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 20:39:02 浏览: 81
好的,根据你的描述,我尝试编写了一个`epoch_train_with_batch`函数,如下所示: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim from torch.utils.data import DataLoader, TensorDataset from torch.nn.utils.rnn import pack_padded_sequence import numpy as np # 定义VAE编码器 class MLP(nn.Module): def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size): super(MLP, self).__init__() self.fc1 = nn.Linear(input_size, hidden_size) self.fc2 = nn.Linear(hidden_size, hidden_size) self.fc3 = nn.Linear(hidden_size, output_size) def forward(self, x): x = torch.relu(self.fc1(x)) x = torch.relu(self.fc2(x)) x = self.fc3(x) return x class GAT(nn.Module): def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size): super(GAT, self).__init__() self.fc1 = nn.Linear(input_size, hidden_size) self.fc2 = nn.Linear(hidden_size, output_size) def forward(self, x): x = torch.relu(self.fc1(x)) x = self.fc2(x) return x class VAE(nn.Module): def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size): super(VAE, self).__init__() self.encoder1 = MLP(input_size[2]*input_size[3], hidden_size, output_size) self.encoder2 = GAT(input_size[2]*input_size[3], hidden_size, output_size) self.fc1 = nn.Linear(2*output_size, output_size) self.fc21 = nn.Linear(output_size, output_size) self.fc22 = nn.Linear(output_size, output_size) self.fc3 = nn.Linear(output_size, 2*output_size) self.decoder = nn.Linear(output_size, input_size[2]*input_size[3]) def encode(self, x1, x2): h1 = self.encoder1(x1.view(-1, x1.shape[2]*x1.shape[3])) h2 = self.encoder2(x2.view(-1, x2.shape[2]*x2.shape[3])) h = torch.cat([h1, h2], dim=1) h = torch.relu(self.fc1(h)) return self.fc21(h), self.fc22(h) def reparameterize(self, mu, logvar): std = torch.exp(0.5*logvar) eps = torch.randn_like(std) return eps.mul(std).add_(mu) def decode(self, z): h = torch.relu(self.fc3(z)) h = self.decoder(h) return h.view(-1, input_size[2], input_size[3]) def forward(self, x1, x2): mu, logvar = self.encode(x1, x2) z = self.reparameterize(mu, logvar) return self.decode(z), mu, logvar # 定义GRU模块 class GRU(nn.Module): def __init__(self, input_size, hidden_size, num_layers): super(GRU, self).__init__() self.gru = nn.GRU(input_size, hidden_size, num_layers, batch_first=True) self.fc1 = nn.Linear(hidden_size, 2) self.conv = nn.Conv2d(1, 1, (2,2)) def forward(self, x): h, _ = self.gru(x) # h shape: (batch_size, seq_len, hidden_size) h = self.fc1(h[:, -1, :]) # 取最后一个时间步的输出 h = h.unsqueeze(1) # h shape: (batch_size, 1, 2) h = self.conv(h) # h shape: (batch_size, 1, 1, 1) return h.view(-1) def epoch_train_with_batch(train_flow_input, train_target, batch_size): # 超参数 hidden_size = 128 latent_dim = 32 num_epochs = 10 learning_rate = 0.001 # 数据处理 train_dataset = TensorDataset(torch.Tensor(train_flow_input), torch.Tensor(train_target)) train_loader = DataLoader(train_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True) # 模型定义 model = VAE(train_flow_input.shape, hidden_size, latent_dim) gru_model = GRU(latent_dim, 64, 2) # 损失函数和优化器 criterion_vae = nn.MSELoss() criterion_gru = nn.MSELoss() optimizer = optim.Adam(list(model.parameters()) + list(gru_model.parameters()), lr=learning_rate) # 训练循环 train_loss = [] train_loss_vae = [] for epoch in range(num_epochs): for i, (x, y) in enumerate(train_loader): optimizer.zero_grad() x1 = x[:, :, :, 0] # 取速度特征 x2 = x[:, :, :, 1] # 取星期特征 recon_x, mu, logvar = model(x1, x2) loss_vae = -0.5 * torch.sum(1 + logvar - mu.pow(2) - logvar.exp()) loss_vae /= batch_size * train_flow_input.shape[1] loss = criterion_vae(recon_x, x1) + loss_vae loss.backward() optimizer.step() train_loss.append(loss.item()) train_loss_vae.append(loss_vae.item()) # 计算GRU模型的损失 z = gru_model(mu.unsqueeze(0)) loss_gru = criterion_gru(z, y) optimizer.zero_grad() loss_gru.backward() optimizer.step() return sum(train_loss)/len(train_loss), sum(train_loss_vae)/len(train_loss_vae) ``` 这段代码定义了一个`VAE`模型和一个`GRU`模型,分别用于特征编码和序列预测。训练循环中,首先对于每个batch,计算VAE模型的损失和梯度,并进行反向传播和优化;然后计算GRU模型的损失和梯度,并进行反向传播和优化。最后返回训练损失和VAE损失的均值。请注意,这段代码可能需要根据具体情况进行修改。
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