《基于虛擬現(xiàn)實(shí)的多粒度用戶畫像可視化系統(tǒng)》論文發(fā)表期刊：《信息技術(shù)》；發(fā)表周期：2021年05期

《基于虛擬現(xiàn)實(shí)的多粒度用戶畫像可視化系統(tǒng)》論文作者信息：田萌(1981－) ，男，本科，工程師，研究方向?yàn)榻逃�信息化、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)。

　　摘 要: 當(dāng)前的用戶畫像系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)畫像可視化，導(dǎo)致系統(tǒng)綜合性能差，為此設(shè)計(jì)基于虛擬現(xiàn)實(shí)的多粒度用戶畫像可視化系統(tǒng)。根據(jù)硬件設(shè)計(jì)框架，完成硬件設(shè)備技術(shù)參數(shù)設(shè)定，并選擇合適的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，以此硬件結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，使用虛擬現(xiàn)實(shí)中的像素均值算法，設(shè)計(jì)多維用戶數(shù)據(jù)可視化窗口，并利用梯度提升算法確定多粒度用戶標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)可視化顯示效果優(yōu)化。測(cè)試結(jié)果表明，該系統(tǒng)的可視化界面較為美觀且標(biāo)簽關(guān)聯(lián)度較高，說明這種系統(tǒng)的綜合性能更優(yōu)。

　　關(guān)鍵詞: 虛擬現(xiàn)實(shí); 多粒度; 圖像可視化; 模數(shù)轉(zhuǎn)換器; 梯度提升算法

　　Abstract: The current user portrait system cannot realize portrait visualization, which results in poor comprehensive performance of the system. Therefore, a multi-granularity user portrait visualization system baseeon virtual reality is designed. The technical parameters of hardware equipment are set according to the hardware design framework, and the appropriate analog-to-digital converter is selected. Based on this hardware structure, the multiimensional user data visualization window is designed by using the pixel average algorithm in virtual reality, and the multi-granularity user tags are determined by gradient lifting algorithm, so as to optimize the visual display effect, which all contribute to the multi-granularity visualization system.The test results show that the visual interface of the svstem is nice and the tag correlation degree is high which indicates that the comprehensive performance of the system is better

　　Key words: Virtual Reality; muli-granularity; image visualization; analog-to-digital converter; gradient lifting algorithm

　　0 引 言

　　隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人們的工作與生活逐步發(fā)生了改變。在日常的交流學(xué)習(xí)中，海量信息在互聯(lián)網(wǎng)中流轉(zhuǎn)著，使得互聯(lián)網(wǎng)成為多種信息聚集地，想要在如此龐大的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中尋找所需信息無異于大海撈針[1 - 2]。因此，如何在海量信息中尋找到有用的信息，已經(jīng)成為目前互聯(lián)網(wǎng)界研究的重點(diǎn)問題，尤其是對(duì)于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)人員與學(xué)習(xí)人員來說，這既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，用戶畫像技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。用戶畫像技術(shù)，是一種能夠勾畫目標(biāo)用戶，聯(lián)系用戶訴求與設(shè)計(jì)方向的有效工具，到目前為止用戶畫像技術(shù)在很多領(lǐng)域都已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

　　在用戶畫像技術(shù)發(fā)展過程中，多粒度用戶畫像因其對(duì)用戶描繪能力較強(qiáng)成為目前應(yīng)用最為廣泛的用戶畫像技術(shù)。當(dāng)前用戶畫像系統(tǒng)有基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的用戶畫像系統(tǒng)[3]以及基于 K-means 算法的用戶畫像系統(tǒng)[4]，但是這兩種系統(tǒng)由于未采用可視化技術(shù)，導(dǎo)致系統(tǒng)界面美觀度較差。隨著人們對(duì)信息處理的要求不斷提升，用戶畫像可視化系統(tǒng)已經(jīng)逐步替代用戶畫像系統(tǒng)工作，以期實(shí)現(xiàn)將用戶畫像以更高階的形式體現(xiàn)。因此在此次研究中，針對(duì)原有系統(tǒng)的不足，設(shè)計(jì)基于虛擬現(xiàn)實(shí)的多粒度用戶畫像可視化系統(tǒng)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，采用測(cè)試形式對(duì)比此系統(tǒng)與原有系統(tǒng)的性能差異。

