python读取txt文件送入GA优化的LSTM训练和预测,并输出图像代码

时间: 2024-05-05 20:20:24 浏览: 10
抱歉,我可以回答关于Python读取txt文件送入GA优化的LSTM训练和预测,并输出图像的问题。以下是代码示例: 首先需要导入必要的库: ```python import numpy as np import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt from keras.models import Sequential from keras.layers import Dense from keras.layers import LSTM from keras.callbacks import EarlyStopping from sklearn.preprocessing import MinMaxScaler ``` 然后读取txt文件,我们假设文件名为“data.txt”,数据以逗号分隔,每行为一个时间序列数据: ```python data = pd.read_csv('data.txt',sep=',',header=None) ``` 接下来进行数据预处理,包括归一化和划分训练集和测试集: ```python scaler = MinMaxScaler(feature_range=(0, 1)) data_scaled = scaler.fit_transform(data) train_size = int(len(data_scaled) * 0.7) test_size = len(data_scaled) - train_size train, test = data_scaled[0:train_size,:], data_scaled[train_size:len(data_scaled),:] ``` 我们使用遗传算法(GA)进行LSTM参数优化,定义LSTM模型: ```python def create_model(num_hidden_units,num_lstm_layers,batch_size,time_steps,features): model = Sequential() model.add(LSTM(num_hidden_units, input_shape=(time_steps, features))) for i in range(num_lstm_layers - 1): model.add(LSTM(num_hidden_units, return_sequences=True)) model.add(Dense(features)) model.compile(loss='mse', optimizer='adam') return model ``` 定义GA目标函数: ```python def lstm_score(params): num_hidden_units, num_lstm_layers, batch_size, time_steps = params model = create_model(num_hidden_units,num_lstm_layers,batch_size,time_steps,features) model.fit(trainX, trainY, epochs=100, batch_size=batch_size, verbose=0, callbacks=[early_stopping],shuffle=False) trainScore = model.evaluate(trainX, trainY, verbose=0) testScore = model.evaluate(testX, testY, verbose=0) return testScore ``` 执行GA优化,得到最优参数: ```python from pyeasyga import pyeasyga features = 1 num_generations = 10 population_size = 30 mutation_probability = 0.1 ga = pyeasyga.GeneticAlgorithm(param_bounds=[ (20, 100), # num_hidden_units (1, 5), # num_lstm_layers (10, 50), # batch_size (10, 30) # time_steps ]) ga.population_size = population_size ga.mutation_probability = mutation_probability ga.fitness_function = lstm_score ga.create_individual = lambda: [ np.random.randint(20, 101), # num_hidden_units np.random.randint(1, 6), # num_lstm_layers np.random.randint(10, 51), # batch_size np.random.randint(10, 31) # time_steps ] ga.evolve(num_generations=10) best_params = ga.best_individual()[0] ``` 使用得到的最优参数,训练模型并预测结果: ```python num_hidden_units, num_lstm_layers, batch_size, time_steps = best_params model = create_model(num_hidden_units,num_lstm_layers,batch_size,time_steps,features) early_stopping = EarlyStopping(monitor='loss', patience=5) trainX, trainY = create_dataset(train, time_steps) testX, testY = create_dataset(test, time_steps) model.fit(trainX, trainY, epochs=100, batch_size=batch_size, verbose=0, callbacks=[early_stopping],shuffle=False) trainPredict = model.predict(trainX) testPredict = model.predict(testX) trainPredict = scaler.inverse_transform(trainPredict) trainY = scaler.inverse_transform([trainY]) testPredict = scaler.inverse_transform(testPredict) testY = scaler.inverse_transform([testY]) trainPredictPlot = np.empty_like(data_scaled) trainPredictPlot[:, :] = np.nan trainPredictPlot[time_steps:len(trainPredict)+time_steps, :] = trainPredict testPredictPlot = np.empty_like(data_scaled) testPredictPlot[:, :] = np.nan testPredictPlot[len(trainPredict)+(time_steps*2):len(data_scaled), :] = testPredict plt.plot(scaler.inverse_transform(data_scaled)) plt.plot(trainPredictPlot) plt.plot(testPredictPlot) plt.show() ``` 最后,我们可以得到训练结果和预测结果的图像。

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