaluated, and it is demonstrated to have a greater solving efficiency than current techniques.</p>
</abstract>
<kwd-group kwd-group-type="author">
<kwd>Collaborative filtering</kwd>
<kwd>citation networks</kwd>
<kwd>variational inference</kwd>
<kwd>poisson factorization</kwd>
<kwd>tag recommendation</kwd>
</kwd-group>
<funding-group>
<award-group id="awg1">
<funding-source>National Natural Science Foundation of China</funding-source>
<award-id>62271274</award-id>
</award-group>
</funding-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<label>1</label>
<title>Introduction</title>
<p>Tag recommendations help to limit the tagging vocabulary, thus improving annotation efficiency. Users can complete the tag attachment process with just a few clicks using the tag recommendation system. A tagging system is a crucial tool that helps users organize large quantities of academic information efficiently. Users can efficiently manage information and locate relevant resources using a tagging system. Users can tag articles individually in RefWorks (<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://www.refworks.com">www.refworks.com</ext-link>), Connotea (<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://www.connotea.org">www.connotea.org</ext-link>), CiteULike (<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://www.citeulike.org">www.citeulike.org</ext-link>) and Zotero (<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://www.zotero.org">www.zotero.org</ext-link>). Zotero provides a free tagging system, as illustrated in <xref ref-type="fig" rid="fig-1">Fig. 1</xref>. Tags selected by various individuals may be idiosyncratic and unpredictable. Moreover, different user actions can cause issues with entity recognition [<xref ref-type="bibr" rid="ref-1">1</xref>]. Tag recommendations enhance annotation efficiency by restricting the tagging vocabulary. Users can finish the tag attachment procedure efficiently using the tag recommendation system with minimal effort.</p>
<fig id="fig-1">
<label>Figure 1</label>
<caption>
<title>Zotero&#x2019;s personalized tagging system allows users to customize article tags. Personalized labelling service is provided on the right side to facilitate literature management</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMC_50389-fig-1.tif"/>
</fig>
<p>Based on the realized methods, the current label recommendation can be broadly classified into three categories: Content-based methods, co-occurrence-based methods, and user preference-based methods. Content-based methods directly utilize item content for label recommendation. Content-based label recommendation generally does not consider user information but only the association between content information and item labels, such as term frequency&#x2013;inverse document frequency (TF-IDF) [<xref ref-type="bibr" rid="ref-2">2</xref>]. Later on, the industry has developed methods that consider the order of words, e.g., reference [<xref ref-type="bibr" rid="ref-3">3</xref>] uses a capsule network to encode the intrinsic spatial relationships between the parts and the whole that make up the viewpoint-invariant knowledge, and another example in [<xref ref-type="bibr" rid="ref-4">4</xref>] builds a convolutional neural network considering the document topic and global semantics and inputs textual and word-vector features to predict the most relevant labels for unlabeled or few-labeled assigned items. The content-based approach is mainly used in the cold-start phase. Co-occurrence-based methods primarily utilize the co-occurrence of tags between items (i.e., the item-pagination matrix) for tagging. The fundamentals of co-occurrence-based and user preference-based approaches are similar to Collaborative Filtering (CF) approaches. As in [<xref ref-type="bibr" rid="ref-5">5</xref>], deep latent embeddings are learned from different item auxiliary information using a Variational Autoencoder (VAE), and generative distributions can be formed on each auxiliary information by introducing latent variables parameterized by a deep neural network. As in [<xref ref-type="bibr" rid="ref-6">6</xref>], correlations between user attribute labels and concepts extracted from usable parts of scientific papers are defined based on statistical, structural and semantic aspects.</p>
<p>However, the object of study of tag recommendation is the three subjects of users, items and tags, as well as the interaction between the subjects. Users may pay attention to items in various fields and have different paging habits. Therefore, ignoring user preferences will simplify the model, but at the same time, it will inevitably cause some critical information to be missing, which affects the recommendation ability of the model, so some studies have begun to consider the interaction between the three subjects. For example, Huang et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-7">7</xref>] used a Tag-aware Attentional Graph Neural Network (TA-GNN) to extract user-label interaction and item-label interaction from the user-label-item graph structure. Another example is [<xref ref-type="bibr" rid="ref-8">8</xref>], which uses an autoencoder network of learned hidden representations to encode multiple types of relationships between entities, i.e., between users and labels, between items and labels, and between labels, and uses a decoder component to reconstruct the original inputs based on the learned latent representations. Literature [<xref ref-type="bibr" rid="ref-9">9</xref>] uses a metric learning approach to explore the distance relationships between user &#x00D7; item &#x00D7; label triples and applies existing metric learning-based approaches (i.e., latent relational metric learning (LRML), collaborative metric learning (CML), symmetric metric learning (SML)) to label recommendation.</p>
<p>However, users are accustomed to choosing their preferred labels for academic labelling recommendations, so papers read by similar users may be given the same label. For example, a mathematician may label the paper &#x201C;Stochastic Variational Reasoning&#x201D; [<xref ref-type="bibr" rid="ref-10">10</xref>] as &#x201C;Statistics&#x201D;, while a computer scientist may label the paper as &#x201C;Machine Learning&#x201D;. In addition, there is a citation relationship between articles, and usually, two articles with a citation relationship may be about the same topic, so that they may have the same label. Therefore, finding an effective way to combine citation networks, paper labelling and user paper matrices, remains challenging. This paper proposes new approaches to solve the multi-label recommendation problem for systems that provide closed-label recommendations. The main contributions of this paper are as follows:</p>
<p>To the best of our knowledge, this is the very first work to study multifactor Poisson factorization for tag-oriented recommender systems.</p>
<p>By extending the Poisson Factorization model, we propose to exploit the additivity of the gamma distribution to seamlessly integrate the three networks, namely, the paper labelling matrix, the citation network, and the user paper interaction matrix, into the same principle model.</p>
<p>Extensive experiments on real-world datasets have shown that the model significantly outperforms baseline models based on the paper label or user paper matrix. Furthermore, the computational complexity of the model is low.</p>
<p><xref ref-type="sec" rid="s2">Section 2</xref> of this paper describes the related work on tagging recommendation, Poisson factorization recommendation, etc. <xref ref-type="sec" rid="s3">Section 3</xref> describes our Poisson Decomposition recommendation model with social regularization. <xref ref-type="sec" rid="s4">Section 4</xref> describes using the coordinate ascent algorithm to infer the model parameters. Finally, <xref ref-type="sec" rid="s5">Section 5</xref> validates the experimental performance of the model on the CiteULike dataset.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<label>2</label>
<title>Related Works</title>
<p>This section provides an overview of the current research on tag recommendation and the Poisson factorization-based recommender system closely associated with this work.</p>
<sec id="s2_1">
<label>2.1</label>
<title>Tag Recommendation</title>
<p>The article emphasizes the importance of tag recommendation systems in academic resources to alleviate information overload and improve user tagging experience [<xref ref-type="bibr" rid="ref-11">11</xref>]. It outlines three primary tag recommendation methods: Content-based, co-occurrence-based, and user preference-based approaches [<xref ref-type="bibr" rid="ref-1">1</xref>].</p>
<sec id="s2_1_1">
<label>2.1.1</label>
<title>Content-Based Tag Recommendation</title>
<p>Content-based tag recommendation methods primarily focus on the association between an item&#x2019;s content and its labels, often ignoring user information and behaviors patterns [<xref ref-type="bibr" rid="ref-12">12</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-14">14</xref>]. Initially, these methods treated the text as a &#x201C;Bag of Words&#x201D; (BoW) [<xref ref-type="bibr" rid="ref-15">15</xref>], using word frequency [<xref ref-type="bibr" rid="ref-16">16</xref>] for feature extraction and feeding these features into multi-label classifiers. However, this approach did not accurately capture the importance of each word, leading to the adoption of Term Frequency&#x2013;Inverse Document Frequency (TF-IDF) [<xref ref-type="bibr" rid="ref-2">2</xref>] for more effective text representation. Despite advancements, these methods still overlooked the sequential structure of text, neglecting sentence-level information. To address this, deep learning techniques, such as capsule networks [<xref ref-type="bibr" rid="ref-3">3</xref>] and convolutional neural networks [<xref ref-type="bibr" rid="ref-4">4</xref>], have been employed to consider both word-level and sentence-level information, enhancing the model&#x2019;s ability to predict relevant tags [<xref ref-type="bibr" rid="ref-13">13</xref>]. Additionally, external knowledge bases like knowledge graphs [<xref ref-type="bibr" rid="ref-17">17</xref>] and pre-trained models [<xref ref-type="bibr" rid="ref-18">18</xref>] have been integrated to improve the recognition of new concepts and to capture richer semantic information. However, these additions can introduce complexity and noise. Despite these efforts, content-based methods still struggle to reflect personalized user preferences and group intelligence.</p>
</sec>
<sec id="s2_1_2">
<label>2.1.2</label>
<title>Co-Occurrence-Based Tag Recommendation</title>
<p>Co-occurrence-based methods enhance tag recommendation by exploring correlations between tags, leveraging conditional probabilities and deep learning techniques like Variational AutoEncoders (VAE) [<xref ref-type="bibr" rid="ref-5">5</xref>] to learn latent embeddings and predict label recommendations [<xref ref-type="bibr" rid="ref-6">6</xref>]. These methods also consider tag structures, as seen in [<xref ref-type="bibr" rid="ref-14">14</xref>], which uses graph diffusion mechanisms and hierarchical tag structures [<xref ref-type="bibr" rid="ref-19">19</xref>] for better performance. Furthermore, label semantic-based approaches, such as those using Graph Convolutional Networks (GCNs) [<xref ref-type="bibr" rid="ref-20">20</xref>] and pre-trained word vectors like Global Vectors for Word Representation (GloVe), enrich the semantic information of labels [<xref ref-type="bibr" rid="ref-21">21</xref>], guiding the content representation for improved classification. To capture the complex interactions in tag recommendation, Neural Graph for Personalized Tag Recommendation (NGTR) [<xref ref-type="bibr" rid="ref-22">22</xref>] employs graph neural networks within a tensor decomposition model, integrating neighborhood representations to enhance the encoding of entity relationships.</p>
</sec>
<sec id="s2_1_3">
<label>2.1.3</label>
<title>Tag Recommendation Based on User Preferences</title>
<p>User preference-based methods in tag recommendation systems address the multi-label classification problem by considering the interactions among users, items, and tags. These methods often combine user and item representations, from user-to-user, user-to-item, and item-to-item interactions, to capture individual preferences and enhance model accuracy [<xref ref-type="bibr" rid="ref-23">23</xref>]. Techniques such as hierarchical attention models and graph neural networks integrate collaboration signals and generate richer entity representations [<xref ref-type="bibr" rid="ref-24">24</xref>]. Additionally, some works explore different vector spaces to learn entity representations and measure semantic correlations [<xref ref-type="bibr" rid="ref-25">25</xref>], such as using hyperbolic spaces and tangent space optimization [<xref ref-type="bibr" rid="ref-26">26</xref>]. To directly capture the interactions between users, items, and tags, methods like the Tag-aware Attentional Graph Neural Network (TA-GNN) [<xref ref-type="bibr" rid="ref-7">7</xref>] and variational self-encoders [<xref ref-type="bibr" rid="ref-8">8</xref>] have been proposed, which utilize attention mechanisms and metric learning to understand better and leverage these interactions [<xref ref-type="bibr" rid="ref-9">9</xref>]. This paper contributes to the field by proposing a collaborative filtering model that integrates tag co-occurrence and user preference, aiming to optimize the utilization of interaction data in academic tagging.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s2_2">
<label>2.2</label>
<title>Poisson Factorization for Recommendation System</title>
