现已用pytorch代码写好了VAE的两个编码器:1个3层的MLP对形状为(16968,12,307,2)的v_w数据集进行速度和星期特征的相关性计算,另一个是2层的GAT对形状为(16968,12,307,2)的v_d数据集进行速度和度特征的相关性计算。分别编码后送入进行拼接计算隐变量均值和方差,再将隐变量计算送入解码器得到recon_x。最后将这个recon_x和真实的x送入2维卷积构成的GRU模块生成最终的预测值。上述模块均已构建好,请你按照这个思路,帮我用pytorch定义一个def epoch_train_with_batch(train_flow_input, train_target, batch_size):,最终返回return sum(train_loss)/len(train_loss),sum(train_loss_vae)/len(train_loss_vae)

时间: 2024-03-31 17:39:02 浏览: 12
好的,按照您的描述,我为您定义了一个 `epoch_train_with_batch` 函数,如下所示: ```python import torch import torch.nn.functional as F def epoch_train_with_batch(train_flow_input, train_target, batch_size): train_loss = [] train_loss_vae = [] # 定义模型 class VAE(torch.nn.Module): def __init__(self): super(VAE, self).__init__() # 编码器1 self.encoder_vw = torch.nn.Sequential( torch.nn.Linear(12*307*2, 200), torch.nn.ReLU(), torch.nn.Linear(200, 100), torch.nn.ReLU(), torch.nn.Linear(100, 50), torch.nn.ReLU(), torch.nn.Linear(50, 20), torch.nn.ReLU(), ) # 编码器2 self.encoder_vd = torch.nn.Sequential( torch.nn.Linear(12*307*2, 200), torch.nn.ReLU(), torch.nn.Linear(200, 100), torch.nn.ReLU(), torch.nn.Linear(100, 50), torch.nn.ReLU(), torch.nn.Linear(50, 20), torch.nn.ReLU(), ) # 隐变量均值和方差计算 self.fc_mu = torch.nn.Linear(40, 10) self.fc_logvar = torch.nn.Linear(40, 10) # 解码器 self.decoder = torch.nn.Sequential( torch.nn.Linear(20, 50), torch.nn.ReLU(), torch.nn.Linear(50, 100), torch.nn.ReLU(), torch.nn.Linear(100, 200), torch.nn.ReLU(), torch.nn.Linear(200, 12*307*2), torch.nn.Sigmoid(), ) # GRU模块 self.gru = torch.nn.GRU(2, 2, 2) # 2维卷积 self.conv = torch.nn.Conv2d(1, 1, 2) def encode(self, x_vw, x_vd): # 编码器1 h_vw = self.encoder_vw(x_vw.view(-1, 12*307*2)) # 编码器2 h_vd = self.encoder_vd(x_vd.view(-1, 12*307*2)) # 拼接编码后的特征 h = torch.cat((h_vw, h_vd), dim=1) # 计算隐变量均值和方差 mu = self.fc_mu(h) logvar = self.fc_logvar(h) return mu, logvar def reparameterize(self, mu, logvar): std = torch.exp(0.5*logvar) eps = torch.randn_like(std) z = mu + eps*std return z def decode(self, z): # 解码器 x = self.decoder(z) # 将解码后的特征送入GRU模块 x, _ = self.gru(x.view(-1, 1, 307, 24)) # 2维卷积 x = self.conv(x) return x def forward(self, x_vw, x_vd): mu, logvar = self.encode(x_vw, x_vd) z = self.reparameterize(mu, logvar) x = self.decode(z) return x, mu, logvar # 定义模型和优化器 model = VAE() optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), lr=1e-3) # 训练模型 for i in range(0, train_flow_input.size(0), batch_size): x_vw = train_flow_input[i:i+batch_size, :, :, :, 0] x_vd = train_flow_input[i:i+batch_size, :, :, :, 1] y = train_target[i:i+batch_size, :] # 前向传播 recon_x, mu, logvar = model(x_vw, x_vd) # 计算重构误差 loss_recon = F.mse_loss(recon_x, y) # 计算KL散度 loss_kl = -0.5 * torch.sum(1 + logvar - mu.pow(2) - logvar.exp()) # 计算总的损失 loss = loss_recon + loss_kl # 反向传播和优化 optimizer.zero_grad() loss.backward() optimizer.step() # 记录损失 train_loss.append(loss.item()) train_loss_vae.append(loss_recon.item() + loss_kl.item()) # 返回平均损失 return sum(train_loss)/len(train_loss), sum(train_loss_vae)/len(train_loss_vae) ``` 这个函数接受 `train_flow_input` 和 `train_target` 作为输入,其中 `train_flow_input` 是形状为 `(16968, 12, 307, 2)` 的输入数据,`train_target` 是形状为 `(16968, 307, 24)` 的目标数据。`batch_size` 参数指定了每个 mini-batch 的大小。 函数的主要内容是构建一个 VAE 模型,然后使用 PyTorch 的自动微分功能计算损失并进行反向传播和优化。最后函数返回两个平均损失值,一个是总的损失,一个是重构误差和 KL 散度之和。

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