import numpy as np import tensorflow as tf from tensorflow.keras.models import Model from tensorflow.keras.layers import Input, Conv1D, LSTM, Bidirectional, Dense, Attention # 生成随机输入数据 input_data = np.random.rand(8765, 10, 1) # 生成随机输出数据 output_data = np.random.rand(8765, 6) # 定义模型输入 input_shape = (10, 1) input_layer = Input(shape=input_shape) # CNN层 cnn_layer = Conv1D(filters=32, kernel_size=3, activation='relu')(input_layer) # BiLSTM层 bilstm_layer = Bidirectional(LSTM(units=64, return_sequences=True))(cnn_layer) # Attention层 attention_layer = Attention()(bilstm_layer) # 输出层 output_layer = Dense(units=6)(attention_layer) # 构建模型 model = Model(inputs=input_layer, outputs=output_layer) # 编译模型 model.compile(optimizer='adam', loss='mse') # 训练模型 model.fit(input_data, output_data, batch_size=32, epochs=10, validation_split=0.2) # 使用模型进行预测 test_input = np.random.rand(1, 10, 1) prediction = model.predict(test_input) print("预测结果:", prediction)改成Python的代码

时间: 2024-04-10 08:32:53 浏览: 12
这段代码已经是Python代码了,如果你想在Python环境中运行它,只需将代码复制粘贴到Python解释器中即可。 确保你已经安装了所需的依赖库(例如NumPy和TensorFlow),并且已经正确设置了Python环境。 将代码复制到Python解释器中后,你可以直接运行它。它会生成随机的输入数据和输出数据,并使用CNN-BiLSTM-Attention模型进行训练和预测。 请确保在运行代码之前,你已经安装了所需的库,并且已经导入它们。如果你遇到任何错误,请检查你的环境配置和依赖库安装。
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import matplotlib.pyplot as plt import pandas as pd from keras.models import Sequential from keras import layers from keras import regularizers import os import keras import keras.backend as K import numpy as np from keras.callbacks import LearningRateScheduler data = "data.csv" df = pd.read_csv(data, header=0, index_col=0) df1 = df.drop(["y"], axis=1) lbls = df["y"].values - 1 wave = np.zeros((11500, 178)) z = 0 for index, row in df1.iterrows(): wave[z, :] = row z+=1 mean = wave.mean(axis=0) wave -= mean std = wave.std(axis=0) wave /= std def one_hot(y): lbl = np.zeros(5) lbl[y] = 1 return lbl target = [] for value in lbls: target.append(one_hot(value)) target = np.array(target) wave = np.expand_dims(wave, axis=-1) model = Sequential() model.add(layers.Conv1D(64, 15, strides=2, input_shape=(178, 1), use_bias=False)) model.add(layers.ReLU()) model.add(layers.Conv1D(64, 3)) model.add(layers.Conv1D(64, 3, strides=2)) model.add(layers.BatchNormalization()) model.add(layers.Dropout(0.5)) model.add(layers.Conv1D(64, 3)) model.add(layers.Conv1D(64, 3, strides=2)) model.add(layers.BatchNormalization()) model.add(layers.LSTM(64, dropout=0.5, return_sequences=True)) model.add(layers.LSTM(64, dropout=0.5, return_sequences=True)) model.add(layers.LSTM(32)) model.add(layers.Dropout(0.5)) model.add(layers.Dense(5, activation="softmax")) model.summary() save_path = './keras_model3.h5' if os.path.isfile(save_path): model.load_weights(save_path) print('reloaded.') adam = keras.optimizers.adam() model.compile(optimizer=adam, loss="categorical_crossentropy", metrics=["acc"]) # 计算学习率 def lr_scheduler(epoch): # 每隔100个epoch,学习率减小为原来的0.5 if epoch % 100 == 0 and epoch != 0: lr = K.get_value(model.optimizer.lr) K.set_value(model.optimizer.lr, lr * 0.5) print("lr changed to {}".format(lr * 0.5)) return K.get_value(model.optimizer.lr) lrate = LearningRateScheduler(lr_scheduler) history = model.fit(wave, target, epochs=400, batch_size=128, validation_split=0.2, verbose=2, callbacks=[lrate]) model.save_weights(save_path) print(history.history.keys()) # summarize history for accuracy plt.plot(history.history['acc']) plt.plot(history.history['val_acc']) plt.title('model accuracy') plt.ylabel('accuracy') plt.xlabel('epoch') plt.legend(['train', 'test'], loc='upper left') plt.show() # summarize history for loss plt.plot(history.history['loss']) plt.plot(history.history['val_loss']) plt.title('model loss') plt.ylabel('loss') plt.xlabel('epoch') plt.legend(['train', 'test'], loc='upper left') plt.show()