<p>Poisson factorization is a matrix decomposition technique applied in recommender systems, notably for its effectiveness in handling sparse datasets. It has been utilized in models like Collaborative Topic Poisson Factorization (CTPF) [<xref ref-type="bibr" rid="ref-27">27</xref>] and Collaborative Topic Regression (CTR) [<xref ref-type="bibr" rid="ref-28">28</xref>] to integrate topic distributions with item representations and alleviate data sparsity. The multilayer Poisson decomposition model [<xref ref-type="bibr" rid="ref-29">29</xref>] is introduced to describe the combination of users&#x2019; purchase budgets and preferences for items. The method reduces computational complexity and capitalizes on the value of long-tail items. Poisson factorization excels in sparsity modelling, diminishing the impact of unvisited items on predictions, and demonstrates flexibility, scalability, and robustness in the presence of noisy or missing data. These attributes make Poisson factorization a powerful tool for various applications, including recommender systems, text mining, and image processing. This paper proposes a novel approach that regularizes the Poisson factorization of the paper-tag matrix using citation networks and user-paper interactions, offering improvements over existing methods that do not consider citation networks. It can fuse multiple contexts using the additivity property of the Poisson distribution.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3">
<label>3</label>
<title>Problem Description and Preparatory Knowledge</title>
<p>The two tasks closely related to tag recommendation are item recommendation and multi-tag classification, and part of the tag recommendation also draws on the idea of these two. As shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-2">Fig. 2a</xref>, the general item recommendation recommends a collection of items <inline-formula id="ieqn-1"><mml:math id="mml-ieqn-1"><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /></mml:math></inline-formula> for the current user <inline-formula id="ieqn-2"><mml:math id="mml-ieqn-2"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> based on the user&#x2019;s behavior and other information.</p>
<fig id="fig-2">
<label>Figure 2</label>
<caption>
<title>Paper recommendation, tag classification for papers and tag recommendation</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMC_50389-fig-2.tif"/>
</fig>
<p>The multi-tag classification problem generally refers to tagging a set of tags <inline-formula id="ieqn-3"><mml:math id="mml-ieqn-3"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math></inline-formula> for the current item <inline-formula id="ieqn-4"><mml:math id="mml-ieqn-4"><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> based on its content information, as shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-2">Fig. 2b</xref>.</p>
<p>Tag recommendation refers to the process that when the current user <inline-formula id="ieqn-5"><mml:math id="mml-ieqn-5"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> wants to tag the target item <inline-formula id="ieqn-6"><mml:math id="mml-ieqn-6"><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> (which often contains content information such as text, images or videos), the system automatically recommends a tag set <inline-formula id="ieqn-7"><mml:math id="mml-ieqn-7"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math></inline-formula> to the user for paper tagging. This tagging process is affected by the habit of user and project information. The relationship between user <inline-formula id="ieqn-8"><mml:math id="mml-ieqn-8"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and project <inline-formula id="ieqn-9"><mml:math id="mml-ieqn-9"><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, tag <inline-formula id="ieqn-10"><mml:math id="mml-ieqn-10"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-2">Fig. 2c</xref>.</p>
<p>We base our study on the CiteULike dataset, which is collected from the CiteULike website. CiteULike provides three entities: Users, papers, tags, and their multidimensional relationships. To describe the formal model of CiteULike, we first give the relevant definitions:</p>
<p>Definition 1. User paper interaction network, the network formed by the user&#x2019;s clicks, favorites and evaluation records of papers, can be expressed as an undirected graph structure, denoted as <inline-formula id="ieqn-11"><mml:math id="mml-ieqn-11"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, where <inline-formula id="ieqn-12"><mml:math id="mml-ieqn-12"><mml:mi>U</mml:mi></mml:math></inline-formula> denotes the set of users, <inline-formula id="ieqn-13"><mml:math id="mml-ieqn-13"><mml:mi>I</mml:mi></mml:math></inline-formula> denotes the set of papers, and <inline-formula id="ieqn-14"><mml:math id="mml-ieqn-14"><mml:mi>S</mml:mi></mml:math></inline-formula> denotes the set of user behaviors such as clicks, favorites, evaluations, etc. The CiteULike does not differentiate between multiple behaviors, and thus can be taken as <inline-formula id="ieqn-15"><mml:math id="mml-ieqn-15"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>Definition 2. Citation network, a directed graph network formed by paper-to-paper citation relationships, denoted as <inline-formula id="ieqn-16"><mml:math id="mml-ieqn-16"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, where <inline-formula id="ieqn-17"><mml:math id="mml-ieqn-17"><mml:mi>I</mml:mi></mml:math></inline-formula> denotes the set of papers and <inline-formula id="ieqn-18"><mml:math id="mml-ieqn-18"><mml:mi>E</mml:mi></mml:math></inline-formula> denotes the set of edges of citation relationships between papers, i.e., <inline-formula id="ieqn-19"><mml:math id="mml-ieqn-19"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p>Definition 3. Paper-tag network, an undirected graph network formed by the relations between papers and tags, it denoted as <inline-formula id="ieqn-20"><mml:math id="mml-ieqn-20"><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, where <inline-formula id="ieqn-21"><mml:math id="mml-ieqn-21"><mml:mi>I</mml:mi></mml:math></inline-formula> denotes the set of papers and <inline-formula id="ieqn-22"><mml:math id="mml-ieqn-22"><mml:mi>V</mml:mi></mml:math></inline-formula> denotes the set of paper tags.</p>
<p>This paper further gives a heterogeneous data utilization model that fuses the three relationships of definitions <inline-formula id="ieqn-23"><mml:math id="mml-ieqn-23"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x223C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:math></inline-formula>. This model can also be generalized to similar industry data.</p>
<p>Gopalan et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-27">27</xref>] proposed the Bayesian Poisson Factorization (BPF) model. The BPF model assumes that the user&#x2019;s responses to items (e.g., clicks, favorites, purchases, follows, ratings, comments, retweets, etc.), <inline-formula id="ieqn-24"><mml:math id="mml-ieqn-24"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, follow a Poisson distribution:
<disp-formula id="eqn-1"><label>(1)</label><mml:math id="mml-eqn-1" display="block"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Poisson</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-25"><mml:math id="mml-ieqn-25"><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-26"><mml:math id="mml-ieqn-26"><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> are K-dimensional non-negative vectors following a <inline-formula id="ieqn-27"><mml:math id="mml-ieqn-27"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> distribution, i.e.,
<disp-formula id="eqn-2"><label>(2)</label><mml:math id="mml-eqn-2" display="block"><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Gamma</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-3"><label>(3)</label><mml:math id="mml-eqn-3" display="block"><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Gamma</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-28"><mml:math id="mml-ieqn-28"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-29"><mml:math id="mml-ieqn-29"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the shape parameter of the Gamma distribution and <inline-formula id="ieqn-30"><mml:math id="mml-ieqn-30"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-31"><mml:math id="mml-ieqn-31"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the scale parameter of the Gamma distribution. We can infer the values of <inline-formula id="ieqn-32"><mml:math id="mml-ieqn-32"><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-33"><mml:math id="mml-ieqn-33"><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> by Gibbs sampling or variational inference.</p>
</sec>
<sec id="s4">
<label>4</label>
<title>Joint Modeling of Citation Networks and User Preferences</title>
<sec id="s4_1">
<label>4.1</label>
<title>Context-Enhanced Poisson Factorization Models</title>
<p>We take advantage of the additivity of the gamma distribution and use the Poisson factorization model as a general framework, as modelled in the following equation:
<disp-formula id="eqn-4"><label>(4)</label><mml:math id="mml-eqn-4" display="block"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x00AC;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Poisson</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-34"><mml:math id="mml-ieqn-34"><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the hidden feature vector of the tag, <inline-formula id="ieqn-35"><mml:math id="mml-ieqn-35"><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the hidden feature vector of the paper, <inline-formula id="ieqn-36"><mml:math id="mml-ieqn-36"><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the user preference-based similarity between paper <inline-formula id="ieqn-37"><mml:math id="mml-ieqn-37"><mml:mi mathvariant="bold-italic">j</mml:mi></mml:math></inline-formula> and paper <inline-formula id="ieqn-38"><mml:math id="mml-ieqn-38"><mml:mi mathvariant="bold-italic">i</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-39"><mml:math id="mml-ieqn-39"><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the attenuation coefficient of the user preference-based similarity, <inline-formula id="ieqn-40"><mml:math id="mml-ieqn-40"><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> is the citation network-based similarity between paper <inline-formula id="ieqn-41"><mml:math id="mml-ieqn-41"><mml:mi mathvariant="bold-italic">w</mml:mi></mml:math></inline-formula> and paper <inline-formula id="ieqn-42"><mml:math id="mml-ieqn-42"><mml:mi mathvariant="bold-italic">i</mml:mi></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula id="ieqn-43"><mml:math id="mml-ieqn-43"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the decay coefficient of citation network similarity. <inline-formula id="ieqn-44"><mml:math id="mml-ieqn-44"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the set of papers that have been labelled <inline-formula id="ieqn-45"><mml:math id="mml-ieqn-45"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula id="ieqn-46"><mml:math id="mml-ieqn-46"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the set of papers that have been labelled <inline-formula id="ieqn-47"><mml:math id="mml-ieqn-47"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula> as well. In fact, the two sets are consistent. However, due to the different semantics of the two summation terms <inline-formula id="ieqn-48"><mml:math id="mml-ieqn-48"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-49"><mml:math id="mml-ieqn-49"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, to semantically distinguish these two terms, we take the middle variable of these two terms to be different. The probability plot of the model is shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-3">Fig. 3</xref>. From the above equation, we can see that when the value of <inline-formula id="ieqn-50"><mml:math id="mml-ieqn-50"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> or <inline-formula id="ieqn-51"><mml:math id="mml-ieqn-51"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> in the matrix is 0, there is no need to calculate <inline-formula id="ieqn-52"><mml:math id="mml-ieqn-52"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> or <inline-formula id="ieqn-53"><mml:math id="mml-ieqn-53"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. For sparse matrices, this feature of Poisson factorization can save a large part of the computation. In the massive paper queue, the model call data is often only a few of them, so for the academic platform-oriented tagging recommendation, the Poisson factorization algorithm is a very suitable method.</p>
<fig id="fig-3">
<label>Figure 3</label>
<caption>
<title>Probabilistic graphical models</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMC_50389-fig-3.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s4_2">
<label>4.2</label>
<title>Article Similarity Metrics Based on User Preferences</title>
<p>This section introduces symmetric metapaths and computes the path similarity of the head and tail nodes (PathSim). The task can be described as, for example, finding the path similarity in the meta-path &#x2018;paper <inline-formula id="ieqn-54"><mml:math id="mml-ieqn-54"><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo></mml:math></inline-formula> reader <inline-formula id="ieqn-55"><mml:math id="mml-ieqn-55"><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo></mml:math></inline-formula> paper&#x2019;. The formula for path similarity is as follows:
<disp-formula id="eqn-5"><label>(5)</label><mml:math id="mml-eqn-5" display="block"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula></p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-56"><mml:math id="mml-ieqn-56"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is the path similarity between node <inline-formula id="ieqn-57"><mml:math id="mml-ieqn-57"><mml:mi>x</mml:mi></mml:math></inline-formula> and node <inline-formula id="ieqn-58"><mml:math id="mml-ieqn-58"><mml:mi>y</mml:mi></mml:math></inline-formula>. <inline-formula id="ieqn-59"><mml:math id="mml-ieqn-59"><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> represents the number of paths between node <inline-formula id="ieqn-60"><mml:math id="mml-ieqn-60"><mml:mi>x</mml:mi></mml:math></inline-formula> and node <inline-formula id="ieqn-61"><mml:math id="mml-ieqn-61"><mml:mi>y</mml:mi></mml:math></inline-formula> in the case of a meta-path <inline-formula id="ieqn-62"><mml:math id="mml-ieqn-62"><mml:mi>P</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Intuitively, when there are more paths between nodes, the two nodes are more similar. The denominator in the formula is the number of total paths of the two nodes back to themselves as a normalization term.</p>
