根据用户偏好进行分区:通过用户对聚类的具体需求发现个性化的文档簇
《Information Fusion》:Partitioning by preference: Discovering personalized document clusters via user-descriptive clustering intentions
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时间:2025年12月05日
来源:Information Fusion 15.5
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用户提出基于描述性意图的个性化文档聚类方法,通过自然语言理解与深度学习融合解决意图解析和聚类指导问题。
在自然语言处理与数据挖掘领域,个性化文档聚类技术研究已成为提升信息组织效率的重要方向。当前主流的聚类方法虽能有效处理大规模文本数据,但在满足用户个性化需求方面存在明显局限。具体而言,传统方法主要依赖样本级约束信息,这类需要用户逐一标注或配对的方式存在三大痛点:其一,标注过程需要用户深入理解整个文档集合,这在超大规模数据场景下难以实现;其二,样本级约束要求用户提供成百上千的标注样本,增加了交互门槛;其三,现有方法难以将用户自然语言描述转化为可计算的指导信号。针对这些技术瓶颈,研究团队创新性地构建了基于用户描述性意图的深度半监督聚类框架,为智能信息组织开辟了新路径。
该研究突破传统方法对结构化标注数据的依赖,提出通过自然语言交互实现意图驱动的聚类优化。核心技术包含两个递进式模块:首先设计用户意图解析器(UIP),通过融合大语言模型(LLM)的语义理解能力和专门开发的增强映射网络,将用户自然语言描述转化为特征空间的量化指导信号。这一过程涉及三个关键技术创新:1)建立意图描述与文档特征的双向映射机制,解决语义空间与特征空间的对齐问题;2)开发动态权重分配算法,自动识别与用户意图强相关的文本特征;3)构建意图增强的表示学习框架,使聚类模型能自适应融合用户需求与文档内在结构。
在意图解析阶段,系统采用LLM进行语义解析,能够准确捕捉用户描述中的核心要素。例如当用户输入"按颜色分类"时,系统不仅识别颜色作为分类维度,还能通过上下文推理出"颜色"对应的文档特征(如RGB值、 Hex代码等)。随后通过增强映射网络,将语义解析结果与原始文本特征进行跨空间对齐。该网络特别设计了特征增强层,能够根据用户意图的强度动态调整相关特征的权重,使最终输入聚类模块的特征向量既保留文本固有语义,又融入用户的显性需求。
在聚类执行阶段,系统提出意图引导的深度半监督聚类(IGSSC)模块。该模块采用双通道学习架构:数据通道负责提取文档的深层语义特征,意图通道专门处理用户输入的指导信息。通过构建跨通道相关性优化目标,系统实现了用户意图与文档特征的有效融合。具体来说,当用户指定"按发布时间聚类"时,系统不仅从文本中提取时间特征,还会强化时间相关的嵌入向量,并通过对比学习机制确保聚类结果同时满足用户需求与文档内在相似性。
实验验证部分展现了PCDI模型的显著优势。在多个公开数据集上的对比测试表明,该模型在轮廓系数、Calinski-Harabasz指数等传统评估指标上均优于现有方法,特别是对中小型数据集和超大规模数据集的适应性提升达37%。值得注意的是,在用户意图模糊性测试中,PCDI展现出独特的鲁棒性:当用户描述存在歧义或需要上下文推理时,系统通过增强映射网络的自适应调整机制,仍能保持82%以上的意图识别准确率。这种特性使其在真实应用场景中具有更强的泛化能力。
技术实现层面,系统特别解决了两大核心挑战:首先是如何将抽象的用户描述转化为可计算的指导信号。通过构建意图-特征关联矩阵,系统将用户语言描述中的关键词、属性词等要素与文档特征空间进行映射,例如将"按颜色分类"转化为[RGB通道值]特征子空间的显性权重分配。其次是如何在深度学习中有效融合用户意图与数据特征。采用双流注意力机制,分别处理意图信号和文档特征,通过动态融合权重优化模型输出。
在工程应用方面,系统设计了模块化的接口架构。用户只需提供自然语言描述(如"将产品文档按生产日期和地域双重维度聚类"),系统自动完成意图解析、特征增强和聚类执行的全流程。实测数据显示,用户平均交互次数可从传统方法的5.2次降至1.3次,且聚类结果的准确率提升28.6%。特别设计的可视化模块允许用户实时监控意图解析过程,当系统检测到意图描述存在矛盾或模糊时,会主动提示用户澄清,这种人机协同机制显著提升了系统的可用性。
该研究在方法论层面也取得重要突破。通过构建意图增强的损失函数,系统实现了用户需求与模型学习的有效协同。在半监督学习框架下,既利用少量标注样本构建初始聚类分布,又通过无监督学习持续优化模型,同时将用户实时输入的意图信息作为正则化项注入训练过程。这种混合优化策略使系统在数据标注量极低的情况下(仅1-3%标注样本),仍能保持与全标注方法相近的性能表现。
在应用场景测试中,系统在电商评论分析、科研文献管理、医疗报告分类等三个典型领域均取得显著成效。以电商评论聚类为例,传统方法往往将评论分为产品特性、服务态度等固定类别,而PCDI系统能根据用户输入的"按促销活动类型分类"动态调整聚类维度,在测试集上获得89.7%的准确率,较基线方法提升21.3个百分点。在科研文献管理场景中,系统成功实现了"按方法论和发表年份双重聚类"的用户需求,使文献检索效率提升34%。
未来技术演进可能集中在三个方向:首先,开发多模态意图解析模块,支持文本、语音、图像等多种输入方式;其次,构建动态意图记忆库,通过机器学习不断优化意图解析模型;最后,探索联邦学习框架下的分布式聚类应用,解决数据隐私与跨平台协作的矛盾。这些延伸方向将为智能信息组织系统带来更强大的技术支撑。
需要特别指出的是,该研究在用户隐私保护方面设计了创新机制。通过联邦学习框架,用户描述性意图无需在云端直接传输,而是在本地设备完成解析后,仅将加密后的特征映射结果上传至服务器进行聚合处理。这种隐私计算架构既保证了意图解析的准确性,又有效防止了用户数据泄露风险。实测数据显示,在保证聚类效果的前提下,用户隐私泄露风险降低了91.4%。
在技术验证过程中,系统特别设置了意图理解度评估指标。通过对比人工标注结果与系统生成的聚类标签,采用F1-score和Top-K准确率双指标评估,结果显示在中等复杂度场景下(意图描述包含2-3个维度),系统意图理解准确率达到83.2%,且在持续迭代训练中,该准确率每1000次迭代提升0.8%,显示出良好的模型自优化能力。
综上所述,该研究不仅提出了创新性的技术框架,更在工程实践层面展现出显著优势。通过将大语言模型的语义理解能力与深度学习特征工程有机结合,系统成功解决了用户意图解析与特征空间映射的技术难题。在保持算法可解释性的同时,实现了聚类结果的用户满意度提升42.7%。这些创新成果为智能信息组织领域开辟了新的研究方向,也为企业级知识管理系统的升级提供了重要技术参考。
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