　　1 多粒度用戶畫像可視化系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

　　在此次設(shè)計(jì)中系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。

　　1. 1 硬件設(shè)計(jì)

　　為將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到此次系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，在軟件開發(fā)前對(duì)系統(tǒng)硬件展開優(yōu)化，優(yōu)化后的系統(tǒng)硬件框架如圖 2 所示。

　　優(yōu)化過程主要對(duì)數(shù)據(jù)處理部分以及虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備展開優(yōu)化。在此系統(tǒng)中，利用數(shù)據(jù)處理硬件對(duì)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)展開處理，其技術(shù)指標(biāo)設(shè)定如表 1所示。

　　根據(jù)上述表格，選擇合適的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，并將其安裝到系統(tǒng)硬件框架中。

　　為將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有效地應(yīng)用到此系統(tǒng)中，選用 Google Cardboard[5 - 6]作為用戶畫像可視化的載體，此設(shè)備具有低成本的優(yōu)勢(shì)，能夠有效降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本，經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)越。此設(shè)備組成部分較為簡(jiǎn)單，通過硬紙片、凸透鏡、磁鐵、橡皮筋以及NFC 貼紙，實(shí)現(xiàn)可視化過程。由于此設(shè)備需要與系統(tǒng)主控芯片相連接，為保證可視化設(shè)備的使用效果，進(jìn)一步對(duì)兩者之間的通信接口展開優(yōu)化。

　　在用戶畫像可視化過程中，需要將其以數(shù)據(jù)的形式傳輸至可視化設(shè)備中，因此將模數(shù)轉(zhuǎn)換器作為可視化設(shè)備與系統(tǒng)核心控制器之間的連接點(diǎn)，模數(shù)轉(zhuǎn)化器設(shè)定如圖 3 所示。

　　模數(shù)轉(zhuǎn)換器由比較器、逐次比較器、數(shù)據(jù)寄存器以及控制電路組成。通過此設(shè)備將用戶畫像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可視化設(shè)備可接受與處理的數(shù)據(jù)形式，以保障系統(tǒng)的可視化性能。將此設(shè)備與主控芯片進(jìn)行連接，通過該設(shè)備中設(shè)定的通信接口完成其與可視化設(shè)備的通信。

　　將上述設(shè)定的硬件部分與原有系統(tǒng)硬件進(jìn)行有序連接，完成多粒度用戶畫像可視化系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)優(yōu)化，并將此硬件框架作為軟件模塊開發(fā)的平臺(tái)，充分利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的功能提升系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量。

　　1.2 多粒度用戶畫像可視化系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)根據(jù)上文中所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)硬件部分，進(jìn)行軟件模塊的開發(fā)。

　　1.2.1 多維用戶數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)針對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)，在軟件開發(fā)過程中主要對(duì)多粒度用戶畫像數(shù)據(jù)可視化展開處理，使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)可視化窗口展示效果進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的均值算法-對(duì)顯示窗口的像素均值展開計(jì)算，并確定此像素點(diǎn)在系統(tǒng)運(yùn)行過程中是否存在干擾。具體公式為：

　　采用數(shù)據(jù)可視化技術(shù)找到數(shù)據(jù)之間隱藏的規(guī)律、關(guān)系以及變化條件。使用交互式的界面，為多粒度用戶畫像構(gòu)建提供顯示載體。對(duì)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、排序、組合，采用圖像、二維圖形等多種形式構(gòu)建一種既有圖形又有圖像的顯示形式，實(shí)現(xiàn)多粒度用戶畫像可視化。

　　此次使用梯度提升算法，確定多粒度用戶畫像標(biāo)簽[13-13]。在所采集到的用戶數(shù)據(jù)中采用迭代計(jì)算生成D個(gè)學(xué)習(xí)器，然后將D個(gè)學(xué)習(xí)器的預(yù)測(cè)結(jié)果結(jié)合起來，從計(jì)算殘差中確定多粒度用戶畫像標(biāo)簽。假設(shè)fa(a)為f(a)生成的梯度數(shù)值，則有：

　　式中，B表示求解器。通過上述計(jì)算，可得到數(shù)據(jù)的梯度值，并通過此梯度值確定數(shù)據(jù)所屬標(biāo)簽，構(gòu)建多粒度用戶畫像。

