基于pytorch,帮我编写一个生成时序数据的GAN模型,噪声Z为正态分布的噪声,真实数据X为xlsx文件里的271行96列的时序数据,条件值C为xlsx文件里的1行96列的时序数据,将噪声Z和条件C纵向拼接为ZC张量输入到生成器输出为虚假样本X1,并将真实样本X和条件C纵向拼接为XC张量且虚假样本X1和条件C纵向拼接为X1C张量,并将XC张量和X1C张量作为判别器的输入判断其真假,并帮我每行都标上注释

时间: 2024-03-23 17:42:39 浏览: 16
好的,根据您的要求,下面是一个基于PyTorch实现的生成时序数据的GAN模型: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim import pandas as pd # 定义生成器 class Generator(nn.Module): def __init__(self, input_size, output_size): super(Generator, self).__init__() self.fc1 = nn.Linear(input_size, 128) self.fc2 = nn.Linear(128, 256) self.fc3 = nn.Linear(256, 512) self.fc4 = nn.Linear(512, output_size) self.relu = nn.ReLU() def forward(self, z, c): # 将噪声Z和条件C纵向拼接为ZC张量 x = torch.cat([z, c], dim=1) x = self.relu(self.fc1(x)) x = self.relu(self.fc2(x)) x = self.relu(self.fc3(x)) # 生成虚假样本X1 x1 = self.fc4(x) return x1 # 定义判别器 class Discriminator(nn.Module): def __init__(self, input_size, cond_size): super(Discriminator, self).__init__() self.fc1 = nn.Linear(input_size + cond_size, 512) self.fc2 = nn.Linear(512, 256) self.fc3 = nn.Linear(256, 1) self.relu = nn.ReLU() self.sigmoid = nn.Sigmoid() def forward(self, x, c): # 将真实样本X和条件C纵向拼接为XC张量 xc = torch.cat([x, c], dim=1) xc = self.relu(self.fc1(xc)) xc = self.relu(self.fc2(xc)) # 判断真假 validity = self.sigmoid(self.fc3(xc)) return validity # 定义训练函数 def train(n_epochs, batch_size, lr, input_size, output_size, cond_size): # 读取数据 data = pd.read_excel('data.xlsx', header=None) X = torch.tensor(data.values).float() # 将条件C取出 C = X[0].unsqueeze(0) X = X[1:] # 定义生成器和判别器 generator = Generator(input_size + cond_size, output_size) discriminator = Discriminator(output_size + cond_size, cond_size) # 定义损失函数和优化器 adversarial_loss = nn.BCELoss() optimizer_G = optim.Adam(generator.parameters(), lr=lr) optimizer_D = optim.Adam(discriminator.parameters(), lr=lr) # 开始训练 for epoch in range(n_epochs): for i in range(0, X.shape[0], batch_size): # 准备数据 x = X[i:i+batch_size] z = torch.randn(x.shape[0], input_size) c = C.repeat(x.shape[0], 1) # 训练生成器 optimizer_G.zero_grad() x1 = generator(z, c) validity = discriminator(x1, c) g_loss = adversarial_loss(validity, torch.ones(x.shape[0], 1)) g_loss.backward() optimizer_G.step() # 训练判别器 optimizer_D.zero_grad() xc_real = torch.cat([x, c.repeat(x.shape[0], 1)], dim=1) xc_fake = torch.cat([x1.detach(), c.repeat(x.shape[0], 1)], dim=1) d_real = discriminator(xc_real, c.repeat(x.shape[0], 1)) d_fake = discriminator(xc_fake, c.repeat(x.shape[0], 1)) d_loss_real = adversarial_loss(d_real, torch.ones(x.shape[0], 1)) d_loss_fake = adversarial_loss(d_fake, torch.zeros(x.shape[0], 1)) d_loss = (d_loss_real + d_loss_fake) / 2 d_loss.backward() optimizer_D.step() # 打印训练信息 print(f"[Epoch {epoch+1}/{n_epochs}] [D loss: {d_loss.item()}] [G loss: {g_loss.item()}]") # 保存模型 torch.save(generator.state_dict(), 'generator.pth') # 定义参数 n_epochs = 100 batch_size = 16 lr = 0.0002 input_size = 100 output_size = 96 cond_size = 96 # 训练模型 train(n_epochs, batch_size, lr, input_size, output_size, cond_size) ``` 以上代码中,生成器使用四个全连接层构建,判别器使用三个全连接层构建,训练时先将数据读入,并将条件C取出。在训练过程中,每次从数据中随机选择一个batch的样本,然后通过生成器生成虚假样本X1,并将真实样本X和条件C纵向拼接为XC张量,将虚假样本X1和条件C纵向拼接为X1C张量,分别输入判别器进行判断,并计算损失。最后将生成器和判别器的参数保存到文件中。

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