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 21:13:37 浏览: 85
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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1.版本:matlab2014/2019a/2021a,内含运行结果,不会运行可私信 2.领域:智能优化算法、神经网络预测、信号处理、元胞自动机、图像处理、路径规划、无人机等多种领域的Matlab仿真,更多内容可点击博主头像 3.内容:标题所示,对于介绍可点击主页搜索博客 4.适合人群:本科,硕士等教研学习使用 5.博客介绍:热爱科研的Matlab仿真开发者,修心和技术同步精进,matlab项目合作可si信 %% 开发者:Matlab科研助手 %% 更多咨询关注天天Matlab微信公众号 ### 团队长期从事下列领域算法的研究和改进: ### 1 智能优化算法及应用 **1.1 改进智能优化算法方面(单目标和多目标)** **1.2 生产调度方面** 1.2.1 装配线调度研究 1.2.2 车间调度研究 1.2.3 生产线平衡研究 1.2.4 水库梯度调度研究 **1.3 路径规划方面** 1.3.1 旅行商问题研究(TSP、TSPTW) 1.3.2 各类车辆路径规划问题研究(vrp、VRPTW、CVRP) 1.3.3 机器人路径规划问题研究 1.3.4 无人机三维路径规划问题研究 1.3.5 多式联运问题研究 1.3.6 无人机结合车辆路径配送 **1.4 三维装箱求解** **1.5 物流选址研究** 1.5.1 背包问题 1.5.2 物流选址 1.5.4 货位优化 ##### 1.6 电力系统优化研究 1.6.1 微电网优化 1.6.2 配电网系统优化 1.6.3 配电网重构 1.6.4 有序充电 1.6.5 储能双层优化调度 1.6.6 储能优化配置 ### 2 神经网络回归预测、时序预测、分类清单 **2.1 bp预测和分类** **2.2 lssvm预测和分类** **2.3 svm预测和分类** **2.4 cnn预测和分类** ##### 2.5 ELM预测和分类 ##### 2.6 KELM预测和分类 **2.7 ELMAN预测和分类** ##### 2.8 LSTM预测和分类 **2.9 RBF预测和分类** ##### 2.10 DBN预测和分类 ##### 2.11 FNN预测 ##### 2.12 DELM预测和分类 ##### 2.13 BIlstm预测和分类 ##### 2.14 宽度学习预测和分类 ##### 2.15 模糊小波神经网络预测和分类 ##### 2.16 GRU预测和分类 ### 3 图像处理算法 **3.1 图像识别** 3.1.1 车牌、交通标志识别(新能源、国内外、复杂环境下车牌) 3.1.2 发票、身份证、银行卡识别 3.1.3 人脸类别和表情识别 3.1.4 打靶识别 3.1.5 字符识别(字母、数字、手写体、汉字、验证码) 3.1.6 病灶识别 3.1.7 花朵、药材、水果蔬菜识别 3.1.8 指纹、手势、虹膜识别 3.1.9 路面状态和裂缝识别 3.1.10 行为识别 3.1.11 万用表和表盘识别 3.1.12 人民币识别 3.1.13 答题卡识别 **3.2 图像分割** **3.3 图像检测** 3.3.1 显著性检测 3.3.2 缺陷检测 3.3.3 疲劳检测 3.3.4 病害检测 3.3.5 火灾检测 3.3.6 行人检测 3.3.7 水果分级 **3.4 图像隐藏** **3.5 图像去噪** **3.6 图像融合** **3.7 图像配准** **3.8 图像增强** **3.9 图像压缩** ##### 3.10 图像重建 ### 4 信号处理算法 **4.1 信号识别** **4.2 信号检测** **4.3 信号嵌入和提取** **4.4 信号去噪** ##### 4.5 故障诊断 ##### 4.6 脑电信号 ##### 4.7 心电信号 ##### 4.8 肌电信号 ### 5 元胞自动机仿真 **5.1 模拟交通流** **5.2 模拟人群疏散** **5.3 模拟病毒扩散** **5.4 模拟晶体生长** ### 6 无线传感器网络 ##### 6.1 无线传感器定位(Dv-Hop定位优化、RSSI定位优化) ##### 6.2 无线传感器覆盖优化 ##### 6.3 无线传感器通信及优化(Leach协议优化) ##### 6.4 无人机通信中继优化(组播优化)

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