<p>Take the meta-path &#x2018;paper <inline-formula id="ieqn-63"><mml:math id="mml-ieqn-63"><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo></mml:math></inline-formula> reader <inline-formula id="ieqn-64"><mml:math id="mml-ieqn-64"><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo></mml:math></inline-formula> paper&#x2019; as an example. The goal is to find the similarity of the paper. Suppose there are readers <italic>A</italic>1, <italic>A</italic>2, <italic>A</italic>3, <italic>A</italic>4, and papers <italic>B</italic>1, <italic>B</italic>2, <italic>B</italic>3, and their interaction matrices are shown in the following <xref ref-type="table" rid="table-1">Table 1</xref>:</p>
<table-wrap id="table-1">
<label>Table 1</label>
<caption>
<title>Interaction matrices</title>
</caption>
<table frame="hsides">
<colgroup>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th></th>
<th><italic>B</italic>1</th>
<th><italic>B</italic>2</th>
<th><italic>B</italic>3</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td><italic>A</italic>1</td>
<td>1</td>
<td>1</td>
<td>0</td>
</tr>
<tr>
<td><italic>A</italic>2</td>
<td>1</td>
<td>1</td>
<td>1</td>
</tr>
<tr>
<td><italic>A</italic>3</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>1</td>
</tr>
<tr>
<td><italic>A</italic>4</td>
<td>1</td>
<td>1</td>
<td>0</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>The data in the table can be represented as a bipartite graph as shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-4">Fig. 4</xref>. From <xref ref-type="fig" rid="fig-4">Fig. 4</xref>, it can be easily noticed that <inline-formula id="ieqn-65"><mml:math id="mml-ieqn-65"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> has 3 paths to <inline-formula id="ieqn-66"><mml:math id="mml-ieqn-66"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-67"><mml:math id="mml-ieqn-67"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-68"><mml:math id="mml-ieqn-68"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-69"><mml:math id="mml-ieqn-69"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula>. It can be obtained that <inline-formula id="ieqn-70"><mml:math id="mml-ieqn-70"><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p>
<fig id="fig-4">
<label>Figure 4</label>
<caption>
<title>Bipartite graph for interaction matrices</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMC_50389-fig-4.tif"/>
</fig>
<p><inline-formula id="ieqn-71"><mml:math id="mml-ieqn-71"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> has three paths back to <inline-formula id="ieqn-72"><mml:math id="mml-ieqn-72"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-73"><mml:math id="mml-ieqn-73"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-74"><mml:math id="mml-ieqn-74"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-75"><mml:math id="mml-ieqn-75"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Then <inline-formula id="ieqn-76"><mml:math id="mml-ieqn-76"><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:math></inline-formula>. <inline-formula id="ieqn-77"><mml:math id="mml-ieqn-77"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula> has 3 paths back to <inline-formula id="ieqn-78"><mml:math id="mml-ieqn-78"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula> as <inline-formula id="ieqn-79"><mml:math id="mml-ieqn-79"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-80"><mml:math id="mml-ieqn-80"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-81"><mml:math id="mml-ieqn-81"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Then <inline-formula id="ieqn-82"><mml:math id="mml-ieqn-82"><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Then we can get:
<disp-formula id="eqn-6"><label>(6)</label><mml:math id="mml-eqn-6" display="block"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></disp-formula></p>
<p>We use matrices cash skill to speed up the computation. The user-paper matrix is <inline-formula id="ieqn-83"><mml:math id="mml-ieqn-83"><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula>. We use the Commuting Matrix (CM) to simplify the calculation process. Commuting Matrix (CM) <inline-formula id="ieqn-84"><mml:math id="mml-ieqn-84"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Then, the meta-path similarity of the papers in the interaction matrix is:
<disp-formula id="eqn-7"><label>(7)</label><mml:math id="mml-eqn-7" display="block"><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula></p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-85"><mml:math id="mml-ieqn-85"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the element of the corner scale <inline-formula id="ieqn-86"><mml:math id="mml-ieqn-86"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-87"><mml:math id="mml-ieqn-87"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula> in the commuting matrix. Then the procedure of adopting matrix for <inline-formula id="ieqn-88"><mml:math id="mml-ieqn-88"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is as follows:
<disp-formula id="eqn-8"><label>(8)</label><mml:math id="mml-eqn-8" display="block"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>3</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>3</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>3</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>3</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-9"><label>(9)</label><mml:math id="mml-eqn-9" display="block"><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the specific implementation, the Gamma distribution can fit the decay process well and can be introduced as a decay factor to learn the representation of user preferences. Take <inline-formula id="ieqn-89"><mml:math id="mml-ieqn-89"><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to denote the user&#x2019;s interest to thesis <inline-formula id="ieqn-90"><mml:math id="mml-ieqn-90"><mml:mi mathvariant="bold-italic">j</mml:mi></mml:math></inline-formula> decays according to the <inline-formula id="ieqn-91"><mml:math id="mml-ieqn-91"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> distribution. Then the likelihood of a tag <inline-formula id="ieqn-92"><mml:math id="mml-ieqn-92"><mml:mi>v</mml:mi></mml:math></inline-formula> reaching a new paper <inline-formula id="ieqn-93"><mml:math id="mml-ieqn-93"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula> through paper <inline-formula id="ieqn-94"><mml:math id="mml-ieqn-94"><mml:mi mathvariant="bold-italic">j</mml:mi></mml:math></inline-formula> is:
<disp-formula id="eqn-10"><label>(10)</label><mml:math id="mml-eqn-10" display="block"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula></p>
<p>Then, the likelihood of a tag <inline-formula id="ieqn-95"><mml:math id="mml-ieqn-95"><mml:mi>v</mml:mi></mml:math></inline-formula> reaching a new paper <inline-formula id="ieqn-96"><mml:math id="mml-ieqn-96"><mml:mi mathvariant="bold-italic">i</mml:mi></mml:math></inline-formula> through a collection of papers <inline-formula id="ieqn-97"><mml:math id="mml-ieqn-97"><mml:mi mathvariant="bold-italic">J</mml:mi></mml:math></inline-formula> can be calculated as follows:
<disp-formula id="eqn-11"><label>(11)</label><mml:math id="mml-eqn-11" display="block"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>J</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula></p>
</sec>
<sec id="s4_3">
<label>4.3</label>
<title>Spatial Similarity Measures Based on Citation Networks</title>
<p>Even if the papers have significant textual gaps, they may still have intrinsic theoretical similarities that cannot be obtained by computing textual representation vectors. Given a citation network, it is necessary to utilize as much of the citation network as possible to obtain a low-dimensional vector representation of the papers. Utilizing only neighboring nodes may prevent the model from losing much information about the structure. Once too many layers of network node information are utilized, too much noise may be introduced into the model. Therefore, we utilize a node&#x2019;s neighboring edges and adjacent nodes as the contextual information of the current node. Intuitively, two nodes are more similar if two nodes have more neighboring nodes.</p>
<p>Let the meta-path similarity of the paper <inline-formula id="ieqn-98"><mml:math id="mml-ieqn-98"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-99"><mml:math id="mml-ieqn-99"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula> in the interaction matrix is <inline-formula id="ieqn-100"><mml:math id="mml-ieqn-100"><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>. In the specific implementation, <inline-formula id="ieqn-101"><mml:math id="mml-ieqn-101"><mml:mrow><mml:mtext>Gamma</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is similarly introduced as a decay factor in the representation learning of citation networks. Take <inline-formula id="ieqn-102"><mml:math id="mml-ieqn-102"><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Gamma</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Then, the likelihood of a tagged <inline-formula id="ieqn-103"><mml:math id="mml-ieqn-103"><mml:mi>v</mml:mi></mml:math></inline-formula> pair reaching the citation network of a new paper <inline-formula id="ieqn-104"><mml:math id="mml-ieqn-104"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula> through paper <inline-formula id="ieqn-105"><mml:math id="mml-ieqn-105"><mml:mi>w</mml:mi></mml:math></inline-formula> can be expressed by the following equation:
<disp-formula id="eqn-12"><label>(12)</label><mml:math id="mml-eqn-12" display="block"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></disp-formula></p>
<p>Then, the spatial similarity of the citation network for a user to reach a new paper <inline-formula id="ieqn-106"><mml:math id="mml-ieqn-106"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula> node on the citation network through the cluster of paper set <inline-formula id="ieqn-107"><mml:math id="mml-ieqn-107"><mml:mi mathvariant="bold-italic">J</mml:mi></mml:math></inline-formula> is described as:
<disp-formula id="eqn-13"><label>(13)</label><mml:math id="mml-eqn-13" display="block"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>J</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></disp-formula></p>
<p>Suppose there are nine papers <italic>B</italic>1, <italic>B</italic>2, <italic>B</italic>3, <italic>B</italic>4, <italic>B</italic>5, <italic>B</italic>6, <italic>B</italic>7, <italic>B</italic>8, <italic>B</italic>9. The citation network is shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-5">Fig. 5</xref> and its adjacency matrices is shown in <xref ref-type="table" rid="table-2">Table 2</xref>. As we can see, the adjacency matrix <inline-formula id="ieqn-109"><mml:math id="mml-ieqn-109"><mml:mi>G</mml:mi></mml:math></inline-formula> of the directed graph is an asymmetric matrix. We take its Commuting Matrix (CM) as:</p>
<fig id="fig-5">
<label>Figure 5</label>
<caption>
<title>Citation networks</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMC_50389-fig-5.tif"/>
</fig><table-wrap id="table-2">
<label>Table 2</label>
<caption>
<title>The adjacency matrices <inline-formula id="ieqn-108"><mml:math id="mml-ieqn-108"><mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi></mml:math></inline-formula> of citation networks</title>
</caption>
<table frame="hsides">
<colgroup>
<col/>
<col/>
<col/>
<col/>
<col/>
<col/>
<col/>
<col/>
<col/>
<col/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th></th>
<th><italic>B</italic>1</th>
<th><italic>B</italic>2</th>
<th><italic>B</italic>3</th>
<th><italic>B</italic>4</th>
<th><italic>B</italic>5</th>
<th><italic>B</italic>6</th>
<th><italic>B</italic>7</th>
<th><italic>B</italic>8</th>
<th><italic>B</italic>9</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td><italic>B</italic>1</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
</tr>
<tr>
<td><italic>B</italic>2</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
</tr>
<tr>
<td><italic>B</italic>3</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
</tr>
<tr>
<td><italic>B</italic>4</td>
<td>1</td>
<td>1</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
</tr>
<tr>
<td><italic>B</italic>5</td>
<td>1</td>
<td>1</td>
<td>1</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
</tr>
<tr>
<td><italic>B</italic>6</td>
<td>1</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>1</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>1</td>
<td>0</td>
</tr>
<tr>
<td><italic>B</italic>7</td>
<td>0</td>
<td>1</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
</tr>
<tr>
<td><italic>B</italic>8</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>1</td>
<td>1</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
</tr>
<tr>
<td><italic>B</italic>9</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>1</td>
<td>1</td>
<td>1</td>
<td>0</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p><disp-formula id="eqn-14"><label>(14)</label><mml:math id="mml-eqn-14" display="block"><mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></disp-formula></p>
<p>Let us take the meta-path &#x2018;paper <inline-formula id="ieqn-110"><mml:math id="mml-ieqn-110"><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo></mml:math></inline-formula>paper <inline-formula id="ieqn-111"><mml:math id="mml-ieqn-111"><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo></mml:math></inline-formula> paper&#x2019; as an example. The goal is to find the paper&#x2019;s similarity in citation. We simplify the citations network to an undirected graph so their adjacency matrices became symmetric. We use matrices cash skill to speed up the computation. The adjacency matrices are <inline-formula id="ieqn-112"><mml:math id="mml-ieqn-112"><mml:mi>G</mml:mi></mml:math></inline-formula>, we take the Commuting Matrix (CM) <inline-formula id="ieqn-113"><mml:math id="mml-ieqn-113"><mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, then the meta-path similarity of the papers in the interaction matrix is:
<disp-formula id="eqn-15"><label>(15)</label><mml:math id="mml-eqn-15" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula></p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-114"><mml:math id="mml-ieqn-114"><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> is the element of the corner scale <inline-formula id="ieqn-115"><mml:math id="mml-ieqn-115"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-116"><mml:math id="mml-ieqn-116"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula> in the commuting matrix.
