生成一个多列数组数据归一化代码

时间: 2024-04-14 18:30:08 浏览: 101
要对多列数组进行归一化,可以使用以下代码示例: ```python import numpy as np def normalize_data(data): min_vals = np.min(data, axis=0) max_vals = np.max(data, axis=0) normalized_data = (data - min_vals) / (max_vals - min_vals) return normalized_data # 示例数据 data = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]) # 归一化数据 normalized_data = normalize_data(data) print(normalized_data) ``` 这段代码定义了一个名为`normalize_data`的函数,该函数接受一个多列数组作为参数,并返回归一化后的数组。在函数内部,首先使用`np.min()`函数和`np.max()`函数分别计算出每列的最小值和最大值。 接下来,通过执行`(data - min_vals) / (max_vals - min_vals)`来将数组进行归一化操作。这里使用了NumPy的广播功能,使得对整个数组的每个元素都进行了归一化计算。 最后,将归一化后的数组打印出来。在示例中,输出将是: ``` [[0. 0. 0. ] [0.5 0.5 0.5] [1. 1. 1. ]] ``` 这表示每列数据都被归一化到了0到1之间。 你可以根据自己的实际需求修改示例中的数据和归一化函数来适应你的代码。请确保输入的数据是一个多列数组,其中每一列代表一个特征或变量。
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import os import scipy.io as sio import numpy as np from scipy import signal from sklearn.preprocessing import StandardScaler def load_mat_files(data_dir): """ 加载目录下所有MAT文件 :param data_dir: 数据目录路径 :return: 包含所有数据的字典 {filename: data} """ mat_files = [f for f in os.listdir(data_dir) if f.endswith('.mat')] data_dict = {} for file in mat_files: file_path = os.path.join(data_dir, file) try: mat_data = sio.loadmat(file_path) # 假设EEG数据存储在'EEG'键,fNIRS存储在'fNIRS'键 data_dict[file] = { 'eeg': mat_data['EEG'], # 形状可能为(channels, timepoints) 'fnirs': mat_data['fNIRS'], # 形状可能为(channels, timepoints) 'fs': mat_data['sampling_rate'][0][0] # 采样率 } except Exception as e: print(f"加载 {file} 失败: {str(e)}") return data_dict def preprocess_data(data_dict): """ 执行预处理流程 """ processed = {} for filename, data in data_dict.items(): # 1. 带通滤波(示例:0.5-40Hz) b, a = signal.butter(4, [0.5, 40], btype='bandpass', fs=data['fs']) eeg_filtered = signal.filtfilt(b, a, data['eeg']) # 2. 去趋势 eeg_detrend = signal.detrend(eeg_filtered) # 3. 标准化 scaler = StandardScaler() eeg_normalized = scaler.fit_transform(eeg_detrend.T).T # 存储处理结果 processed[filename] = { 'eeg': eeg_normalized, 'fnirs': data['fnirs'], # fNIRS预处理需单独处理 'fs': data['fs'] } return processed if __name__ == "__main__": data_directory = "path/to/your/mat_files" raw_data = load_mat_files(data_directory) processed_data = preprocess_data(raw_data) print(f"成功处理 {len(processed_data)} 个文件")解释每行代码的功能

import numpy as np import tensorflow as tf from tensorflow.keras.models import Model from tensorflow.keras.layers import Input, Conv1D, Dense, Dropout, Flatten, TimeDistributed from sklearn.preprocessing import StandardScaler from sklearn.metrics import mean_absolute_error # 生成虚拟交通流量数据 def generate_virtual_taxi_data(num_nodes=50, time_steps=288, features=2): np.random.seed(42) # 确保可复现性 base_flow = np.linspace(100, 500, num_nodes) # 基础流量(辆/小时) inflow = np.random.normal(loc=base_flow*0.8, scale=base_flow*0.1, size=(time_steps, num_nodes)) outflow = np.random.normal(loc=base_flow*0.7, scale=base_flow*0.1, size=(time_steps, num_nodes)) # 添加早晚高峰特征 peak_mask = np.zeros((time_steps, num_nodes), dtype=bool) peak_mask[np.logical_or(time_steps*0.25<np.arange(time_steps), time_steps*0.75>np.arange(time_steps))] = True inflow[peak_mask] *= 1.5 outflow[peak_mask] *= 1.3 # 构建完整数据集 traffic_data = np.stack([inflow, outflow], axis=-1) return traffic_data # 创建序列数据 def create_sequences(data, seq_length): X, y = [], [] for i in range(len(data) - seq_length): X.append(data[i:i+seq_length]) y.append(data[i+seq_length]) return np.array(X), np.array(y) # 构建多任务模型 def build_multi_task_model(input_shape): inputs = Input(shape=input_shape) x = tf.keras.layers.TimeDistributed(Conv1D(filters=64, kernel_size=3, activation='relu', padding='same'))(inputs) x = tf.keras.layers.TimeDistributed(Flatten())(x) x = tf.keras.layers.LSTM(128, return_sequences=True)(x) # 分支预测流入和流出 inflow_output = Dense(1, name='inflow')(x) outflow_output = Dense(1, name='outflow')(x) model = Model(inputs, [inflow_output, outflow_output]) model.compile(optimizer=tf.keras.optimizers.Adam(learning_rate=0.001), loss={'inflow': 'mse', 'outflow': 'mse'}, metrics={'inflow': 'mae', 'outflow': 'mae'}) return model # 主函数 def main(): num_nodes = 50 time_steps = 288 features = 2 seq_length = 12 # 生成虚拟数据 traffic_data = generate_virtual_taxi_data(num_nodes, time_steps, features) print(f"Virtual Traffic Data Shape: {traffic_data.shape}") # 应输出 (288,50,2) # 数据预处理 scaler = StandardScaler() traffic_data_scaled = scaler.fit_transform(traffic_data.reshape(-1, features)).reshape(traffic_data.shape) # 创建序列数据 X, y = create_sequences(traffic_data_scaled, seq_length) # 划分训练集/测试集 split = int(0.8 * X.shape[0]) X_train, X_test = X[:split], X[split:] y_train, y_test = y[:split], y[split:] # 模型训练 model = build_multi_task_model(input_shape=(seq_length, num_nodes, features)) history = model.fit(X_train, {'inflow': y_train[..., 0].reshape(-1, 1), 'outflow': y_train[..., 1].reshape(-1, 1)}, epochs=50, batch_size=32, validation_split=0.2) # 结果评估 y_pred_inflow, y_pred_outflow = model.predict(X_test) y_pred_inflow = scaler.inverse_transform(y_pred_inflow).flatten() y_pred_outflow = scaler.inverse_transform(y_pred_outflow).flatten() y_test_inflow = scaler.inverse_transform(y_test[..., 0]).flatten() y_test_outflow = scaler.inverse_transform(y_test[..., 1]).flatten() mae_inflow = mean_absolute_error(y_test_inflow, y_pred_inflow) mae_outflow = mean_absolute_error(y_test_outflow, y_pred_outflow) print(f"MAE Inflow: {mae_inflow:.2f}辆/小时") print(f"MAE Outflow: {mae_outflow:.2f}辆/小时") if __name__ == '__main__': main()帮我修改这段代码

%% 5G NR信号生成与信道传输仿真(修复维度问题) %% 参数配置 ============================================================== clear; clc; close all; % 基础参数 scs = 15; % 子载波间隔(kHz) FFTsize = 4096; numSymbols = 14; activeSubcarriers = 3300; modOrder = 64; % 64QAM codeRate = 3/4; % 实际码率需与编码器匹配 % 动态CP配置 cpLengths = [316, repmat(288,1,6), 316, repmat(288,1,6)]; % 物理层参数计算 fs = scs*1e3*FFTsize; fprintf('系统带宽:%.2f MHz\n', activeSubcarriers*scs/1e3); %% 发射端处理 ============================================================ % 计算所需比特数 totalModSymbols = activeSubcarriers * numSymbols; % 总调制符号数 bitsPerSymbol = log2(modOrder); % 每符号比特数 totalEncodedBits = totalModSymbols * bitsPerSymbol; % 编码后总比特数 % 生成随机数据(根据码率调整) infoBits = round(totalEncodedBits * codeRate); % 信息比特数 dataBits = randi([0 1], infoBits, 1); % 信道编码(示例用重复编码确保维度匹配) encodedBits = repmat(dataBits, ceil(totalEncodedBits/infoBits), 1); encodedBits = encodedBits(1:totalEncodedBits); % 精确截断 % 星座映射 modSymbols = qammod(encodedBits, modOrder, ... 'InputType', 'bit', ... 'UnitAveragePower', true); % 维度验证 assert(numel(modSymbols) == activeSubcarriers*numSymbols,... '数据维度不匹配!预期:%d,实际:%d',... activeSubcarriers*numSymbols, numel(modSymbols)); %% 资源网格映射 ========================================================== resourceGrid = complex(zeros(FFTsize, numSymbols)); startIdx = floor((FFTsize - activeSubcarriers)/2) + 1; resourceGrid(startIdx:startIdx+activeSubcarriers-1, :) = ... reshape(modSymbols, activeSubcarriers, []); %% OFDM调制 ============================================================== txWaveform = []; for symIdx = 1:numSymbols % IFFT变换 ofdmSymbol = ifft(fftshift(resourceGrid(:, symIdx)), FFTsize); % 添加循环前缀 cpLen = cpLengths(symIdx); txWaveform = [txWaveform; ofdmSymbol(end-cpLen+1:end); ofdmSymbol]; end %% 信道建模 ============================================================== % 多径信道参数 % pathDelays = [0 10 20 30 70 100 140 190]*1e-9; % pathGains = [-13.4 -15.6 -16.8 -18.2 -21.3 -22.7 -24.1 -25.3]; %random pathDelays = [0 0 0 0 0 0 0 0]*1e-9; pathGains = [-13.4 -13.4 -13.4 -13.4 -13.4 -13.4 -13.4 -13.4]; % 创建信道对象 rayChan = comm.RayleighChannel(... 'SampleRate', fs, ... 'PathDelays', pathDelays, ... 'AveragePathGains', pathGains, ... 'MaximumDopplerShift', 0);%5 % 通过信道 rxWaveform = rayChan(txWaveform); rxWaveform = awgn(rxWaveform, 25, 'measured'); %% 接收端处理 ============================================================ % OFDM解调 symbolStart = 1; rxGrid = complex(zeros(FFTsize, numSymbols)); for symIdx = 1:numSymbols cpLen = cpLengths(symIdx); symbolData = rxWaveform(symbolStart+cpLen : symbolStart+FFTsize+cpLen-1); rxGrid(:, symIdx) = fftshift(fft(symbolData, FFTsize)); symbolStart = symbolStart + FFTsize + cpLen; end % 提取激活子载波 rxData = rxGrid(startIdx:startIdx+activeSubcarriers-1, :); %% 信道均衡 H_est = mean(rxData(:) ./ modSymbols(:)); % 估计信道增益(理想情况) rxData_eq = rxData / H_est; % 均衡操作 %% 星座图显示 ============================================================ figure('Name', '发射信号与接收信号星座图') subplot(1, 2, 1) plot(modSymbols, 'o') axis equal title('发射信号星座图') xlabel('实部') ylabel('虚部') grid on subplot(1, 2, 2) plot(rxData_eq(:), 'x') axis equal title('接收信号星座图') xlabel('实部') ylabel('虚部') grid on %% 频谱显示 ============================================================== figure('Name','优化频谱显示') [psd_tx, freq_tx] = pspectrum(txWaveform, fs, 'power'); plot(freq_tx/1e6, 10*log10(psd_tx)) xlim([-fs/2e6 fs/2e6]) title('发射信号频谱') xlabel('Frequency (MHz)') grid on看看还有什么问题吗

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