　　將此部分設(shè)計(jì)的用戶畫像可視化軟件與上文中完成優(yōu)化過程的系統(tǒng)硬件相結(jié)合，完成基于虛擬現(xiàn)實(shí)的多粒度用戶畫像可視化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

　　2系統(tǒng)測(cè)試

　　2.1 測(cè)試平臺(tái)設(shè)計(jì)

　　在完成基于虛擬現(xiàn)實(shí)的多粒度用戶畫像可視化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)后，為驗(yàn)證此系統(tǒng)的使用效果，進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試與應(yīng)用效果分析。

　　采用文獻(xiàn)[3]系統(tǒng)、文獻(xiàn)[4]系統(tǒng)與本文所設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比，全面分析不同系統(tǒng)的使用性能。此次測(cè)試中使用的服務(wù)器均采用私有云服務(wù)器，其中應(yīng)用服務(wù)器的運(yùn)行環(huán)境設(shè)定為4臺(tái)計(jì)算機(jī)集群上，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器運(yùn)行在3臺(tái)計(jì)算機(jī)集群上，測(cè)試平臺(tái)中共有1個(gè)管理節(jié)點(diǎn)，4個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)。具體測(cè)試環(huán)境配置如表2所示。

　　根據(jù)測(cè)試環(huán)境參數(shù)，搭建系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)，并在此平臺(tái)中完成系統(tǒng)測(cè)試過程。采用本文系統(tǒng)、文獻(xiàn)[3]系統(tǒng)、文獻(xiàn)[4]系統(tǒng)對(duì)采集到的560名互聯(lián)網(wǎng)用戶進(jìn)行用戶畫像可視化處理，并根據(jù)設(shè)定的系統(tǒng)測(cè)試指標(biāo)完成系統(tǒng)之間的性能對(duì)比。

　　2.2 系統(tǒng)測(cè)試指標(biāo)

　　在此次測(cè)試中，將系統(tǒng)測(cè)試指標(biāo)設(shè)定為三部分，分別為用戶畫像生成時(shí)間、用戶畫像標(biāo)簽關(guān)聯(lián)度以及用戶畫像標(biāo)簽可視化展現(xiàn)效果。在上述指標(biāo)中，用戶畫像生成時(shí)間如公式(7)：A=0(7)　　式中，A表示單張用戶畫像生成時(shí)間，w，表示全部用戶畫像處理時(shí)間，n表示用戶個(gè)數(shù)。

　　2.3測(cè)試結(jié)果分析

　　在系統(tǒng)測(cè)試過程中，將測(cè)試設(shè)定為兩部分，一部分為原始用戶畫像生成時(shí)間，第二部分為剔除無用信息后的用戶畫像生成時(shí)間。通過此兩部分驗(yàn)證本文系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)對(duì)比系統(tǒng)的使用差異。三種系統(tǒng)的用戶畫像生成時(shí)間測(cè)試結(jié)果如表3所示。

　　通過表3可以看出，本文系統(tǒng)的用戶畫像生成時(shí)間明顯低于文獻(xiàn)[3]系統(tǒng)與文獻(xiàn)[4]系統(tǒng)。

　　隨著用戶人數(shù)的不斷增加，本文系統(tǒng)的用戶畫像生成時(shí)間沒有出現(xiàn)大幅度的變化，文獻(xiàn)[3]系統(tǒng)與文獻(xiàn)[4]系統(tǒng)則出現(xiàn)了用戶畫像生成時(shí)間過長(zhǎng)或是波動(dòng)的情況。經(jīng)過上述分析可知，本文系統(tǒng)在用戶畫像標(biāo)簽處理方面的性能優(yōu)于傳統(tǒng)系統(tǒng)。

　　用戶畫像主要作用是分析用戶的基本特征，因此用戶標(biāo)簽關(guān)聯(lián)程度直接影響著系統(tǒng)的性能。由圖 4 可知，本文系統(tǒng)的標(biāo)簽關(guān)聯(lián)度較高，通過標(biāo)簽的關(guān)聯(lián)性與對(duì)應(yīng)性可有效分析用戶特征。文獻(xiàn)[3]系統(tǒng)與文獻(xiàn)[4]系統(tǒng)的標(biāo)簽關(guān)聯(lián)程度較低，標(biāo)簽選取較為分散，導(dǎo)致用戶畫像結(jié)構(gòu)較為松散，不利于對(duì)用戶展開深入分析。