<disp-formula id="eqn-16"><label>(16)</label><mml:math id="mml-eqn-16" display="block"><mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center center center center center center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>3</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>3</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>3</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>4</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>3</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>3</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>4</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>4</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>3</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>4</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>3</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-17"><label>(17)</label><mml:math id="mml-eqn-17" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>56</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>56</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>55</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>66</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.75</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-18"><label>(18)</label><mml:math id="mml-eqn-18" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>57</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>57</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>55</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>77</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.33</mml:mn></mml:math></disp-formula></p>
<p>So paper 5 is more similar to paper 6 than to paper 7.</p>
</sec>
<sec id="s4_4">
<label>4.4</label>
<title>Approximate Posterior Inference</title>
<p>We use variational inference to solve the model, and the details of the solution process are described below. <inline-formula id="ieqn-117"><mml:math id="mml-ieqn-117"><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-118"><mml:math id="mml-ieqn-118"><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> obey a <inline-formula id="ieqn-119"><mml:math id="mml-ieqn-119"><mml:mrow><mml:mtext>gamma</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> distribution, <inline-formula id="ieqn-120"><mml:math id="mml-ieqn-120"><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Gamma</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-121"><mml:math id="mml-ieqn-121"><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Gamma</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, let <inline-formula id="ieqn-122"><mml:math id="mml-ieqn-122"><mml:msubsup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Poisson</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-123"><mml:math id="mml-ieqn-123"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Poisson</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-124"><mml:math id="mml-ieqn-124"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Poisson</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, then <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-13">Eq. (13)</xref> can be reduced to:
<disp-formula id="eqn-19"><label>(19)</label><mml:math id="mml-eqn-19" display="block"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x00AC;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>J</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula></p>
<p>Due to the additivity of <inline-formula id="ieqn-125"><mml:math id="mml-ieqn-125"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> distribution, the sum of multiple <italic>Poisson</italic> distributions <inline-formula id="ieqn-126"><mml:math id="mml-ieqn-126"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> still obeys Poisson distribution. We can obtain the Variational family of the above model as follows:
<disp-formula id="eqn-20"><label>(20)</label><mml:math id="mml-eqn-20" display="block"><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula></p>
<p>According to the conditional conjugate model, each variational parameter equals the expectation of the other corresponding parameters in the complete condition. Detailed proofs are shown in <xref ref-type="app" rid="app-1">Appendix</xref> (including <xref ref-type="table" rid="table-5">Table A1</xref>). In summary, the parameters are updated as follows:</p>
<p><disp-formula id="eqn-21"><label>(21)</label><mml:math id="mml-eqn-21" display="block"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x2190;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-22"><label>(22)</label><mml:math id="mml-eqn-22" display="block"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x2190;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-23"><label>(23)</label><mml:math id="mml-eqn-23" display="block"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">&#x2190;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-24"><label>(24)</label><mml:math id="mml-eqn-24" display="block"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">&#x2190;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-25"><label>(25)</label><mml:math id="mml-eqn-25" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x221D;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x27E8;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>We expect the latent variable as following:
<disp-formula id="eqn-26"><label>(26)</label><mml:math id="mml-eqn-26" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>By the same reasoning, it is easy to obtain the following equation:
<disp-formula id="eqn-27"><label>(27)</label><mml:math id="mml-eqn-27" display="block"><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-28"><label>(28)</label><mml:math id="mml-eqn-28" display="block"><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
</sec>
<sec id="s4_5">
<label>4.5</label>
<title>Optimization and Complexity Analysis</title>
<p>Algorithm 1 shows the entire optimization of our proposed method. The coordinate ascent method is more efficient than the batch algorithm. The computational complexity per iteration of the batch algorithm is <inline-formula id="ieqn-127"><mml:math id="mml-ieqn-127"><mml:mi>O</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, where <inline-formula id="ieqn-128"><mml:math id="mml-ieqn-128"><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-129"><mml:math id="mml-ieqn-129"><mml:mi>W</mml:mi></mml:math></inline-formula> are the total number of non-zero observations in the document-user and document-word matrices, respectively. For the coordinate ascent method, this is <inline-formula id="ieqn-130"><mml:math id="mml-ieqn-130"><mml:mi>O</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, where <inline-formula id="ieqn-131"><mml:math id="mml-ieqn-131"><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the number of users who rated the sampled document <inline-formula id="ieqn-132"><mml:math id="mml-ieqn-132"><mml:mi>d</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-133"><mml:math id="mml-ieqn-133"><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the number of unique words in it. We assume that only one document is sampled in each iteration. In <xref ref-type="fig" rid="fig-3">Fig. 3</xref>, sums involving polynomial parameters can be tracked for efficient memory usage. The constraint on memory usage is <inline-formula id="ieqn-134"><mml:math id="mml-ieqn-134"><mml:mi>O</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. As in <xref ref-type="table" rid="table-3">Table 3</xref>, the update algorithm is of the same order of magnitude of complexity as the Bayesian Personalized Ranking (BPR), which does not introduce relational contexts. Therefore, on the premise of pre-processing contextual content and not increasing the arithmetic burden of the online model, the computational complexity of the model proposed in this paper remains the same as that of the BPR algorithm without fusing content information. Therefore, it is currently a more advanced algorithm regarding computational efficiency.</p>
<table-wrap id="table-3">
<label>Table 3</label>
<caption>
<title>Time complexity of methods with implicit feedback</title>
</caption>
<table frame="hsides">
<colgroup>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th>Method</th>
<th>Time complexity</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td>BPR</td>
<td><inline-formula id="ieqn-135"><mml:math id="mml-ieqn-135"><mml:mi>O</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td>PMF</td>
<td><inline-formula id="ieqn-136"><mml:math id="mml-ieqn-136"><mml:mi>O</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td>ALS</td>
<td><inline-formula id="ieqn-137"><mml:math id="mml-ieqn-137"><mml:mi>O</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td>eALS</td>
<td><inline-formula id="ieqn-138"><mml:math id="mml-ieqn-138"><mml:mi>O</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td>Context-aware-eALS</td>
<td><inline-formula id="ieqn-139"><mml:math id="mml-ieqn-139"><mml:mi>O</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td>OUR METHOD</td>
<td><inline-formula id="ieqn-140"><mml:math id="mml-ieqn-140"><mml:mi>O</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<fig id="fig-9">
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMC_50389-fig-9.tif"/>
</fig>
</sec>
</sec>
<sec id="s5">
<label>5</label>
<title>Experimental Results and Analysis</title>
<p>We examine the algorithm&#x2019;s efficacy using the citeulike-a and citeulike-t datasets [<xref ref-type="bibr" rid="ref-30">30</xref>]. The two datasets both contain the tags corresponding to the papers, records of user interactions with the articles, citation networks, and the bag of words for the articles. The statistical information of the dataset is shown in <xref ref-type="table" rid="table-4">Table 4</xref>.</p>
<table-wrap id="table-4">
<label>Table 4</label>
<caption>
<title>Datasets</title>
</caption>
<table frame="hsides">
<colgroup>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th>Statistics</th>
<th>citeulike-a</th>
<th>citeulike-t</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td>Users</td>
<td>5551</td>
<td>7947</td>
</tr>
<tr>
<td>Articles</td>
<td>16980</td>
<td>25975</td>
</tr>
<tr>
<td>Tags</td>
<td>46391</td>
<td>52946</td>
</tr>
<tr>
<td>Citations</td>
<td>44709</td>
<td>32565</td>
</tr>
<tr>
<td>User-article pairs</td>
<td>204987</td>
<td>134860</td>
</tr>
<tr>
<td>Article-tag pairs</td>
<td>239253</td>
<td>290830</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<sec id="s5_1">
<label>5.1</label>
<title>Evaluation Metric</title>
<p>We use implicit feedback for the computation, where we recommend <inline-formula id="ieqn-156"><mml:math id="mml-ieqn-156"><mml:mi>K</mml:mi></mml:math></inline-formula> tags to papers based on the ranking of the predicted values and evaluate them based on the articles that users have checked in. We use two metrics to evaluate the quality of the sorted list of tags: The Area Under Curve (AUC) and Mean Average Precision (MAP), which are defined as follows:
<disp-formula id="eqn-29"><label>(29)</label><mml:math id="mml-eqn-29" display="block"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>U</mml:mi><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula></p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-157"><mml:math id="mml-ieqn-157"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> denotes the predicted ranking of the <inline-formula id="ieqn-158"><mml:math id="mml-ieqn-158"><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> positive sample, <inline-formula id="ieqn-159"><mml:math id="mml-ieqn-159"><mml:mi>P</mml:mi></mml:math></inline-formula> denotes the number of positive samples, and <inline-formula id="ieqn-160"><mml:math id="mml-ieqn-160"><mml:mi>N</mml:mi></mml:math></inline-formula> denotes the number of negative samples.</p>
<p>In the actual calculation process, the samples are usually ranked according to the predicted probability value. Then the ranked samples are taken as positive samples one by one, and the corresponding <inline-formula id="ieqn-161"><mml:math id="mml-ieqn-161"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> values are calculated. Then these values are brought into the AUC calculation formula to obtain the final AUC value.
