写一个卷积神经网络(CNN)同时实现定量回归分析和分类判别分析的详细python代码,使用pytorch,GPU最好带上数据

时间: 2024-04-30 16:17:37 浏览: 14
下面是一个简单的CNN模型,可以同时进行定量回归和分类判别分析: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim import numpy as np from torch.utils.data import TensorDataset, DataLoader # 定义CNN模型 class CNN(nn.Module): def __init__(self): super(CNN, self).__init__() self.conv1 = nn.Conv2d(1, 16, kernel_size=3, stride=1, padding=1) self.relu1 = nn.ReLU() self.pool1 = nn.MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2) self.conv2 = nn.Conv2d(16, 32, kernel_size=3, stride=1, padding=1) self.relu2 = nn.ReLU() self.pool2 = nn.MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2) self.fc1 = nn.Linear(32 * 7 * 7, 128) self.relu3 = nn.ReLU() self.fc2 = nn.Linear(128, 10) self.fc3 = nn.Linear(128, 1) def forward(self, x): out = self.conv1(x) out = self.relu1(out) out = self.pool1(out) out = self.conv2(out) out = self.relu2(out) out = self.pool2(out) out = out.view(-1, 32 * 7 * 7) out1 = self.fc1(out) out1 = self.relu3(out1) out1 = self.fc2(out1) out2 = self.fc3(out1) return out1, out2 # 数据准备 X = np.random.rand(1000, 1, 28, 28) y1 = np.random.randint(0, 10, size=(1000,)) y2 = np.random.rand(1000, 1) * 100 X = torch.from_numpy(X).float() y1 = torch.from_numpy(y1).long() y2 = torch.from_numpy(y2).float() # 划分数据集 train_size = int(0.8 * len(X)) test_size = len(X) - train_size train_dataset = TensorDataset(X[:train_size], y1[:train_size], y2[:train_size]) test_dataset = TensorDataset(X[train_size:], y1[train_size:], y2[train_size:]) train_loader = DataLoader(train_dataset, batch_size=32, shuffle=True) test_loader = DataLoader(test_dataset, batch_size=32, shuffle=True) # 模型训练 device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu') model = CNN().to(device) criterion1 = nn.CrossEntropyLoss() criterion2 = nn.MSELoss() optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001) epochs = 10 for epoch in range(epochs): train_loss1, train_loss2 = 0, 0 for batch_idx, (data, target1, target2) in enumerate(train_loader): data, target1, target2 = data.to(device), target1.to(device), target2.to(device) optimizer.zero_grad() output1, output2 = model(data) loss1 = criterion1(output1, target1) loss2 = criterion2(output2, target2) loss = loss1 + loss2 loss.backward() optimizer.step() train_loss1 += loss1.item() train_loss2 += loss2.item() train_loss1 /= len(train_loader.dataset) train_loss2 /= len(train_loader.dataset) print('Epoch: {}, Loss1: {:.6f}, Loss2: {:.6f}'.format(epoch+1, train_loss1, train_loss2)) # 模型测试 test_loss1, test_loss2 = 0, 0 correct = 0 total = 0 with torch.no_grad(): for data, target1, target2 in test_loader: data, target1, target2 = data.to(device), target1.to(device), target2.to(device) output1, output2 = model(data) loss1 = criterion1(output1, target1) loss2 = criterion2(output2, target2) test_loss1 += loss1.item() test_loss2 += loss2.item() _, predicted = torch.max(output1.data, 1) total += target1.size(0) correct += (predicted == target1).sum().item() test_loss1 /= len(test_loader.dataset) test_loss2 /= len(test_loader.dataset) accuracy = 100 * correct / total print('Test Loss1: {:.6f}, Test Loss2: {:.6f}, Accuracy: {:.2f}%'.format(test_loss1, test_loss2, accuracy)) ``` 上面的代码中,我们定义了一个包含两个分支的CNN模型,其中一个分支用于分类判别分析,另一个分支用于定量回归分析。我们使用`nn.CrossEntropyLoss()`作为分类分支的损失函数,使用`nn.MSELoss()`作为回归分支的损失函数。在训练过程中,我们将两个损失函数相加作为总损失函数。同时,我们也计算了分类分支的准确率作为模型性能的评估指标。

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