解释一下这段代码在block1中的操作def EEGNet(nb_classes, Chans=3, Samples=250, dropoutRate=0.5, kernLength=64, F1=8, D=2, F2=16, norm_rate=0.25, dropoutType='Dropout'): if dropoutType == 'SpatialDropout2D': dropoutType = SpatialDropout2D elif dropoutType == 'Dropout': dropoutType = Dropout else: raise ValueError('dropoutType must be one of SpatialDropout2D ' 'or Dropout, passed as a string.') input1 = Input(shape=(Chans, Samples, 1)) block1 = Conv2D(F1, (1, kernLength), padding='same', input_shape=(Chans, Samples, 1), use_bias=False)(input1) block1 = BatchNormalization()(block1) block1 = DepthwiseConv2D((Chans, 1), use_bias=False, depth_multiplier=D, depthwise_constraint=max_norm(1.))(block1) block1 = BatchNormalization()(block1) block1 = Activation('elu')(block1) block1 = AveragePooling2D((1, 4))(block1) block1 = dropoutType(dropoutRate)(block1) block2 = SeparableConv2D(F2, (1, 16), use_bias=False, padding='same')(block1) block2 = BatchNormalization()(block2) block2 = Activation('elu')(block2) block2 = AveragePooling2D((1, 8))(block2) block2 = dropoutType(dropoutRate)(block2) flatten = Flatten(name='flatten')(block2) dense = Dense(nb_classes, name='dense', kernel_constraint=max_norm(norm_rate))(flatten) softmax = Activation('softmax', name='softmax')(dense) return Model(inputs=input1, outputs=softmax

时间: 2023-06-16 09:08:05 浏览: 93
这段代码定义了一个 EEGNet 模型,它是一种用于脑电信号分类的神经网络。该模型使用了卷积层、批量归一化层、深度可分离卷积层、池化层、dropout层和全连接层等不同的层次。其中,输入层为一个形状为 (Chans, Samples, 1) 的张量,表示处理的脑电信号数据。下面是每个层次的具体操作: 1. Conv2D 层:使用大小为 (1, kernLength) 的卷积核对输入张量进行卷积操作,产生 F1 个特征图,padding 采用 'same' 模式,表示输出与输入具有相同的空间维度。使用 use_bias=False 取消偏置项,以避免过拟合。 2. BatchNormalization 层:对上一层的输出进行批量归一化操作,以加速训练过程并减少过拟合。 3. DepthwiseConv2D 层:使用大小为 (Chans, 1) 的深度可分离卷积核对输入张量进行卷积操作,产生 F1*D 个特征图,其中 D 是深度可分离卷积的深度乘数。使用 depth_multiplier=D 可以减少参数数量,提高运算效率。使用 depthwise_constraint=max_norm(1.) 对卷积核进行约束,以防止梯度爆炸。 4. Activation 层:使用激活函数 ELU 对上一层的输出进行激活操作,增强非线性表达能力。 5. AveragePooling2D 层:对上一层的输出进行平均池化操作,以减少特征图的空间维度,从而提取更加抽象的特征。 6. Dropout 层:对上一层的输出进行随机失活操作,以减少过拟合。 7. SeparableConv2D 层:使用大小为 (1, 16) 的可分离卷积核对上一层的输出进行卷积操作,产生 F2 个特征图,padding 采用 'same' 模式,表示输出与输入具有相同的空间维度。 8. BatchNormalization 层:对上一层的输出进行批量归一化操作,以加速训练过程并减少过拟合。 9. Activation 层:使用激活函数 ELU 对上一层的输出进行激活操作,增强非线性表达能力。 10. AveragePooling2D 层:对上一层的输出进行平均池化操作,以减少特征图的空间维度,从而提取更加抽象的特征。 11. Dropout 层:对上一层的输出进行随机失活操作,以减少过拟合。 12. Flatten 层:将上一层的输出展开为一维向量,以便进行全连接操作。 13. Dense 层:使用大小为 nb_classes 的全连接层对上一层的输出进行线性变换,产生 nb_classes 个输出。 14. Activation 层:使用 softmax 函数对上一层的输出进行激活操作,使得输出符合概率分布。返回最终的模型对象,包含输入和输出张量。