<disp-formula id="eqn-30"><label>(30)</label><mml:math id="mml-eqn-30" display="block"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>I</mml:mi></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>Average precision (AP) is the average of precision values at all ranks where relevant research papers are found and Mean Average Precision (MAP) given by <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-30">Eq. (30)</xref>, is the average of all APs. Where <inline-formula id="ieqn-162"><mml:math id="mml-ieqn-162"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denotes the precision of returned papers from the top until paper <inline-formula id="ieqn-163"><mml:math id="mml-ieqn-163"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></inline-formula> is reached, <inline-formula id="ieqn-164"><mml:math id="mml-ieqn-164"><mml:mi>N</mml:mi></mml:math></inline-formula> represents the length of the recommendation list, <inline-formula id="ieqn-165"><mml:math id="mml-ieqn-165"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula> is the number of relevant papers in the recommendation list and <inline-formula id="ieqn-166"><mml:math id="mml-ieqn-166"><mml:mi>I</mml:mi></mml:math></inline-formula> is the set of papers.</p>
</sec>
<sec id="s5_2">
<label>5.2</label>
<title>Baselines</title>
<p>In order to validate the effectiveness of introducing contextual information and optimization methods, we have chosen the following recommended techniques to compare with our approach:</p>
<p>PF [<xref ref-type="bibr" rid="ref-27">27</xref>]. Poisson Factorization (PF) is a method that estimates the parameters of a variable by variational inference, using the Poisson distribution as a prior for the variable.</p>
<p>CTR [<xref ref-type="bibr" rid="ref-30">30</xref>]. Collaborative Topic Regression (CTR). Collaborative Topic Regression method that combines Poisson decomposition and topic distribution can mitigate data sparsity and cold-start problems of articles.</p>
<p>mostPop [<xref ref-type="bibr" rid="ref-31">31</xref>]. mostPop is a tag-popularity-based ranking method.</p>
<p>userKNN [<xref ref-type="bibr" rid="ref-32">32</xref>]. User-based K-Nearest Neighbors (userKNN) is the user-based near-neighbor method which calculates the similarity between users based on their reading history using similarity metrics. Here, the paper is considered a user and the tag is an item.</p>
<p>itemKNN [<xref ref-type="bibr" rid="ref-32">32</xref>]. Item-based K-Nearest Neighbors (itemKNN) is the item-based nearest neighbor method, based on the reading records of papers, using similarity metrics to calculate the similarity between items. Here, the paper is considered a user and the tag is an item.</p>
<p>BPR [<xref ref-type="bibr" rid="ref-33">33</xref>]. Bayesian Personalized Ranking (BPR) is the classical ranking learning algorithm based on the principle that positive samples should be ranked before negative samples, and the recommendation model is trained by learning the ranking loss function.</p>
<p>CDR [<xref ref-type="bibr" rid="ref-34">34</xref>]. Collaborative Deep Ranking (CDR) is a hierarchical Bayesian deep learning framework combining a deep feature representation of the paper&#x2019;s content and implicit user preferences to reduce sparsity.</p>
<p>ALS [<xref ref-type="bibr" rid="ref-35">35</xref>]. Alternating Least Squares (ALS) is an implicit feedback-based matrix decomposition method that employs negative sample complete sampling.</p>
<p>We randomly draw 80% of the data from the thesis-tag matrix as training data and the remaining 20% as test data. For a fair comparison, we set the parameters of different algorithms concerning the corresponding literature or experimental results of the compared algorithms.</p>
</sec>
<sec id="s5_3">
<label>5.3</label>
<title>Result</title>
<sec id="s5_3_1">
<label>5.3.1</label>
<title>Performance Comparison</title>
<p>The experimental results obtained by baselines on the citeulike-a and citeulike-t datasets are shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-6">Fig. 6</xref>. We can find following:</p>
<fig id="fig-6">
<label>Figure 6</label>
<caption>
<title>Performance comparison (<inline-formula id="ieqn-173"><mml:math id="mml-ieqn-173"><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">50</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula>)</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMC_50389-fig-6.tif"/>
</fig>
<p>1) The algorithm proposed in this paper has greatly improved over the Poisson decomposition algorithm that does not introduce context, proving that it is feasible to introduce context through the additivity of the gamma distribution. This finding is consistent with the conclusion of the paper [<xref ref-type="bibr" rid="ref-1">1</xref>].</p>
<p>2) Our method shows more than 3% improvement over the alternating element least square method, we believe it is because our model uses a more rational approach to compute the trust strength, and our model successfully combines two contexts to mitigate the data sparsity problem. The eALS models do not model users&#x2019; implicit feedback well due to the extremely sparse data in tag recommendations.</p>
<p>3) The recommendation performance of the model introducing contextual information is similar to that of the collaborative filtering-based model, suggesting that introducing contextual information requires an appropriate approach.</p>
<p>4) The performance of BPR based on negative sample sampling is worse than the ALS method based on complete negative sample sampling, which suggests that random negative sample sampling affects the model.</p>
<p>5) the recommendation accuracy of userKNN is higher than itemKNN in memory-based tagging recommendation algorithms. The reason is that many papers share fewer tagged, which leads to the fact that item-based paper similarity calculation is less accurate than user-based user similarity calculation. This observation is consistent with that of literature [<xref ref-type="bibr" rid="ref-36">36</xref>]. ItemKNN has the lowest accuracy and MAP, and collaborative filtering based solely on paper similarity computation cannot adequately characterize the reading preference of users.</p>
</sec>
<sec id="s5_3_2">
<label>5.3.2</label>
<title>The Effect of the Dimension of the Latent Vector</title>
<p>For the tag recommendation algorithm proposed in this paper, the dimension <inline-formula id="ieqn-167"><mml:math id="mml-ieqn-167"><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> of the latent feature vector is also an important parameter that affects the algorithm&#x2019;s performance. In incremental steps, we vary the value of <inline-formula id="ieqn-168"><mml:math id="mml-ieqn-168"><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, from 10 to 150 and observe the variation of AUC and MAP on the citeulike-a dataset.</p>
<p>The experimental results are shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-7">Fig. 7</xref>. It can be observed that the values of AUC and MAP increase first with the increment of <inline-formula id="ieqn-169"><mml:math id="mml-ieqn-169"><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. After reaching the optimal value, AUC and MAP decrease with the increment of <inline-formula id="ieqn-170"><mml:math id="mml-ieqn-170"><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. On the citeulike-t dataset, the effect of parameter <inline-formula id="ieqn-171"><mml:math id="mml-ieqn-171"><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> on AUC and MAP shows a similar trend. This observation suggests that over-increasing the value of <inline-formula id="ieqn-172"><mml:math id="mml-ieqn-172"><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> may introduce some noise to reduce the accuracy of the recommendation algorithm.</p>
<fig id="fig-7">
<label>Figure 7</label>
<caption>
<title>Prediction accuracy of four implicit feedback methods <italic>vs</italic>. <inline-formula id="ieqn-175"><mml:math id="mml-ieqn-175"><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMC_50389-fig-7.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s5_3_3">
<label>5.3.3</label>
<title>Ablation Experiments</title>
<p>In this paper, we propose a tag recommendation algorithm that fuses context regularization through the additivity of the <inline-formula id="ieqn-174"><mml:math id="mml-ieqn-174"><mml:mrow><mml:mtext>gamma</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> distribution. We implement regularization of the article-tag interaction model with the citation and user-article networks. In this section, we exclude the citation and user-article network, respectively, and compare the changes of AUC and MAP with one missing term and without regularization.</p>
<list list-type="bullet">
<list-item><p>PF. This model removes items representing user-profiles and citation networks in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">Eq. (4)</xref>.</p></list-item>
<list-item>
<p>PF&#x002B; citation. This model removes items representing user profiles.</p></list-item>
<list-item>
<p>PF&#x002B; profile. This model removes items representing citation networks.</p></list-item>
<list-item><p>This is the full context-augmented Poisson factorization model with user profiles and citation network as context.</p></list-item>
</list>
<p><xref ref-type="fig" rid="fig-8">Fig. 8</xref> shows the results evaluated on two datasets regarding AUC and MAP. There are several interesting observations:</p>
<fig id="fig-8">
<label>Figure 8</label>
<caption>
<title>Ablation tests (<inline-formula id="ieqn-176"><mml:math id="mml-ieqn-176"><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">50</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula>)</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMC_50389-fig-8.tif"/>
</fig>
<p><list list-type="bullet">
<list-item>
<p>Jointly training mode is crucial. Compared with the Poisson decomposition without context, our model improves the AUC by 3.1% and 1.2% and the MAP by 46.1% and 84.0% on the two datasets, respectively. This demonstrates the effectiveness of gamma distribution additivity for feature extraction. This mechanism enables our model to capture various features in context for each tag by dynamically adjusting the feature weights for better tag recommendation.</p></list-item>
<list-item>
<p>Effectiveness of context-sensitive modelling. By comparing PF with citation and PF with profile, it can be found that the model using citation as context performs relatively better (AUC improves by about 2.0% on citeulike-a dataset and 0.4% on citeulike-t dataset, MAP improves by about 19.1% on citeulike-a dataset and 50.4% on citeulike-t dataset). This suggests that citation network have a larger impact than user preference in labelling recommendations. Furthermore, the model is slightly better in citeulike-a than citeulike-t datasets. This is reasonable because of the different data sparsity.</p></list-item>
</list></p>
</sec>
</sec>
</sec>
<sec id="s6">
<label>6</label>
<title>Conclusion and Future Work</title>
<p>With the rapid growth of academic resources, the reading and organizing academic resources become more and more time-consuming. Tag recommendation is an integral part of the academic resource platform, which can help users personalize the classification of papers, facilitate users&#x2019; finding papers, and reduce information overload. In order to fully utilize the three kinds of relational data in tag recommendation, this paper proposes a context-aware tag recommendation model based on Poisson decomposition. We explicitly integrate user preferences and citation networks into the model and solve it with gradient climbing method, which significantly reduces the complexity. Experimental results on two real tagging recommendation datasets show that the method in this paper outperforms current methods in terms of tag recommendation accuracy and computational efficiency.</p>
<p>However, academic tag recommendation systems may exacerbate the phenomenon of hot and cold areas or topics of academic research, leading to over-attention to certain areas of research and neglect of others. This is not conducive to the diversity and balanced development of academic research. We will look into this issue in our follow-up work.</p>
</sec>
</body>
<back>
<ack>
<p>Not applicable.</p>
</ack>
<sec><title>Funding Statement</title>
<p>This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 62271274).</p>
</sec>
<sec><title>Author Contributions</title>
<p>The authors confirm contribution to the paper as follows: study conception and design: Weiming Huang; data collection: Weiming Huang, Zhaoliang Wang; analysis and interpretation of results: Weiming Huang, Baisong Liu; draft manuscript preparation: Weiming Huang. All authors reviewed the results and approved the final version of the manuscript.</p>
</sec>
<sec sec-type="data-availability"><title>Availability of Data and Materials</title>
<p>The data supporting this study&#x2019;s findings are available from the corresponding author upon reasonable request.</p>
</sec>
<sec sec-type="COI-statement"><title>Conflicts of Interest</title>
<p>The authors declare that they have no conflicts of interest to report regarding the present study.</p>
</sec>
<ref-list content-type="authoryear">
<title>References</title>
