长短期记忆神经网络结合迁移学习的python代码

时间: 2023-09-03 12:08:22 浏览: 66
以下是一个简单的实现示例: ```python import tensorflow as tf import numpy as np import random # 定义网络结构 class LSTMNet: def __init__(self, input_dim, output_dim, hidden_dim): self.input_dim = input_dim self.output_dim = output_dim self.hidden_dim = hidden_dim self.inputs = tf.placeholder(tf.float32, [None, None, self.input_dim]) self.targets = tf.placeholder(tf.float32, [None, self.output_dim]) self.lstm_cell = tf.nn.rnn_cell.BasicLSTMCell(self.hidden_dim) outputs, states = tf.nn.dynamic_rnn(self.lstm_cell, self.inputs, dtype=tf.float32) self.outputs = tf.layers.dense(outputs[:, -1], self.output_dim) self.loss = tf.reduce_mean(tf.square(self.outputs - self.targets)) self.optimizer = tf.train.AdamOptimizer().minimize(self.loss) # 定义迁移学习模型 class TransferLSTMNet: def __init__(self, input_dim, output_dim, hidden_dim, pretrained_weights): self.input_dim = input_dim self.output_dim = output_dim self.hidden_dim = hidden_dim self.inputs = tf.placeholder(tf.float32, [None, None, self.input_dim]) self.targets = tf.placeholder(tf.float32, [None, self.output_dim]) self.lstm_cell = tf.nn.rnn_cell.BasicLSTMCell(self.hidden_dim) outputs, states = tf.nn.dynamic_rnn(self.lstm_cell, self.inputs, dtype=tf.float32) self.outputs = tf.layers.dense(outputs[:, -1], self.output_dim) self.loss = tf.reduce_mean(tf.square(self.outputs - self.targets)) # 定义预训练参数的初始化操作 pretrained_variables = tf.trainable_variables(scope='pretrained') transfer_variables = tf.trainable_variables(scope='transfer') self.transfer_ops = [] for i, variable in enumerate(pretrained_variables): self.transfer_ops.append(transfer_variables[i].assign(variable)) self.optimizer = tf.train.AdamOptimizer().minimize(self.loss, var_list=transfer_variables) # 初始化变量 self.sess = tf.Session() self.sess.run(tf.global_variables_initializer()) # 加载预训练参数 pretrained_vars = [var for var in tf.global_variables() if 'pretrained' in var.name] pretrained_weights = self.load_pretrained_weights(pretrained_weights) for i, var in enumerate(pretrained_vars): self.sess.run(var.assign(pretrained_weights[i])) # 加载预训练参数 def load_pretrained_weights(self, pretrained_weights): pretrained_vars = [var for var in tf.trainable_variables() if 'pretrained' in var.name] pretrained_weights = np.load(pretrained_weights) pretrained_weights = [pretrained_weights[var.name[:-2]] for var in pretrained_vars] return pretrained_weights # 迁移学习 def transfer_learn(self, inputs, targets, epochs): for epoch in range(epochs): self.sess.run(self.transfer_ops) # 执行预训练参数的初始化 feed_dict = {self.inputs: inputs, self.targets: targets} _, loss = self.sess.run([self.optimizer, self.loss], feed_dict=feed_dict) print('Epoch %d, Loss %f' % (epoch, loss)) # 生成数据 def generate_data(num_samples, input_dim, output_dim): inputs = [] targets = [] for i in range(num_samples): x = [random.random() for _ in range(input_dim)] y = [random.random() for _ in range(output_dim)] inputs.append(x) targets.append(y) return np.array(inputs), np.array(targets) # 训练预训练模型 def train_pretrained_model(input_dim, output_dim, hidden_dim, pretrained_weights): net = LSTMNet(input_dim, output_dim, hidden_dim) with tf.Session() as sess: sess.run(tf.global_variables_initializer()) for epoch in range(100): inputs, targets = generate_data(32, input_dim, output_dim) feed_dict = {net.inputs: inputs, net.targets: targets} _, loss = sess.run([net.optimizer, net.loss], feed_dict=feed_dict) print('Epoch %d, Loss %f' % (epoch, loss)) # 保存预训练参数 pretrained_vars = tf.trainable_variables(scope='pretrained') pretrained_vars_vals = sess.run(pretrained_vars) np.savez(pretrained_weights, **{var.name[:-2]: val for var, val in zip(pretrained_vars, pretrained_vars_vals)}) return pretrained_weights # 训练迁移学习模型 def train_transfer_model(input_dim, output_dim, hidden_dim, pretrained_weights): inputs, targets = generate_data(32, input_dim, output_dim) net = TransferLSTMNet(input_dim, output_dim, hidden_dim, pretrained_weights) net.transfer_learn(inputs, targets, 100) # 训练预训练模型 pretrained_weights = train_pretrained_model(10, 5, 20, 'pretrained_weights.npz') # 训练迁移学习模型 train_transfer_model(10, 5, 20, pretrained_weights) ``` 在这个示例中,我们首先定义了一个简单的 LSTM 网络,其中包含一个 LSTM 单元和一个全连接层。我们使用这个网络来训练一个预训练模型,并将其保存到一个 NumPy 文件中。然后,我们定义了一个迁移学习模型,它与预训练模型具有相同的网络结构,但它的参数被初始化为预训练模型的参数。我们使用迁移学习模型来进行训练,并执行预训练参数的初始化操作。在训练过程中,我们使用相同的损失函数和优化器,并且只训练迁移学习模型中的参数。

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