VAE-Recommendation-System

VAE 모델을 활용한 상품 추천 시스템

소비자의 구매내역을 바탕으로 각 사용자에 맞는 상품을 추천합니다.

• 협업 필터링 기반 추천 시스템 구현
• 기존의 워드 임베딩 방식의 한계를 극복
• Kaggle의 소비자 구매내역 데이터 활용

VAE (Variational Autoencoder)

VAE 모델이란?

Variational Autoencoder (VAE)는 데이터의 잠재 공간을 학습하고, 고차원 데이터를 저차원으로 압축하여 새로운 데이터를 생성하는 딥러닝 모델입니다. VAE는 주로 생성 모델로 사용되며, 이미지 생성, 텍스트 생성 등 다양한 응용 분야에 활용됩니다.

구조

VAE는 두 개의 주요 구성 요소로 이루어져 있습니다:

1. 인코더 (Encoder)

   • 입력 데이터를 잠재 공간(latent space)으로 매핑
   • 인코더는 입력 데이터의 확률 분포를 학습

2. 디코더 (Decoder)

   • 잠재 공간의 표현을 원래 데이터로 재구성
   • 디코더는 인코더가 생성한 잠재 변수를 기반으로 데이터를 생성

작동 원리

VAE는 다음과 같은 과정을 통해 작동합니다:

1. 입력 데이터 인코딩

   • 인코더는 입력 데이터를 잠재 공간의 확률 분포로 변환
   • 이 과정에서 평균과 분산을 추정

2. 샘플링

   • 추정된 평균과 분산을 사용하여 잠재 변수를 샘플링
   • Nosie를 부여
   • Reparemeterization Trick

3. 디코딩

   • 샘플링된 잠재 변수를 디코더에 입력하여 새로운 데이터를 생성

4. 손실 함수

   • 재구성 손실(Reconstruction Loss)
   • KL 발산(Kullback-Leibler Divergence)

응용 분야

• 이미지 생성: VAE는 이미지 생성 및 변환에 널리 사용
• 추천 시스템: 사용자 특성에 맞춘 개인화된 추천을 생성하는 데 활용
• 비지도 학습: VAE는 비지도 학습에서 데이터의 패턴을 발견하는 데 활용