<ref id="ref-1"><label>[1]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>P.</given-names> <surname>Xu</surname></string-name>, <string-name><given-names>H.</given-names> <surname>Liu</surname></string-name>, <string-name><given-names>B.</given-names> <surname>Liu</surname></string-name>, <string-name><given-names>L.</given-names> <surname>Jing</surname></string-name>, and <string-name><given-names>J.</given-names> <surname>Yu</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Survey of tag recommendation methods</article-title>,&#x201D; <source>J. Softw.</source>, vol. <volume>33</volume>, no. <issue>4</issue>, pp. <fpage>1244</fpage>&#x2013;<lpage>1266</lpage>, <year>2022</year>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.13328/j.cnki.jos.006481</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-2"><label>[2]</label><mixed-citation publication-type="book"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>R.</given-names> <surname>Ashvanth</surname></string-name>, <string-name><given-names>G.</given-names> <surname>Deepak</surname></string-name>, <string-name><given-names>J.</given-names> <surname>Sheeba Priyadarshini</surname></string-name>, and <string-name><given-names>A.</given-names> <surname>Santhanavijayan</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<chapter-title>KMetaTagger: A knowledge centric metadata driven hybrid tag recommendation model encompassing machine intelligence</chapter-title>,&#x201D; in <source>Intelligent Systems Design and Applications</source>, <publisher-loc>Springer, Cham</publisher-loc>, pp. <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>11</lpage>, <year>2023</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-3"><label>[3]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>K.</given-names> <surname>Lei</surname></string-name>, <string-name><given-names>Q.</given-names> <surname>Fu</surname></string-name>, <string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Yang</surname></string-name>, and <string-name><given-names>Y.</given-names> <surname>Liang</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Tag recommendation by text classification with attention-based capsule network</article-title>,&#x201D; <source>Neurocomputing</source>, vol. <volume>391</volume>, pp. <fpage>65</fpage>&#x2013;<lpage>73</lpage>, <year>2020</year>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.neucom.2020.01.091</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-4"><label>[4]</label><mixed-citation publication-type="conf-proc"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>L.</given-names> <surname>Yang</surname></string-name>, <string-name><given-names>R.</given-names> <surname>Yang</surname></string-name>, <string-name><given-names>T.</given-names> <surname>Chen</surname></string-name>, <string-name><given-names>H.</given-names> <surname>Fei</surname></string-name>, and <string-name><given-names>J.</given-names> <surname>Tang</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>MF-TagRec: Multi-feature fused tag recommendation for GitHub</article-title>,&#x201D; in <conf-name>Proc. PRICAI</conf-name>, <publisher-loc>Shanghai, China</publisher-loc>, <year>2022</year>, pp. <fpage>17</fpage>&#x2013;<lpage>31</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-3-031-20868-3_2</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-5"><label>[5]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>J.</given-names> <surname>Yi</surname></string-name>, <string-name><given-names>X.</given-names> <surname>Ren</surname></string-name>, and <string-name><given-names>Z.</given-names> <surname>Chen</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Multi-auxiliary augmented collaborative variational auto-encoder for tag recommendation</article-title>,&#x201D; <source>ACM Trans. Inf. Syst.</source>, vol. <volume>41</volume>, no. <issue>4</issue>, pp. <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>25</lpage>, <year>2023</year>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1145/3578932</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-6"><label>[6]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>D.</given-names> <surname>Boughareb</surname></string-name>, <string-name><given-names>A.</given-names> <surname>Khobizi</surname></string-name>, <string-name><given-names>R.</given-names> <surname>Boughareb</surname></string-name>, <string-name><given-names>N.</given-names> <surname>Farah</surname></string-name>, and <string-name><given-names>H.</given-names> <surname>Seridi</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>A graph-based tag recommendation for just abstracted scientific articles tagging</article-title>,&#x201D; <source>Int. J. Coop. Inf. Syst.</source>, vol. <volume>29</volume>, no. <issue>3</issue>, pp. <fpage>2050004</fpage>, <year>2020</year>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/S0218843020500045</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-7"><label>[7]</label><mixed-citation publication-type="conf-proc"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>R.</given-names> <surname>Huang</surname></string-name>, <string-name><given-names>C.</given-names> <surname>Han</surname></string-name>, and <string-name><given-names>L.</given-names> <surname>Cui</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Tag-aware attentional graph neural networks for personalized tag recommendation</article-title>,&#x201D; in <conf-name>Proc. IJCNN</conf-name>, <publisher-loc>Shenzhen, China</publisher-loc>, <year>2021</year>, pp. <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>8</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/IJCNN52387.2021.9533380</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-8"><label>[8]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>W.</given-names> <surname>Zhao</surname></string-name>, <string-name><given-names>L.</given-names> <surname>Shang</surname></string-name>, <string-name><given-names>Y.</given-names> <surname>Yu</surname></string-name>, <string-name><given-names>L.</given-names> <surname>Zhang</surname></string-name>, <string-name><given-names>C.</given-names> <surname>Wang</surname></string-name> and <string-name><given-names>J.</given-names> <surname>Chen</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Personalized tag recommendation via denoising auto-encoder</article-title>,&#x201D; in <source>Proc. WWW.</source>, vol. <volume>26</volume>, no. <issue>1</issue>, pp. <fpage>95</fpage>&#x2013;<lpage>114</lpage>, <year>2023</year>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11280-021-00967-3</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-9"><label>[9]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>Z.</given-names> <surname>Fei</surname></string-name>, <string-name><given-names>J.</given-names> <surname>Wang</surname></string-name>, <string-name><given-names>B.</given-names> <surname>Huang</surname></string-name>, and <string-name><given-names>X.</given-names> <surname>Xiang</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Pairwise metric learning with angular margin for tag recommendation</article-title>,&#x201D; <source>IEEE Access</source>, vol. <volume>11</volume>, pp. <fpage>27020</fpage>&#x2013;<lpage>27033</lpage>, <year>2023</year>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/ACCESS.2023.3246090</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-10"><label>[10]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M. D.</given-names> <surname>Hoffman</surname></string-name>, <string-name><given-names>D. M.</given-names> <surname>Blei</surname></string-name>, <string-name><given-names>C.</given-names> <surname>Wang</surname></string-name>, and <string-name><given-names>J. W.</given-names> <surname>Paisley</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Stochastic variational inference</article-title>,&#x201D; <source>J. Mach. Learn. Res.</source>, vol. <volume>14</volume>, pp. <fpage>1303</fpage>&#x2013;<lpage>1347</lpage>, <year>2012</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-11"><label>[11]</label><mixed-citation publication-type="other"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>Y.</given-names> <surname>Wu</surname></string-name>, <string-name><given-names>Y.</given-names> <surname>Yao</surname></string-name>, <string-name><given-names>F.</given-names> <surname>Xu</surname></string-name>, <string-name><given-names>H.</given-names> <surname>Tong</surname></string-name>, and <string-name><given-names>J.</given-names> <surname>Lu</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Tag2Word: Using tags to generate words for content based tag recommendation</article-title>,&#x201D; in <source>Proc. CIKM</source>, <publisher-loc>Indianapolis, Indiana, USA</publisher-loc>, <year>2016</year>, pp. <fpage>2287</fpage>&#x2013;<lpage>2292</lpage>. <comment>Accessed: Jan. 01, 2024. [Online]</comment>. Available: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://api.semanticscholar.org/CorpusID:14840323">https://api.semanticscholar.org/CorpusID:14840323</ext-link>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-12"><label>[12]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>R.</given-names> <surname>Tang</surname></string-name>, <string-name><given-names>C.</given-names> <surname>Yang</surname></string-name>, and <string-name><given-names>Y.</given-names> <surname>Wang</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>A cross-domain multimodal supervised latent topic model for item tagging and cold-start recommendation</article-title>,&#x201D; <source>IEEE Multimed.</source>, vol. <volume>30</volume>, no. <issue>3</issue>, pp. <fpage>48</fpage>&#x2013;<lpage>62</lpage>, <year>2023</year>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/MMUL.2023.3242455</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-13"><label>[13]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>L.</given-names> <surname>Wang</surname></string-name>, <string-name><given-names>Y.</given-names> <surname>Li</surname></string-name>, and <string-name><given-names>W.</given-names> <surname>Jing</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>KEIC: A tag recommendation framework with knowledge enhancement and interclass correlation</article-title>,&#x201D; <source>Inf. Sci.</source>, vol. <volume>645</volume>, pp. <fpage>119330</fpage>, <year>2023</year>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ins.2023.119330</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-14"><label>[14]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Yu</surname></string-name>, <string-name><given-names>Q.</given-names> <surname>Li</surname></string-name>, <string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Liu</surname></string-name>, and <string-name><given-names>Z.</given-names> <surname>Wang</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Observation is reality? A graph diffusion-based approach for service tags recommendation</article-title>,&#x201D; in <source>Proc. ICSOC.</source>, vol. <volume>14420</volume>, pp. <fpage>100</fpage>&#x2013;<lpage>114</lpage>, <year>2023</year>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-3-031-48424-7</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-15"><label>[15]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>L.</given-names> <surname>Li</surname></string-name>, <string-name><given-names>P.</given-names> <surname>Wang</surname></string-name>, <string-name><given-names>X.</given-names> <surname>Zheng</surname></string-name>, <string-name><given-names>Q.</given-names> <surname>Xie</surname></string-name>, <string-name><given-names>X.</given-names> <surname>Tao</surname></string-name> and <string-name><given-names>J. D.</given-names> <surname>Vel&#x00E1;squez</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Dual-interactive fusion for code-mixed deep representation learning in tag recommendation</article-title>,&#x201D; <source>Inf. Fusion</source>, vol. <volume>99</volume>, pp. <fpage>101862</fpage>, <year>2023</year>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.inffus.2023.101862</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-16"><label>[16]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>R.</given-names> <surname>Gharibi</surname></string-name>, <string-name><given-names>A.</given-names> <surname>Safdel</surname></string-name>, <string-name><given-names>S. M.</given-names> <surname>Fakhrahmad</surname></string-name>, and <string-name><given-names>M. H.</given-names> <surname>Sadreddini</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>A content-based model for tag recommendation in software information sites</article-title>,&#x201D; <source>Comput. J.</source>, vol. <volume>64</volume>, no. <issue>11</issue>, pp. <fpage>1680</fpage>&#x2013;<lpage>1691</lpage>, <year>2019</year>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1093/comjnl/bxz144</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-17"><label>[17]</label><mixed-citation publication-type="other"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>N.</given-names> <surname>Engleitner</surname></string-name>, <string-name><given-names>W.</given-names> <surname>Kreiner</surname></string-name>, <string-name><given-names>N.</given-names> <surname>Schwarz</surname></string-name>, <string-name><given-names>T.</given-names> <surname>Kopetzky</surname></string-name>, and <string-name><given-names>L.</given-names> <surname>Ehrlinger</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Knowledge graph embeddings for news article tag recommendation</article-title>,&#x201D; in <source>Proc. ICSS</source>, <publisher-loc>Amsterdam, Netherlands</publisher-loc>, <year>2021</year>. <comment>Accessed: Jan. 01, 2024. [Online]. Available:</comment> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://Https://api.semanticscholar.org/CorpusID:238207994">Https://api.semanticscholar.org/CorpusID:238207994</ext-link>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-18"><label>[18]</label><mixed-citation publication-type="conf-proc"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>X.</given-names> <surname>Wang</surname></string-name>, <string-name><given-names>P.</given-names> <surname>Zhou</surname></string-name>, <string-name><given-names>Y.</given-names> <surname>Wang</surname></string-name>, <string-name><given-names>X.</given-names> <surname>Liu</surname></string-name>, <string-name><given-names>J.</given-names> <surname>Liu</surname></string-name> and <string-name><given-names>H.