这段代码是用来训练一个深度学习模型的代码,使用了Keras和Tensorflow进行模型的搭建、训练和保存。该模型包含了卷积层、批量归一化层、Dropout层、LSTM层和全连接层,并且最终使用softmax激活函数得到预测的类别。通过对数据进行处理,将输入数据按照一定的规范进行规范化,将标签转换成了一个one-hot编码的形式。最后,该代码通过在数据上进行训练,得到一个可以用来做预测的深度学习模型。

tcn、lstm、attention结合的时序预测的完整的tensorflow的代码

以下是一个结合了TCN、LSTM和Attention的时序预测模型的完整TensorFlow代码示例: ```python import numpy as np import tensorflow as tf # Generate sample data def generate_data(n): x = np.arange(n) y = np.sin(x*0.1) + np.random.normal(0, 0.1, n) return x, y # Split data into train and test sets def split_data(x, y, train_ratio): n_train = int(len(x) * train_ratio) x_train, y_train = x[:n_train], y[:n_train] x_test, y_test = x[n_train:], y[n_train:] return x_train, y_train, x_test, y_test # Generate training and test sets n = 1000 x, y = generate_data(n=n) x_train, y_train, x_test, y_test = split_data(x, y, train_ratio=0.8) # Normalize data mean = np.mean(y_train) std = np.std(y_train) y_train = (y_train - mean) / std y_test = (y_test - mean) / std # Create input sequences and labels def create_sequences(x, y, sequence_length): sequences = [] labels = [] for i in range(len(x) - sequence_length): sequences.append(y[i:i+sequence_length]) labels.append(y[i+sequence_length]) return np.array(sequences), np.array(labels) sequence_length = 30 x_train_seq, y_train_seq = create_sequences(x_train, y_train, sequence_length) x_test_seq, y_test_seq = create_sequences(x_test, y_test, sequence_length) # Create TensorFlow dataset batch_size = 32 train_dataset = tf.data.Dataset.from_tensor_slices((x_train_seq, y_train_seq)).batch(batch_size) test_dataset = tf.data.Dataset.from_tensor_slices((x_test_seq, y_test_seq)).batch(batch_size) # Define TCN-Attention-LSTM model class TCN_Attention_LSTM(tf.keras.Model): def __init__(self, tcn_layers, lstm_units, attention_units, input_shape): super(TCN_Attention_LSTM, self).__init__() self.tcn_layers = tcn_layers self.lstm_units = lstm_units self.attention_units = attention_units self.input_shape = input_shape self.tcn_layer = [] for i in range(self.tcn_layers): self.tcn_layer.append(tf.keras.layers.Conv1D(filters=64, kernel_size=3, dilation_rate=2**i, padding='same', activation=tf.nn.relu)) self.attention_layer = tf.keras.layers.Dense(units=self.attention_units, activation=tf.nn.tanh) self.lstm_layer = tf.keras.layers.LSTM(units=self.lstm_units, return_sequences=True) self.dense_layer = tf.keras.layers.Dense(units=1) def call(self, inputs): # TCN tcn_input = inputs for i in range(self.tcn_layers): tcn_output = self.tcn_layer[i](tcn_input) tcn_input = tcn_output + tcn_input # Attention attention_output = self.attention_layer(tcn_output) attention_weights = tf.nn.softmax(attention_output, axis=1) attention_output = tf.reduce_sum(tf.multiply(tcn_output, attention_weights), axis=1) # LSTM lstm_output = self.lstm_layer(tcn_output) # Concatenate LSTM and attention output lstm_attention_output = tf.concat([lstm_output, attention_output[:, tf.newaxis, :]], axis=1) # Dense layer output = self.dense_layer(lstm_attention_output) return output # Define loss function def loss_fn(y_true, y_pred): loss = tf.reduce_mean(tf.square(y_true - y_pred)) return loss # Define optimizer optimizer = tf.keras.optimizers.Adam(learning_rate=0.001) # Define training loop @tf.function def train_step(model, x, y, loss_fn, optimizer): with tf.GradientTape() as tape: y_pred = model(x) loss = loss_fn(y, y_pred) gradients = tape.gradient(loss, model.trainable_variables) optimizer.apply_gradients(zip(gradients, model.trainable_variables)) return loss # Define evaluation loop @tf.function def eval_step(model, x, y, loss_fn): y_pred = model(x) loss = loss_fn(y, y_pred) return loss # Train model epochs = 100 tcn_layers = 4 lstm_units = 64 attention_units = 64 input_shape = (sequence_length, 1) model = TCN_Attention_LSTM(tcn_layers=tcn_layers, lstm_units=lstm_units, attention_units=attention_units, input_shape=input_shape) for epoch in range(epochs): epoch_loss = 0.0 for x, y in train_dataset: loss = train_step(model, x, y, loss_fn, optimizer) epoch_loss += loss epoch_loss /= len(train_dataset) val_loss = 0.0 for x, y in test_dataset: loss = eval_step(model, x, y, loss_fn) val_loss += loss val_loss /= len(test_dataset) print('Epoch {}/{}: loss={:.4f}, val_loss={:.4f}'.format(epoch+1, epochs, epoch_loss, val_loss)) # Evaluate model on test set test_loss = 0.0 for x, y in test_dataset: loss = eval_step(model, x, y, loss_fn) test_loss += loss test_loss /= len(test_dataset) print('Test loss: {:.4f}'.format(test_loss)) # Make predictions on test set y_pred = [] for x, y in test_dataset: pred = model(x) y_pred.append(pred.numpy().flatten()) y_pred = np.concatenate(y_pred) # Plot predictions vs actual values import matplotlib.pyplot as plt plt.figure(figsize=(12, 6)) plt.plot(x_test[sequence_length:], y_test[sequence_length:], label='Actual') plt.plot(x_test[sequence_length:], y_pred, label='Predicted') plt.legend() plt.show() ``` 在这个示例中,我们首先生成了一个正弦函数的样本数据,并将其分为训练集和测试集。然后,我们对数据进行了标准化,并创建了输入序列和标签。接下来,我们使用这些数据创建了TensorFlow数据集,并定义了TCN-Attention-LSTM模型。我们还定义了损失函数和优化器,并编写了训练和评估循环。最后,我们在测试集上评估模型,并绘制了预测值与实际值的图形。

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