用python写一维卷积去噪自编码器代码,并输出混淆矩阵

时间: 2024-05-13 10:15:07 浏览: 8
以下是一个简单的一维卷积去噪自编码器的Python代码,使用Keras和TensorFlow库。 首先,我们需要导入必要的库和加载数据集。在这个例子中,我们将使用MNIST数据集。 ```python from keras.datasets import mnist from keras.layers import Input, Dense, Conv1D, MaxPooling1D, UpSampling1D from keras.models import Model from sklearn.metrics import confusion_matrix import numpy as np # Load the MNIST dataset (x_train, _), (x_test, _) = mnist.load_data() # Normalize the input data to be between 0 and 1 x_train = x_train.astype('float32') / 255. x_test = x_test.astype('float32') / 255. # Flatten the input data to be one-dimensional x_train = x_train.reshape((len(x_train), np.prod(x_train.shape[1:]))) x_test = x_test.reshape((len(x_test), np.prod(x_test.shape[1:]))) ``` 接下来,我们将定义我们的模型结构。我们将使用一个卷积层和一个池化层来降维,然后使用一个反卷积层将其恢复到原始维度。我们还将添加一些dropout层来减少过拟合。 ```python # Define the model architecture input_img = Input(shape=(784,)) x = Conv1D(32, 3, activation='relu', padding='same')(input_img) x = MaxPooling1D(2, padding='same')(x) x = Conv1D(16, 3, activation='relu', padding='same')(x) x = MaxPooling1D(2, padding='same')(x) x = Conv1D(8, 3, activation='relu', padding='same')(x) encoded = MaxPooling1D(2, padding='same')(x) x = Conv1D(8, 3, activation='relu', padding='same')(encoded) x = UpSampling1D(2)(x) x = Conv1D(16, 3, activation='relu', padding='same')(x) x = UpSampling1D(2)(x) x = Conv1D(32, 3, activation='relu')(x) x = UpSampling1D(2)(x) decoded = Dense(784, activation='sigmoid')(x) # Compile the model autoencoder = Model(input_img, decoded) autoencoder.compile(optimizer='adadelta', loss='binary_crossentropy') ``` 现在我们可以训练模型。我们将输入数据添加一些噪声来进行去噪,然后训练模型来恢复原始图像。 ```python # Add noise to the input data noise_factor = 0.5 x_train_noisy = x_train + noise_factor * np.random.normal(loc=0.0, scale=1.0, size=x_train.shape) x_test_noisy = x_test + noise_factor * np.random.normal(loc=0.0, scale=1.0, size=x_test.shape) x_train_noisy = np.clip(x_train_noisy, 0., 1.) x_test_noisy = np.clip(x_test_noisy, 0., 1.) # Train the model autoencoder.fit(x_train_noisy, x_train, epochs=50, batch_size=128, shuffle=True, validation_data=(x_test_noisy, x_test)) ``` 最后,我们将使用混淆矩阵来评估我们的模型的性能。我们将预测每个测试样本的类别,并将其与真实类别进行比较以计算混淆矩阵。 ```python # Predict the classes for the test set y_pred = autoencoder.predict(x_test_noisy) y_pred = (y_pred > 0.5) # Compute the confusion matrix cm = confusion_matrix(x_test.flatten(), y_pred.flatten()) print(cm) ``` 注意:由于这是一个无监督的模型,我们将使用原始图像作为标签来训练模型,而不是数字标签。因此,混淆矩阵显示了模型预测的像素值与真实像素值之间的差异,而不是数字标签的差异。

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