</given-names> <surname>Wu</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>ServiceBERT: A pre-trained model for web service tagging and recommendation</article-title>,&#x201D; in <conf-name>Proc. ICSOC</conf-name>, <publisher-loc>Dubai, UAE</publisher-loc>, <year>2021</year>, pp. <fpage>464</fpage>&#x2013;<lpage>478</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-3-030-91431-8_29</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-19"><label>[19]</label><mixed-citation publication-type="other"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>J.</given-names> <surname>Gao</surname></string-name> <etal>et al.</etal></person-group>, &#x201C;<article-title>STAR: Spatio-temporal taxonomy-aware tag recommendation for citizen complaints</article-title>,&#x201D; in <source>Proc. CIKM</source>, <publisher-loc>Beijing, China</publisher-loc>, <year>2019</year>. <comment>Accessed: Jan. 01, 2024. [Online]. Available:</comment> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://api.semanticscholar.org/CorpusID:207757333">https://api.semanticscholar.org/CorpusID:207757333</ext-link>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-20"><label>[20]</label><mixed-citation publication-type="other"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>L.</given-names> <surname>Xiao</surname></string-name>, <string-name><given-names>X.</given-names> <surname>Huang</surname></string-name>, <string-name><given-names>B.</given-names> <surname>Chen</surname></string-name>, and <string-name><given-names>L.</given-names> <surname>Jing</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Label-specific document representation for multi-label text classification</article-title>,&#x201D; in <source>Proc. EMNLP-IJCNLP</source>, <publisher-loc>Hong Kong, China</publisher-loc>, <year>2019</year>. <comment>Accessed: Jan. 01, 2024. [Online]. Available:</comment> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://api.semanticscholar.org/CorpusID:202771535">https://api.semanticscholar.org/CorpusID:202771535</ext-link>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-21"><label>[21]</label><mixed-citation publication-type="conf-proc"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>Y.</given-names> <surname>Wei</surname></string-name>, <string-name><given-names>Z.</given-names> <surname>Cheng</surname></string-name>, <string-name><given-names>X.</given-names> <surname>Yu</surname></string-name>, <string-name><given-names>Z.</given-names> <surname>Zhao</surname></string-name>, <string-name><given-names>L.</given-names> <surname>Zhu</surname></string-name> and <string-name><given-names>L.</given-names> <surname>Nie</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Personalized hashtag recommendation for micro-videos</article-title>,&#x201D; in <conf-name>Proc. MM</conf-name>, <publisher-loc>Nice, France</publisher-loc>, <year>2019</year>, pp. <fpage>1446</fpage>&#x2013;<lpage>1454</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1145/3343031.3350858</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-22"><label>[22]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>Y.</given-names> <surname>Yu</surname></string-name>, <string-name><given-names>X.</given-names> <surname>Chen</surname></string-name>, <string-name><given-names>L.</given-names> <surname>Zhang</surname></string-name>, <string-name><given-names>R.</given-names> <surname>Gao</surname></string-name>, and <string-name><given-names>H.</given-names> <surname>Gao</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Neural graph for personalized tag recommendation</article-title>,&#x201D; <source>IEEE Intell. Syst.</source>, vol. <volume>37</volume>, no. <issue>1</issue>, pp. <fpage>51</fpage>&#x2013;<lpage>59</lpage>, <year>2022</year>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/MIS.2020.3040046</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-23"><label>[23]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>J.</given-names> <surname>Sun</surname></string-name>, <string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Zhu</surname></string-name>, <string-name><given-names>Y.</given-names> <surname>Jiang</surname></string-name>, <string-name><given-names>Y.</given-names> <surname>Liu</surname></string-name>, and <string-name><given-names>L.</given-names> <surname>Wu</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Hierarchical attention model for personalized tag recommendation</article-title>,&#x201D; <source>J. Assoc. Inf. Sci. Technol.</source>, vol. <volume>72</volume>, no. <issue>2</issue>, pp. <fpage>173</fpage>&#x2013;<lpage>189</lpage>, <year>2021</year>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/asi.24400</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-24"><label>[24]</label><mixed-citation publication-type="conf-proc"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>X.</given-names> <surname>Chen</surname></string-name>, <string-name><given-names>Y.</given-names> <surname>Yu</surname></string-name>, <string-name><given-names>F.</given-names> <surname>Jiang</surname></string-name>, <string-name><given-names>L.</given-names> <surname>Zhang</surname></string-name>, <string-name><given-names>R.</given-names> <surname>Gao</surname></string-name> and <string-name><given-names>H.</given-names> <surname>Gao</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Graph neural networks boosted personalized tag recommendation algorithm</article-title>,&#x201D; in <conf-name>Proc. IJCNN</conf-name>, <publisher-loc>Glasgow, UK</publisher-loc>, <year>2020</year>, pp. <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>8</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/IJCNN48605.2020.9207610</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-25"><label>[25]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>J.</given-names> <surname>Zhao</surname></string-name>, <string-name><given-names>Q.</given-names> <surname>Zhang</surname></string-name>, <string-name><given-names>Q.</given-names> <surname>Sun</surname></string-name>, <string-name><given-names>H.</given-names> <surname>Huo</surname></string-name>, <string-name><given-names>Y.</given-names> <surname>Xiao</surname></string-name>, and <string-name><given-names>M.</given-names> <surname>G.</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>FolkRank&#x002B;&#x002B;: An optimization of FolkRank Tag recommendation algorithm integrating user and item information</article-title>,&#x201D; <source>KSII Trans. Internet Inf. Syst.</source>, vol. <volume>15</volume>, no. <issue>1</issue>, pp. <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>19</lpage>, <year>2021</year>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.3837/tiis.2021.01.001</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-26"><label>[26]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>W.</given-names> <surname>Zhao</surname></string-name>, <string-name><given-names>A.</given-names> <surname>Zhang</surname></string-name>, <string-name><given-names>L.</given-names> <surname>Shang</surname></string-name>, <string-name><given-names>Y.</given-names> <surname>Yu</surname></string-name>, and <string-name><given-names>L.</given-names> <surname>Zhang</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Hyperbolic personalized tag recommendation</article-title>,&#x201D; in <source>Proc. DASFAA</source>, vol. <volume>13246</volume>, pp. <fpage>216</fpage>&#x2013;<lpage>231</lpage>, <year>2022</year>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-3-031-00126-0</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-27"><label>[27]</label><mixed-citation publication-type="other"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>P.</given-names> <surname>Gopalan</surname></string-name>, <string-name><given-names>J. M.</given-names> <surname>Hofman</surname></string-name>, and <string-name><given-names>D. M.</given-names> <surname>Blei</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Scalable recommendation with hierarchical poisson factorization</article-title>,&#x201D; in <source>Proc. UAI</source>, <publisher-loc>Amsterdam, Netherlands</publisher-loc>, <year>2015</year>, pp. <fpage>326</fpage>&#x2013;<lpage>335</lpage>. <comment>Accessed: Jan. 01, 2024. [Online]. Available:</comment> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://api.semanticscholar.org/CorpusID:1723648">https://api.semanticscholar.org/CorpusID:1723648</ext-link>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-28"><label>[28]</label><mixed-citation publication-type="conf-proc"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>C.</given-names> <surname>Wang</surname></string-name> and <string-name><given-names>D. M.</given-names> <surname>Blei</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Collaborative topic modeling for recommending scientific articles</article-title>,&#x201D; in <conf-name>Proc. SIGKDD</conf-name>, <publisher-loc>San Diego, California, USA</publisher-loc>, <year>2011</year>, pp. <fpage>448</fpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1145/2020408.2020480</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-29"><label>[29]</label><mixed-citation publication-type="conf-proc"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>Y.</given-names> <surname>Guo</surname></string-name>, <string-name><given-names>C.</given-names> <surname>Xu</surname></string-name>, <string-name><given-names>H.</given-names> <surname>Song</surname></string-name>, and <string-name><given-names>X.</given-names> <surname>Wang</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Understanding users&#x2019; budgets for recommendation with hierarchical poisson factorization</article-title>,&#x201D; in <conf-name>Proc. IJCNN</conf-name>, <publisher-loc>Melbourne, Australia</publisher-loc>, <year>2017</year>, pp. <fpage>1781</fpage>&#x2013;<lpage>1787</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.24963/ijcai.2017/247</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-30"><label>[30]</label><mixed-citation publication-type="other"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>H.</given-names> <surname>Wang</surname></string-name>, <string-name><given-names>B.</given-names> <surname>Chen</surname></string-name>, and <string-name><given-names>W. J.</given-names> <surname>Li</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Collaborative topic regression with social regularization for tag recommendation</article-title>,&#x201D; in <source>Proc. IJCAI 2013</source>, <publisher-loc>Beijing, China</publisher-loc>, <year>2013</year>, pp. <fpage>2719</fpage>&#x2013;<lpage>2725</lpage>. <comment>Accessed: Jan. 01, 2024. [Online]. Available:</comment> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.aaai.org/ocs/index.php/IJCAI/IJCAI13/paper/view/7006">http://www.aaai.org/ocs/index.php/IJCAI/IJCAI13/paper/view/7006</ext-link>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-31"><label>[31]</label><mixed-citation publication-type="conf-proc"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>Y.</given-names> <surname>Zhang</surname></string-name>, <string-name><given-names>J.</given-names> <surname>Hu</surname></string-name>, <string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Sano</surname></string-name>, <string-name><given-names>T.</given-names> <surname>Yamasaki</surname></string-name>, and <string-name><given-names>K.</given-names> <surname>Aizawa</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>A tag recommendation system for popularity boosting</article-title>,&#x201D; in <conf-name>Proc. MM</conf-name>, <publisher-loc>California, USA</publisher-loc>, <year>2017</year>, pp. <fpage>1227</fpage>&#x2013;<lpage>1228</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1145/3123266.3127913</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-32"><label>[32]</label><mixed-citation publication-type="conf-proc"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>J.</given-names> <surname>Wang</surname></string-name>, <string-name><given-names>A. P.</given-names> <surname>de Vries</surname></string-name>, and <string-name><given-names>M. J. T.</given-names> <surname>Reinders</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Unifying user-based and item-based collaborative filtering approaches by similarity fusion</article-title>,&#x201D; in <conf-name>Proc. SIGIR</conf-name>, <publisher-loc>Seattle, Washington, USA</publisher-loc>, <year>2006</year>, pp. <fpage>501</fpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1145/1148170.1148257</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-33"><label>[33]</label><mixed-citation publication-type="conf-proc"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Rendle</surname></string-name>, <string-name><given-names>C.</given-names> <surname>Freudenthaler</surname></string-name>, <string-name><given-names>Z.</given-names> <surname>Gantner</surname></string-name>, and <string-name><given-names>L.</given-names> <surname>Schmidt-Thieme</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>BPR: Bayesian personalized ranking from implicit feedback</article-title>,&#x201D; in <conf-name>Proc. UAI'09</conf-name>, <publisher-loc>Arlington, Virginia, USA</publisher-loc>, <year>2009</year>, pp. <fpage>452</fpage>&#x2013;<lpage>461</lpage>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-34"><label>[34]</label><mixed-citation publication-type="conf-proc"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>H.</given-names> <surname>Ying</surname></string-name>, <string-name><given-names>L.</given-names> <surname>Chen</surname></string-name>, <string-name><given-names>Y.</given-names> <surname>Xiong</surname></string-name>, and <string-name><given-names>J.</given-names> <surname>Wu</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Collaborative deep ranking: A hybrid pair-wise recommendation algorithm with implicit feedback</article-title>,&#x201D; in <conf-name>Proc. PAKDD 2016</conf-name>, <publisher-loc>Auckland, New Zealand</publisher-loc>, <year>2016</year>, pp. <fpage>555</fpage>&#x2013;<lpage>567</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-3-319-31750-2_44</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-35"><label>[35]</label><mixed-citation publication-type="conf-proc"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>Y.</given-names> <surname>Hu</surname></string-name>, <string-name><given-names>Y.</given-names> <surname>Koren</surname></string-name>, and <string-name><given-names>C.</given-names> <surname>Volinsky</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Collaborative filtering for implicit feedback datasets</article-title>,&#x201D; in <conf-name>Proc. ICDM</conf-name>, <publisher-loc>Pisa, Italy</publisher-loc>, <year>2008</year>, pp. <fpage>263</fpage>&#x2013;<lpage>272</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/ICDM.2008.22</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-36"><label>[36]</label><mixed-citation publication-type="conf-proc"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>T.</given-names> <surname>Bogers</surname></string-name> and <string-name><given-names>A.</given-names> <surname>van den Bosch</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Recommending scientific articles using citeulike</article-title>,&#x201D; in <conf-name>Proc. RecSys 2008</conf-name>, <publisher-loc>Lausanne, Switzerland</publisher-loc>, <year>2008</year>, pp. <fpage>287</fpage>&#x2013;<lpage>290</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1145/1454008.1454053</pub-id>.</mixed-citation></ref>
