转载自：https://hackernoon.com/spotifys-discover-weekly-how-machine-learning-finds-your-new-music-19a41ab76efe，有删节。
【嵌牛导读】：AI 时代音乐 App 的个人推荐系统背后有着什么样的技术？本文将以 Spotify 为例为你作出解答。
【嵌牛鼻子】：音乐app 每周推荐 协同过滤模型 NLP模型
【嵌牛提问】：每周推荐有什么数学模型？如何更加精准？
【嵌牛正文】：
在线音乐 App 发展简史
21 世纪初，Songza 开启了在线音乐服务时代，那个时候，App 还是通过人工管理为用户提供播放列表的。「人工管理」意味着存在一个「音乐专家」团队或其他监管者在挑选歌曲编写播放列表，而用户拿到的歌单多少取决于个人喜好（后来，Beats Music 也使用了相同的策略）。手工编辑的歌单本身没有问题，但它们很难符合每位用户的音乐喜好。
和 Songza 一样，Pandora 也是在线音乐服务的元老之一，它使用了稍稍先进一些的方法来代替手动编出的歌单——标记歌曲风格。通过让听完音乐的用户为每首歌打上标签，Pandora 可以简单地通过筛选标签的方式来制作播放列表。
与此同时，在著名的 MIT Media Lab 中，Echo Nest 诞生了，它是一个更为先进的个性化音乐推荐系统。Echo Nest 使用算法分析歌曲的声音和文本内容，这意味着它可以完成音乐识别、个性化推荐、创建歌单和分析等功能。
最后，Last.fm 又采用了另一种方法并一直沿用到了今天，这种被称为「协同过滤」的方法与其他方法略有不同。
以上是大多数其他流媒体音乐服务采用的推荐形式，Spotify 神奇的推荐引擎似乎比其他方法更加准确，后者是如何做到的呢？
Spotify 的两种推荐模型
Spotify 其实并没有发展出依靠单一算法的推荐模型——它参考了其他服务采用的方法，并整合出了自己的最佳策略，构建了名为 Discovery 的引擎。
为了创建 Discovery Weekly 歌单，Spotify 主要使用了三种推荐系统：
协同过滤模型（与 Last.fm 使用的类似），通过分析你的行为和其他用户的行为来工作。
自然语言处理（NLP）模型，通过分析文本来工作。
让我们来深入了解一下这些推荐模式的运作方式吧。
推荐模型 #1：协同过滤
什么是协同过滤？它是如何工作的？简而言之，就像 Daft Punk 所演示的
这里面发生了什么？两个人都有一些自己喜欢的歌，左边那位喜欢 P、Q、R 和 S，右边那位喜欢 Q、R、S 和 T。
协同过滤使用以上数据我们可以这样认为：
「看来你们都喜欢 Q、R 和 S，所以你们很可能是相同类型的用户。所以你们应该听听对方喜欢——而自己没听过的那几首歌。」
所以我们应该给 Thomas（左）推荐歌曲 P，给 Guy-Manuel（右）推荐歌曲 T，很简单是不是。
但是把这个方法套用在 Spotify 上，实际上需要分析的是数百万用户的喜好，推荐的也是数百万用户的歌单，所以我们需要用上 Python 库。
在这里，你看到的矩阵是庞大的。每一行代表 Spotify 的 1.4 亿用户的一个（如果你是 Spotify 的用户，你在里面有自己的位置），每一列代表 Spotify 3000 万歌曲库里的一首。
在矩阵交点处，当某用户听过一首歌后标记为 1，否则为 0。如果我听了Michael Jackson 的《Thriller》，那么在我这行里代表 Thriller 的位置会标记为 1。（注意：Spotify 已经在尝试让其中的数字更加复杂，不再仅限 1 和 0）
随后我们得到了一个非常稀疏的矩阵——所有人听过的歌都没有未听过的歌多，所以这个矩阵的大部分位置都会被「0」填充。但是，少量的「1」包含着决定性的信息。
随后，Python 库会运行下面这个公式：
当这项工作完成后，我们会得到两种类型的向量，分别由 X 和 Y 来代表。X 是用户向量，代表一个用户的歌曲喜好，Y 是歌曲向量，代表一首歌的热度。
用户/歌曲矩阵产生两种类型的向量：用户向量和歌曲向量。
现在我们拥有了 1.4 亿个用户向量和 3000 万歌曲向量了。它们本身只是一些数字，但我们可以使用它们来进行很多比较。为了使用这些数据找到与我相近的用户，协同过滤使用点积比较了我的向量与所有其他用户的向量。同样的事情也发生在歌曲向量上，你可以用这种方法来找同类型的歌曲。
协同过滤是一个不错的方法，不过 Spotify 还要做得更好。
推荐模型 #2：自然语言处理（NLP）
Spotify 采用的第二种推荐模型是自然语言处理（NLP）模型。顾名思义，这种模型的数据源来自元数据、新闻、博客、评论和网络上能找到的其他各种文本。
自然语言处理是让计算机理解人类语言含义的技术，在业界通常通过情绪分析 API 来实现，NLP 是人工智能下的一个庞大领域。
NLP 背后的技术本文无法详细解释，但在此可以介绍一下高级层面上发生的事情：Spotify 会不断浏览网页，不断寻找有关音乐的博客和其他文本，然后试图分析人们对于特定的艺术家和歌曲评价如何——对于这些歌曲，他们都用了哪些形容词？在讨论歌曲本身的同时，其他哪些艺术家和歌曲被同时提到了？
在这之中 Spotify 最长提到的就是「文化向量（cultural vector）」或「顶级叙述词（top term）」了。每个艺人和每首歌曲都有数千个顶级叙述词。每个词都有相应的权重，权重则揭示了叙述词的重要性。（大概是人们用这个词形容这种音乐的概率）
随后，与协同过滤类似，NLP 模型会将这些叙述词的权重生成向量，代表歌曲的属性，同时比较出类似的歌曲。就是这样。
当然，这些推荐模型也与 Spotify 的整个生态系统链接，其中包含大量数据，使用大量 Hadoop 聚集推荐结果，并让这些模型能够稳定运行在大量数据组成的矩阵、无数网络文字以及音乐文件之上。现在，每个人都可以拥有自己的专属新歌单了。