请帮我写一个使用小波包分解+卷积神经网络完成四分类任务的代码,我现在数据集已经准备好了,为二维数组(5600,1000),以及一个一维数组标签(5600),请写出一个设计合理的小波包分解+CNN的代码

时间: 2024-05-12 11:13:37 浏览: 82
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【CNN分类】基于卷积神经网络的数据分类附matlab代码.zip

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好的,以下是一个简单的小波包分解+CNN的代码实现,使用Pytorch框架: ```python import numpy as np import torch import torch.nn as nn import pywt # 数据预处理 data = np.load('data.npy') # 二维数组(5600,1000) labels = np.load('labels.npy') # 一维数组标签(5600) data = torch.from_numpy(data).float() labels = torch.from_numpy(labels).long() # 定义小波包分解函数 def wavelet_packet_decomposition(data, level): wp = pywt.WaveletPacket(data=data, wavelet='db2', mode='symmetric', maxlevel=level) nodes = [node.path for node in wp.get_level(level, 'freq') if node.path not in wp.get_level(level+1)] return np.array([wp[node].data for node in nodes]) # 小波包分解 data_wavelet = wavelet_packet_decomposition(data, level=3) # 数据划分 train_data = data_wavelet[:4000] train_labels = labels[:4000] test_data = data_wavelet[4000:] test_labels = labels[4000:] # 定义卷积神经网络 class Net(nn.Module): def __init__(self): super(Net, self).__init__() self.conv1 = nn.Conv1d(8, 16, kernel_size=3, padding=1) self.bn1 = nn.BatchNorm1d(16) self.relu1 = nn.ReLU() self.pool1 = nn.MaxPool1d(kernel_size=2) self.conv2 = nn.Conv1d(16, 32, kernel_size=3, padding=1) self.bn2 = nn.BatchNorm1d(32) self.relu2 = nn.ReLU() self.pool2 = nn.MaxPool1d(kernel_size=2) self.fc1 = nn.Linear(32*125, 64) self.relu3 = nn.ReLU() self.fc2 = nn.Linear(64, 4) def forward(self, x): x = self.conv1(x) x = self.bn1(x) x = self.relu1(x) x = self.pool1(x) x = self.conv2(x) x = self.bn2(x) x = self.relu2(x) x = self.pool2(x) x = x.view(x.size(0), -1) x = self.fc1(x) x = self.relu3(x) x = self.fc2(x) return x # 训练模型 model = Net() criterion = nn.CrossEntropyLoss() optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001) for epoch in range(20): running_loss = 0.0 for i in range(len(train_data)): inputs = train_data[i] labels = train_labels[i] inputs = torch.from_numpy(inputs).unsqueeze(0).float() labels = torch.tensor([labels]) optimizer.zero_grad() outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, labels) loss.backward() optimizer.step() running_loss += loss.item() print('epoch %d loss: %.3f' % (epoch+1, running_loss/len(train_data))) # 测试模型 correct = 0 total = 0 with torch.no_grad(): for i in range(len(test_data)): inputs = test_data[i] labels = test_labels[i] inputs = torch.from_numpy(inputs).unsqueeze(0).float() labels = torch.tensor([labels]) outputs = model(inputs) _, predicted = torch.max(outputs.data, 1) total += 1 correct += (predicted == labels).sum().item() print('Accuracy: %.2f %%' % (100 * correct / total)) ``` 其中,`wavelet_packet_decomposition`函数用于对数据进行小波包分解,`Net`类定义了一个简单的卷积神经网络,包含两个卷积层、两个池化层和两个全连接层。 训练过程中,将每个小波包系数序列作为输入,将标签作为输出,使用交叉熵损失函数和Adam优化器进行训练。最后,使用测试集对模型进行评估,计算分类准确率。
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