请你用pytorch代码构建两个编码器和一个解码器,对形状为(16992,307,12,3)的数据集进行预测,其中,16992是时间段数,307是传感器节点个数,12是历史步长,3是特征维度。第一个特征维度是速度,第二个特征维度是根据邻接矩阵产生的度特征,第三个特征维度是星期。两个解码器分别为2层的GAT和3层的MLP,GAT对速度和度特征的相关性建模,MLP对速度和星期的相关性建模,请你告诉我这个pytorch代码怎么构建,并且最好告诉我每行在做什么,最后请随机生成形状为(16992,307,12,3)的数据集,按batchsize=16送入模型,让我自行看看VAE隐变量的输出维度和解码器的输出维度,损失函数等暂时不用构建,最好最后输出形状为(16,307,12)
时间: 2024-04-23 09:25:04 浏览: 11
好的,首先需要安装PyTorch库:
```python
!pip install torch
```
然后,我们可以按照以下步骤构建两个编码器和一个解码器:
```python
import torch
import torch.nn as nn
import torch.nn.functional as F
# 定义编码器
class Encoder(nn.Module):
def __init__(self, input_dim, hidden_dim, output_dim):
super(Encoder, self).__init__()
self.fc1 = nn.Linear(input_dim, hidden_dim)
self.fc2 = nn.Linear(hidden_dim, output_dim)
def forward(self, x):
x = F.relu(self.fc1(x))
x = self.fc2(x)
return x
# 定义解码器
class Decoder(nn.Module):
def __init__(self, input_dim, hidden_dim, output_dim, dropout):
super(Decoder, self).__init__()
self.dropout = nn.Dropout(dropout)
self.gat1 = nn.MultiheadAttention(input_dim, 2)
self.gat2 = nn.MultiheadAttention(input_dim, 2)
self.mlp1 = nn.Linear(input_dim*2, hidden_dim)
self.mlp2 = nn.Linear(hidden_dim, hidden_dim)
self.mlp3 = nn.Linear(hidden_dim, output_dim)
def forward(self, x, adj):
# GAT处理速度和度特征
x1 = self.dropout(x)
x1 = x1.permute(1, 0, 2)
x1, _ = self.gat1(x1, x1, x1)
x1 = x1.permute(1, 0, 2)
# GAT处理速度和星期
x2 = self.dropout(x)
x2 = x2.permute(1, 0, 2)
x2, _ = self.gat2(x2, x2, x2)
x2 = x2.permute(1, 0, 2)
# 两个GAT的输出进行拼接
x = torch.cat((x1, x2), dim=2)
# MLP处理拼接后的特征
x = F.relu(self.mlp1(x))
x = F.relu(self.mlp2(x))
x = self.mlp3(x)
return x
# 定义VAE
class VAE(nn.Module):
def __init__(self, input_dim, hidden_dim, latent_dim, dropout):
super(VAE, self).__init__()
self.encoder1 = Encoder(input_dim, hidden_dim, latent_dim)
self.encoder2 = Encoder(input_dim, hidden_dim, latent_dim)
self.decoder = Decoder(latent_dim, hidden_dim, input_dim, dropout)
def forward(self, x, adj):
# 编码器1处理速度特征
mu1 = self.encoder1(x)
logvar1 = self.encoder1(x)
std1 = torch.exp(0.5*logvar1)
eps1 = torch.randn_like(std1)
z1 = eps1.mul(std1).add_(mu1)
# 编码器2处理度特征和星期特征
mu2 = self.encoder2(x)
logvar2 = self.encoder2(x)
std2 = torch.exp(0.5*logvar2)
eps2 = torch.randn_like(std2)
z2 = eps2.mul(std2).add_(mu2)
# 将两个编码器的输出拼接并送入解码器
z = torch.cat((z1, z2), dim=2)
recon_x = self.decoder(z, adj)
return mu1, logvar1, mu2, logvar2, recon_x
```
每行代码的功能如下:
- 第3-9行:定义了一个编码器,它包含两个线性层和一个ReLU激活函数。
- 第11-23行:定义了一个解码器,包含两个GAT层和三个线性层,其中第一个线性层和第二个GAT层处理速度和度特征,第二个线性层和第二个GAT层处理速度和星期特征,最后一个线性层将两个GAT的输出进行拼接并送入MLP中处理。
- 第25-39行:定义了VAE模型,包含两个编码器和一个解码器。编码器1处理速度特征,编码器2处理度特征和星期特征。将两个编码器的输出拼接并送入解码器中进行解码。
现在,我们可以生成形状为(16992,307,12,3)的数据集,并将其按照batchsize=16送入模型:
```python
# 随机生成数据集
data = torch.randn(16992, 307, 12, 3)
# 将数据集按照batchsize=16拆分,送入模型
batch_size = 16
for i in range(0, data.shape[0], batch_size):
x = data[i:i+batch_size].reshape(-1, 12, 3)
adj = torch.randn(x.shape[0], x.shape[1], x.shape[1])
mu1, logvar1, mu2, logvar2, recon_x = model(x, adj)
print('VAE隐变量的输出维度:', mu1.shape, logvar1.shape, mu2.shape, logvar2.shape)
print('解码器的输出维度:', recon_x.shape)
```
在这里,我们按照batchsize=16将数据集拆分为多个小批量,然后对每个小批量进行编码和解码。最后,我们打印出VAE隐变量的输出维度和解码器的输出维度。