基于pytorch,帮我编写一个生成时序数据的GAN模型,噪声用正态分布的噪声,真实数据为xlsx文件里的每行时序数据,并帮我每行都标上注释

时间: 2024-03-23 22:42:24 浏览: 23
好的,我会尽力帮您解决问题。首先,需要安装以下库:pytorch、pandas、numpy、matplotlib、xlrd。 下面是代码实现,注释已经标好,您可以根据需求进行修改: ```python import torch import torch.nn as nn import pandas as pd import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt import xlrd # 定义生成器 class Generator(nn.Module): def __init__(self, input_size, output_size, hidden_size): super(Generator, self).__init__() self.fc1 = nn.Linear(input_size, hidden_size) self.fc2 = nn.Linear(hidden_size, hidden_size) self.fc3 = nn.Linear(hidden_size, output_size) def forward(self, x): x = torch.relu(self.fc1(x)) x = torch.relu(self.fc2(x)) x = self.fc3(x) return x # 定义判别器 class Discriminator(nn.Module): def __init__(self, input_size, hidden_size): super(Discriminator, self).__init__() self.fc1 = nn.Linear(input_size, hidden_size) self.fc2 = nn.Linear(hidden_size, hidden_size) self.fc3 = nn.Linear(hidden_size, 1) def forward(self, x): x = torch.relu(self.fc1(x)) x = torch.relu(self.fc2(x)) x = torch.sigmoid(self.fc3(x)) return x # 定义训练函数 def train(num_epochs, d_steps, g_steps, batch_size, lr, input_size, hidden_size, output_size, real_data): # 初始化生成器和判别器 G = Generator(input_size, output_size, hidden_size) D = Discriminator(output_size, hidden_size) # 定义损失函数和优化器 criterion = nn.BCELoss() d_optimizer = torch.optim.Adam(D.parameters(), lr=lr) g_optimizer = torch.optim.Adam(G.parameters(), lr=lr) # 用来保存生成器生成的数据 generated_data = [] # 训练 for epoch in range(num_epochs): for i in range(d_steps): # 训练判别器 D.zero_grad() # 生成真实数据 real_batch = real_data[np.random.randint(0, len(real_data), size=batch_size)] real_batch = torch.tensor(real_batch, dtype=torch.float32) # 生成生成器生成的数据 noise = torch.randn(batch_size, input_size) fake_batch = G(noise) # 计算判别器对真实数据和生成数据的预测结果 real_prediction = D(real_batch) fake_prediction = D(fake_batch.detach()) # 计算判别器的损失 d_loss = criterion(real_prediction, torch.ones_like(real_prediction)) + \ criterion(fake_prediction, torch.zeros_like(fake_prediction)) # 反向传播和优化 d_loss.backward() d_optimizer.step() for i in range(g_steps): # 训练生成器 G.zero_grad() # 生成生成器生成的数据 noise = torch.randn(batch_size, input_size) fake_batch = G(noise) # 计算判别器对生成数据的预测结果 fake_prediction = D(fake_batch) # 计算生成器的损失 g_loss = criterion(fake_prediction, torch.ones_like(fake_prediction)) # 反向传播和优化 g_loss.backward() g_optimizer.step() # 每个epoch结束后保存生成器生成的数据 noise = torch.randn(len(real_data), input_size) generated_batch = G(noise) generated_data.append(generated_batch.detach().numpy()) return generated_data # 读取xlsx文件 data = pd.read_excel('data.xlsx', header=None) real_data = data.values # 设置参数 num_epochs = 500 d_steps = 1 g_steps = 1 batch_size = 32 lr = 0.0002 input_size = 100 hidden_size = 128 output_size = len(real_data[0]) # 训练模型 generated_data = train(num_epochs, d_steps, g_steps, batch_size, lr, input_size, hidden_size, output_size, real_data) # 绘制生成器生成的数据和真实数据的对比图 fig, axs = plt.subplots(nrows=2, ncols=1, figsize=(10, 10)) axs[0].plot(real_data[0], label='Real Data') axs[0].plot(generated_data[-1][0], label='Generated Data') axs[0].set_title('First Row of Data') axs[0].legend() axs[1].plot(real_data[1], label='Real Data') axs[1].plot(generated_data[-1][1], label='Generated Data') axs[1].set_title('Second Row of Data') axs[1].legend() plt.show() ``` 注意:这里生成的数据是与真实数据相同长度的数据,如果需要生成不同长度的数据,可以在生成器中添加一些控制长度的参数。 希望能够帮到您!

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