我想对一个二维数组进行小波包分解,二维数组大小为(5600,1000),小波包的分解层数为8层,小波包分解结束后得到的数组要输入到一个CNN网络中进行训练,完成一个四分类任务,请你帮我完成代码
时间: 2023-06-20 13:06:37 浏览: 77
labview_二代小波包分析,能够将选择的文件进行二代小波分解,分解层数为5层
好的,我们可以使用Python中的PyWavelets库来进行小波包分解,使用Keras库来构建CNN网络。
首先,安装PyWavelets和Keras库:
```
!pip install pywt
!pip install keras
```
然后,导入必要的库:
```python
import numpy as np
import pywt
from keras.models import Sequential
from keras.layers import Conv2D, MaxPooling2D, Flatten, Dense
```
接下来,读取二维数组数据,并对其进行小波包分解:
```python
# 读取数据
data = np.load('data.npy')
# 小波包分解
coeffs = pywt.wavedec2(data, 'db2', level=8)
```
这里使用了db2小波基进行分解,分解8层得到的系数coeffs是一个包含9个元素的元组,第一个元素是逼近系数,后面8个元素是细节系数。
接下来,将小波包分解得到的系数组合成一个特征矩阵,输入到CNN网络中进行训练:
```python
# 组合特征矩阵
features = np.concatenate([np.concatenate(coeffs[i]) for i in range(9)])
# 将特征矩阵reshape成三维张量
features = features.reshape((1, 5600, 1000, -1))
# 构建CNN网络
model = Sequential()
model.add(Conv2D(32, (3, 3), activation='relu', input_shape=(5600, 1000, features.shape[-1])))
model.add(MaxPooling2D((2, 2)))
model.add(Conv2D(64, (3, 3), activation='relu'))
model.add(MaxPooling2D((2, 2)))
model.add(Conv2D(128, (3, 3), activation='relu'))
model.add(MaxPooling2D((2, 2)))
model.add(Flatten())
model.add(Dense(128, activation='relu'))
model.add(Dense(4, activation='softmax'))
# 编译模型并训练
model.compile(optimizer='adam', loss='categorical_crossentropy', metrics=['accuracy'])
model.fit(features, labels, epochs=10, batch_size=32)
```
这里使用了一个包含3个卷积层和1个全连接层的简单CNN网络,输出层使用softmax激活函数进行四分类。请注意,这里的labels是训练数据的标签,需要根据实际情况进行修改。
完整代码如下:
```python
import numpy as np
import pywt
from keras.models import Sequential
from keras.layers import Conv2D, MaxPooling2D, Flatten, Dense
# 读取数据
data = np.load('data.npy')
labels = np.load('labels.npy')
# 小波包分解
coeffs = pywt.wavedec2(data, 'db2', level=8)
# 组合特征矩阵
features = np.concatenate([np.concatenate(coeffs[i]) for i in range(9)])
# 将特征矩阵reshape成三维张量
features = features.reshape((1, 5600, 1000, -1))
# 构建CNN网络
model = Sequential()
model.add(Conv2D(32, (3, 3), activation='relu', input_shape=(5600, 1000, features.shape[-1])))
model.add(MaxPooling2D((2, 2)))
model.add(Conv2D(64, (3, 3), activation='relu'))
model.add(MaxPooling2D((2, 2)))
model.add(Conv2D(128, (3, 3), activation='relu'))
model.add(MaxPooling2D((2, 2)))
model.add(Flatten())
model.add(Dense(128, activation='relu'))
model.add(Dense(4, activation='softmax'))
# 编译模型并训练
model.compile(optimizer='adam', loss='categorical_crossentropy', metrics=['accuracy'])
model.fit(features, labels, epochs=10, batch_size=32)
```
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