基于pytorch构建卷积神经网络实现RNA序列预测并优化 代码

时间: 2024-03-23 08:37:41 浏览: 92
好的,以下是基于PyTorch构建卷积神经网络实现RNA序列预测并优化的完整代码示例: ``` python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim from torch.utils.data import DataLoader, Dataset # 准备RNA序列数据集 class RNA_Dataset(Dataset): def __init__(self, data_file): self.sequences = [] self.labels = [] with open(data_file, 'r') as f: for line in f: line = line.strip() if not line: continue if line.startswith('>'): label = int(line.split()[1]) self.labels.append(label) else: sequence = [int(n) for n in line] self.sequences.append(sequence) self.sequences = torch.tensor(self.sequences, dtype=torch.float32) self.labels = torch.tensor(self.labels, dtype=torch.long) def __len__(self): return len(self.labels) def __getitem__(self, index): return self.sequences[index], self.labels[index] train_dataset = RNA_Dataset('train.fasta') val_dataset = RNA_Dataset('val.fasta') test_dataset = RNA_Dataset('test.fasta') train_loader = DataLoader(train_dataset, batch_size=64, shuffle=True) val_loader = DataLoader(val_dataset, batch_size=64, shuffle=False) test_loader = DataLoader(test_dataset, batch_size=64, shuffle=False) # 定义卷积神经网络模型 class RNA_CNN(nn.Module): def __init__(self, num_classes=2): super(RNA_CNN, self).__init__() self.conv1 = nn.Sequential( nn.Conv1d(4, 32, kernel_size=5, stride=1, padding=2), nn.ReLU(), nn.MaxPool1d(kernel_size=2, stride=2) ) self.conv2 = nn.Sequential( nn.Conv1d(32, 64, kernel_size=5, stride=1, padding=2), nn.ReLU(), nn.MaxPool1d(kernel_size=2, stride=2) ) self.fc1 = nn.Linear(64 * 50, 1024) self.fc2 = nn.Linear(1024, num_classes) def forward(self, x): x = self.conv1(x) x = self.conv2(x) x = x.view(x.size(0), -1) x = self.fc1(x) x = self.fc2(x) return x model = RNA_CNN() # 定义损失函数和优化器 criterion = nn.CrossEntropyLoss() optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001) # 训练模型 num_epochs = 10 for epoch in range(num_epochs): for i, (sequences, labels) in enumerate(train_loader): optimizer.zero_grad() outputs = model(sequences) loss = criterion(outputs, labels) loss.backward() optimizer.step() # validation correct = 0 total = 0 with torch.no_grad(): for sequences, labels in val_loader: outputs = model(sequences) _, predicted = torch.max(outputs.data, 1) total += labels.size(0) correct += (predicted == labels).sum().item() print('Epoch [{}/{}], Loss: {:.4f}, Validation Accuracy: {:.2f}%' .format(epoch+1, num_epochs, loss.item(), 100 * correct / total)) # 评估模型性能 with torch.no_grad(): correct = 0 total = 0 for sequences, labels in test_loader: outputs = model(sequences) _, predicted = torch.max(outputs.data, 1) total += labels.size(0) correct += (predicted == labels).sum().item() print('Test Accuracy: {:.2f}%'.format(100 * correct / total)) ``` 在上面的代码中,我们使用`RNA_Dataset`类来读取RNA序列数据集,使用`RNA_CNN`类定义卷积神经网络模型,使用交叉熵损失函数和Adam优化器进行训练,并使用验证集来监控模型的性能。在训练结束后,我们使用测试集来评估模型的性能。你可以根据自己的数据集和需求,对代码进行适当修改。
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