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介绍一下这段代码的Depthwise卷积层def get_data4EEGNet(kernels, chans, samples): K.set_image_data_format('channels_last') data_path = '/Users/Administrator/Desktop/project 5-5-1/' raw_fname = data_path + 'concatenated.fif' event_fname = data_path + 'concatenated.fif' tmin, tmax = -0.5, 0.5 #event_id = dict(aud_l=769, aud_r=770, foot=771, tongue=772) raw = io.Raw(raw_fname, preload=True, verbose=False) raw.filter(2, None, method='iir') events, event_id = mne.events_from_annotations(raw, event_id={'769': 1, '770': 2,'770': 3, '771': 4}) #raw.info['bads'] = ['MEG 2443'] picks = mne.pick_types(raw.info, meg=False, eeg=True, stim=False, eog=False) epochs = mne.Epochs(raw, events, event_id, tmin, tmax, proj=False, picks=picks, baseline=None, preload=True, verbose=False) labels = epochs.events[:, -1] print(len(labels)) print(len(epochs)) #epochs.plot(block=True) X = epochs.get_data() * 250 y = labels X_train = X[0:144,] Y_train = y[0:144] X_validate = X[144:216, ] Y_validate = y[144:216] X_test = X[216:, ] Y_test = y[216:] Y_train = np_utils.to_categorical(Y_train - 1) Y_validate = np_utils.to_categorical(Y_validate - 1) Y_test = np_utils.to_categorical(Y_test - 1) X_train = X_train.reshape(X_train.shape[0], chans, samples, kernels) X_validate = X_validate.reshape(X_validate.shape[0], chans, samples, kernels) X_test = X_test.reshape(X_test.shape[0], chans, samples, kernels) return X_train, X_validate, X_test, Y_train, Y_validate, Y_test kernels, chans, samples = 1, 3, 251 X_train, X_validate, X_test, Y_train, Y_validate, Y_test = get_data4EEGNet(kernels, chans, samples) model = EEGNet(nb_classes=3, Chans=chans, Samples=samples, dropoutRate=0.5, kernLength=32, F1=8, D=2, F2=16, dropoutType='Dropout') model.compile(loss='categorical_crossentropy', optimizer='adam', metrics=['accuracy']) checkpointer = ModelCheckpoint(filepath='/Users/XXX/baseline.h5', verbose=1, save_best_only=True) class_weights = {0: 1, 1: 1, 2: 1, 3: 1} fittedModel = model.fit(X_train, Y_train, batch_size=2, epochs=100, verbose=2, validation_data=(X_validate, Y_validate), callbacks=[checkpointer], class_weight=class_weights) probs = model.predict(X_test) preds = probs.argmax(axis=-1) acc = np.mean(preds == Y_test.argmax(axis=-1)) print("Classification accuracy: %f " % (acc))

# New module: utils.pyimport torchfrom torch import nnclass ConvBlock(nn.Module): """A convolutional block consisting of a convolution layer, batch normalization layer, and ReLU activation.""" def __init__(self, in_chans, out_chans, drop_prob): super().__init__() self.conv = nn.Conv2d(in_chans, out_chans, kernel_size=3, padding=1) self.bn = nn.BatchNorm2d(out_chans) self.relu = nn.ReLU(inplace=True) self.dropout = nn.Dropout2d(p=drop_prob) def forward(self, x): x = self.conv(x) x = self.bn(x) x = self.relu(x) x = self.dropout(x) return x# Refactored U-Net modelfrom torch import nnfrom utils import ConvBlockclass UnetModel(nn.Module): """PyTorch implementation of a U-Net model.""" def __init__(self, in_chans, out_chans, chans, num_pool_layers, drop_prob, pu_args=None): super().__init__() PUPS.__init__(self, *pu_args) self.in_chans = in_chans self.out_chans = out_chans self.chans = chans self.num_pool_layers = num_pool_layers self.drop_prob = drop_prob # Calculate input and output channels for each ConvBlock ch_list = [chans] + [chans * 2 ** i for i in range(num_pool_layers - 1)] in_chans_list = [in_chans] + [ch_list[i] for i in range(num_pool_layers - 1)] out_chans_list = ch_list[::-1] # Create down-sampling layers self.down_sample_layers = nn.ModuleList() for i in range(num_pool_layers): self.down_sample_layers.append(ConvBlock(in_chans_list[i], out_chans_list[i], drop_prob)) # Create up-sampling layers self.up_sample_layers = nn.ModuleList() for i in range(num_pool_layers - 1): self.up_sample_layers.append(ConvBlock(out_chans_list[i], out_chans_list[i + 1] // 2, drop_prob)) self.up_sample_layers.append(ConvBlock(out_chans_list[-1], out_chans_list[-1], drop_prob)) # Create final convolution layer self.conv2 = nn.Sequential( nn.Conv2d(out_chans_list[-1], out_chans_list[-1] // 2, kernel_size=1), nn.Conv2d(out_chans_list[-1] // 2, out_chans, kernel_size=1), nn.Conv2d(out_chans, out_chans, kernel_size=1), ) def forward(self, x): # Down-sampling path encoder_outs = [] for layer in self.down_sample_layers: x = layer(x) encoder_outs.append(x) x = nn.MaxPool2d(kernel_size=2)(x) # Bottom layer x = self.conv(x) # Up-sampling path for i, layer in enumerate(self.up_sample_layers): x = nn.functional.interpolate(x, scale_factor=2, mode='bilinear', align_corners=True) x = torch.cat([x, encoder_outs[-(i + 1)]], dim=1) x = layer(x) # Final convolution layer x = self.conv2(x) return x

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