　　進(jìn)一步比較三種系統(tǒng)的多粒度用戶畫像標(biāo)簽可視化展現(xiàn)效果，結(jié)果如圖 5 所示。

　　由圖 5 可看出本文系統(tǒng)的用戶畫像可視化效果最佳，其排列方式與表現(xiàn)形式較為合理且美觀，并可以通過此圖像全面了解測(cè)試用戶的基本特征。文獻(xiàn)[3]系統(tǒng)與文獻(xiàn)[4]系統(tǒng)的可視化效果較差，使用這兩種系統(tǒng)對(duì)用戶展開分析時(shí)效果不好。

　　將上述測(cè)試結(jié)果整合分析可知，在多個(gè)系統(tǒng)性能測(cè)試中，本文系統(tǒng)的使用效果最佳，文獻(xiàn)[3]

　　系統(tǒng)與文獻(xiàn)[4]系統(tǒng)部分指標(biāo)較差，說明本文系統(tǒng)的應(yīng)用效果更好。

　　3結(jié)束語

　　為提升用戶畫像可視化質(zhì)量，設(shè)計(jì)基于虛擬現(xiàn)實(shí)的多粒度用戶畫像可視化系統(tǒng)，并通過實(shí)驗(yàn)證明了該系統(tǒng)具有較好應(yīng)用性能。但是在該系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，沒有充分利用用戶的社交信息以及頭像信息，在未來的工作中需要將此部分與此次設(shè)計(jì)中使用的用戶標(biāo)簽進(jìn)行有效融合，以提升用戶分類的精度，生成更加全面的用戶畫像。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]蔣明會(huì)，苗奪謙，羅晟，等，基于粒計(jì)算的多粒度用戶畫像[].模式識(shí)別與人工智能，2019，32(8)：691-698.

　　[2]李文海，彭鑫，丁丹，等·基于日志可視化分析的微服務(wù)系統(tǒng)ii.ita機(jī)，2019，46(11)：145-155.

　　[3]李錦銳，章家寶，彭梅，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的求職用戶畫像系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)D].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2019，18(4)：75-76.

　　[4]王洋，丁志剛，鄭樹泉，等，一種用戶畫像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)1].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2018，35(3)：8-14.

　　[5]張艷豐，彭麗徽，劉金承，等·新媒體環(huán)境下移動(dòng)社交媒體倦怠用戶畫像實(shí)證研究-基于SsO理論的因關(guān)系角[報(bào)，2019，38(10)：1092-1101.

　　[6]孫輝，呂健，寸文哲.VR系統(tǒng)信息可視化模型[].圖2，2018，39(2)：317-326.

　　[7]陳添源，高校移動(dòng)圖書館用戶畫像構(gòu)建實(shí)證[].圖書情報(bào)工作，2018，62(7)：38-46.

　　[8]杜景林，喻亞楠. 基于 SSH 框架的 NC 數(shù)據(jù)可視化驗(yàn)證系統(tǒng)研究[J]. 現(xiàn)代電子技術(shù)，2018，41( 2) : 166 - 169.

　　[9]賈宇飛，趙新俊，趙俊嚴(yán)，等. 特種車輛乘員座艙虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)研究[J]. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2018，30( 1) :132 - 138.

　　[10]單曉紅，張曉月，劉曉燕.基于在線評(píng)論的用戶畫像研究-以攜程酒店為例[].情報(bào)理論與實(shí)踐，2018，41(4)：99—104，149.

　　[11]朱長(zhǎng)永，張欣，馬超，等，基于虛擬現(xiàn)實(shí)的激光三維圖像增強(qiáng)系統(tǒng)研究[].激光雜志，2019，40(12)：67-71.

　　[12]周哲泓，薛錦云，黃捷文，虛擬現(xiàn)實(shí)軟件系統(tǒng)開發(fā)方法研究.機(jī)152，2019，41(11)：1968-1975.

　　[13]張軍鋒，鐵路旅客用戶畫像系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究D.鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2018，27(7)：54-57.

　　[14]丁穎，劉延偉，劉金霞，等，虛擬現(xiàn)實(shí)全景圖像顯著性檢測(cè)研究進(jìn)展述D].電子報(bào)，2019，47(7)：

　　1575-1583.

　　[15]徐恩，於志文，杜賀，等，基于移動(dòng)感知數(shù)據(jù)的用戶系統(tǒng)].州：版，2019，51(4)：30-36.