在 Transformer 的输入端加入 CNN 卷积层,使用 CNN 提取图像信息的特征,再和数值数据一起送入 Transformer 对特征进行处理和分析,最后将融合的特征作为输入基于CNN全链接层进行回归预测。实现代码
时间: 2024-01-24 11:17:07 浏览: 176
基于卷积神经网络(CNN)数据回归预测,多变量输入单变量输出,MATLAB代码 评价指标包括:R2、MAE、MSE、RMSE
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以下是一个简单的示例代码,基于PyTorch实现了加入卷积层的Transformer模型,用于对图像和数值数据的融合特征进行处理和回归预测。
```python
import torch
import torch.nn as nn
import torch.nn.functional as F
from torch.nn import TransformerEncoderLayer, TransformerEncoder
from torchvision.models import resnet18
class CNNTransformer(nn.Module):
def __init__(self, num_tokens, d_model, nhead, num_layers, num_classes):
super(CNNTransformer, self).__init__()
self.num_tokens = num_tokens
self.d_model = d_model
self.nhead = nhead
self.num_layers = num_layers
# Define the CNN layers for image processing
self.cnn = resnet18(pretrained=True)
self.cnn.fc = nn.Identity()
# Define the embedding layer for tokenizing the input
self.token_embedding = nn.Embedding(num_tokens, d_model)
# Define the Transformer Encoder
encoder_layer = TransformerEncoderLayer(d_model, nhead)
self.transformer_encoder = TransformerEncoder(encoder_layer, num_layers)
# Define the final fully connected layer for regression
self.fc = nn.Linear(d_model, num_classes)
def forward(self, images, inputs):
# Process the image data using CNN
cnn_output = self.cnn(images)
# Tokenize the input data
input_embeddings = self.token_embedding(inputs)
# Concatenate the CNN output and input embeddings
embeddings = torch.cat((cnn_output.unsqueeze(1), input_embeddings.transpose(0, 1)), dim=1)
# Apply positional encoding to the embeddings
pe = torch.zeros(embeddings.shape[1], embeddings.shape[2])
position = torch.arange(0, embeddings.shape[1], dtype=torch.float).unsqueeze(1)
div_term = torch.exp(torch.arange(0, self.d_model, 2).float() * (-math.log(10000.0) / self.d_model))
pe[:, 0::2] = torch.sin(position * div_term)
pe[:, 1::2] = torch.cos(position * div_term)
embeddings = embeddings + pe.unsqueeze(0)
# Apply Transformer Encoder
output = self.transformer_encoder(embeddings)
# Apply final fully connected layer for regression
output = self.fc(output[:, 0, :])
return output
```
在这个模型中,我们首先定义了一个预训练的ResNet-18卷积神经网络作为图像处理的CNN层。然后,我们使用PyTorch中的Embedding层对输入进行标记化处理,并将CNN输出和输入嵌入拼接在一起。接下来,我们应用TransformerEncoder对嵌入进行处理,并使用一个全链接层进行回归预测。
通过这个模型,我们可以同时处理图像和数值数据,并结合Transformer的强大处理能力和CNN的特征提取能力。
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