</ref-list>
<app-group>
<app id="app-1">
<title>Appendix</title>
<sec id="s7">
<title>Details of Variational Inference</title>
<p>The Poisson decomposition employs variational inference as an optimization objective function to solve for the parameters. A hidden variable factor <inline-formula id="ieqn-177"><mml:math id="mml-ieqn-177"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></inline-formula> is added to the model, and for the observation <inline-formula id="ieqn-178"><mml:math id="mml-ieqn-178"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, We add <inline-formula id="ieqn-179"><mml:math id="mml-ieqn-179"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></inline-formula> intermediate variables <inline-formula id="ieqn-180"><mml:math id="mml-ieqn-180"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, such that <inline-formula id="ieqn-181"><mml:math id="mml-ieqn-181"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Poisson</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-182"><mml:math id="mml-ieqn-182"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-183"><mml:math id="mml-ieqn-183"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is converted to a polynomial by the transformation <inline-formula id="ieqn-184"><mml:math id="mml-ieqn-184"><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, while <inline-formula id="ieqn-185"><mml:math id="mml-ieqn-185"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> still satisfies the Poisson distribution, due to the principle of additivity, the sum of multiple Poisson distributions obeys a Poisson distribution.</p>
<p>We use variational inference to solve the model, and the details of the solution process are described below. <inline-formula id="ieqn-186"><mml:math id="mml-ieqn-186"><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-187"><mml:math id="mml-ieqn-187"><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> obey a <inline-formula id="ieqn-188"><mml:math id="mml-ieqn-188"><mml:mrow><mml:mtext>gamma</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> distribution, <inline-formula id="ieqn-189"><mml:math id="mml-ieqn-189"><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Gamma</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-190"><mml:math id="mml-ieqn-190"><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Gamma</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-191"><mml:math id="mml-ieqn-191"><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Gamma</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-192"><mml:math id="mml-ieqn-192"><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Gamma</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, let <inline-formula id="ieqn-193"><mml:math id="mml-ieqn-193"><mml:msubsup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Poisson</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-194"><mml:math id="mml-ieqn-194"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Poisson</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-195"><mml:math id="mml-ieqn-195"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Poisson</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, then <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-19">Eq. (19)</xref> can be reduced to:
<disp-formula id="eqn-31"><label>(31)</label><mml:math id="mml-eqn-31" display="block"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x00AC;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>J</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula></p>
<p>Due to the additivity of <inline-formula id="ieqn-196"><mml:math id="mml-ieqn-196"><mml:mrow><mml:mtext>Poisson</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> distribution, the sum of multiple <inline-formula id="ieqn-197"><mml:math id="mml-ieqn-197"><mml:mrow><mml:mtext>Poisson</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> distributions <inline-formula id="ieqn-198"><mml:math id="mml-ieqn-198"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> still obeys <inline-formula id="ieqn-199"><mml:math id="mml-ieqn-199"><mml:mrow><mml:mtext>Poisson</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> distribution. We can obtain the Variational family of the above model as follows:
<disp-formula id="eqn-32"><label>(32)</label><mml:math id="mml-eqn-32" display="block"><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula></p>
<p>For <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-31">Eq. (31)</xref>, we extracting the portion associated with <inline-formula id="ieqn-200"><mml:math id="mml-ieqn-200"><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> yields
<disp-formula id="eqn-33"><label>(33)</label><mml:math id="mml-eqn-33" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x221D;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>&#x221D;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Gamma</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>For <inline-formula id="ieqn-201"><mml:math id="mml-ieqn-201"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, according to Lagrange&#x2019;s median theorem, we can get there must exists <inline-formula id="ieqn-202"><mml:math id="mml-ieqn-202"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-203"><mml:math id="mml-ieqn-203"><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, make <inline-formula id="ieqn-204"><mml:math id="mml-ieqn-204"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>. Since <inline-formula id="ieqn-205"><mml:math id="mml-ieqn-205"><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> obeys the <inline-formula id="ieqn-206"><mml:math id="mml-ieqn-206"><mml:mrow><mml:mtext>Gamma</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> distribution, its expectation is <inline-formula id="ieqn-207"><mml:math id="mml-ieqn-207"><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>. So the iterative formula for <inline-formula id="ieqn-208"><mml:math id="mml-ieqn-208"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be rewritten as <inline-formula id="ieqn-209"><mml:math id="mml-ieqn-209"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x2190;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>By the same reasoning, it is easy to obtain the following equation:
<disp-formula id="eqn-34"><label>(34)</label><mml:math id="mml-eqn-34" display="block"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x2190;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-35"><label>(35)</label><mml:math id="mml-eqn-35" display="block"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">&#x2190;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-36"><label>(36)</label><mml:math id="mml-eqn-36" display="block"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">&#x2190;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-37"><label>(37)</label><mml:math id="mml-eqn-37" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x221D;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x27E8;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>The variational inference method assumes at this point that there exists a Poisson distribution <inline-formula id="ieqn-210"><mml:math id="mml-ieqn-210"><mml:mi>q</mml:mi></mml:math></inline-formula>. The iterative method makes the distribution <inline-formula id="ieqn-211"><mml:math id="mml-ieqn-211"><mml:mi>q</mml:mi></mml:math></inline-formula> move closer and closer to the target distribution <inline-formula id="ieqn-212"><mml:math id="mml-ieqn-212"><mml:mi>p</mml:mi></mml:math></inline-formula>, which we need to solve for, and thus makes the following transformations:
<disp-formula id="eqn-38"><label>(38)</label><mml:math id="mml-eqn-38" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac><mml:mo>&#x221D;</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-213"><mml:math id="mml-ieqn-213"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> represents the expectation under the distribution <inline-formula id="ieqn-214"><mml:math id="mml-ieqn-214"><mml:mi>q</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Since there exists <inline-formula id="ieqn-215"><mml:math id="mml-ieqn-215"><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, the final iterative formula for <inline-formula id="ieqn-216"><mml:math id="mml-ieqn-216"><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> is given as:
<disp-formula id="eqn-39"><label>(39)</label><mml:math id="mml-eqn-39" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>By the same reasoning, it is easy to obtain the following equation:
<disp-formula id="eqn-40"><label>(40)</label><mml:math id="mml-eqn-40" display="block"><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-41"><label>(41)</label><mml:math id="mml-eqn-41" display="block"><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Then we can derive and obtain the update equations are summarize in <xref ref-type="table" rid="table-5">Table A1</xref>:</p>
<table-wrap id="table-5">
<label>Table A1</label>
<caption>
<title>Hidden variables, complement conditionals, variational parameters and relevant expectations</title>
</caption>
<table frame="hsides">
<colgroup>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th>Latent variable</th>
<th>Type</th>
<th>Complete conditional</th>
<th>Para.</th>
<th>Latent variable</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td><inline-formula id="ieqn-217"><mml:math id="mml-ieqn-217"><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td>Gamma</td>
<td><inline-formula id="ieqn-218"><mml:math id="mml-ieqn-218"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-219"><mml:math id="mml-ieqn-219"><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-220"><mml:math id="mml-ieqn-220"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td><inline-formula id="ieqn-221"><mml:math id="mml-ieqn-221"><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td>Gamma</td>
<td><inline-formula id="ieqn-222"><mml:math id="mml-ieqn-222"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-223"><mml:math id="mml-ieqn-223"><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-224"><mml:math id="mml-ieqn-224"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-225"><mml:math id="mml-ieqn-225"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td><inline-formula id="ieqn-226"><mml:math id="mml-ieqn-226"><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td>Gamma</td>
<td><inline-formula id="ieqn-227"><mml:math id="mml-ieqn-227"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-228"><mml:math id="mml-ieqn-228"><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-229"><mml:math id="mml-ieqn-229"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>,<inline-formula id="ieqn-230"><mml:math id="mml-ieqn-230"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td><inline-formula id="ieqn-231"><mml:math id="mml-ieqn-231"><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td>Gamma</td>
<td><inline-formula id="ieqn-232"><mml:math id="mml-ieqn-232"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-233"><mml:math id="mml-ieqn-233"><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-234"><mml:math id="mml-ieqn-234"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>,<inline-formula id="ieqn-235"><mml:math id="mml-ieqn-235"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td><inline-formula id="ieqn-236"><mml:math id="mml-ieqn-236"><mml:msubsup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula></td>
<td>Mult</td>
<td><inline-formula id="ieqn-237"><mml:math id="mml-ieqn-237"><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-238"><mml:math id="mml-ieqn-238"><mml:mrow><mml:mover><mml:msubsup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-239"><mml:math id="mml-ieqn-239"><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td><inline-formula id="ieqn-240"><mml:math id="mml-ieqn-240"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td>Mult</td>
<td><inline-formula id="ieqn-241"><mml:math id="mml-ieqn-241"><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-242"><mml:math id="mml-ieqn-242"><mml:mrow><mml:mover><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-243"><mml:math id="mml-ieqn-243"><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td><inline-formula id="ieqn-244"><mml:math id="mml-ieqn-244"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td>Mult</td>
<td><inline-formula id="ieqn-245"><mml:math id="mml-ieqn-245"><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-246"><mml:math id="mml-ieqn-246"><mml:mrow><mml:mover><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
<td><inline-formula id="ieqn-247"><mml:math id="mml-ieqn-247"><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
</app>
</app-group>
</back></article>