请用keras编写一个全连接神经网络, 然后用遗传算法对神经网络的超参数进行优化,要优化的超参数包含每层的神经元个数,层数,学习率,激活函数,请写出代码

时间: 2023-10-26 14:04:42 浏览: 103
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基于遗传算法对应用于多元时间序列的自动编码器进行超参数优化附matlab代码.zip

好的,这里是用Keras编写全连接神经网络并使用遗传算法对超参数进行优化的代码示例: ```python import numpy as np import keras from keras.models import Sequential from keras.layers import Dense from keras.optimizers import Adam from keras.activations import relu, sigmoid, softmax from keras.losses import binary_crossentropy, categorical_crossentropy from keras.utils import to_categorical from keras.callbacks import EarlyStopping # Define the search space for hyperparameters search_space = { 'num_layers': [1, 2, 3], 'num_neurons': [16, 32, 64], 'learning_rate': [0.001, 0.01, 0.1], 'activation': ['relu', 'sigmoid', 'softmax'], } # Define the fitness function for the genetic algorithm def fitness_function(params): num_layers = params['num_layers'] num_neurons = params['num_neurons'] learning_rate = params['learning_rate'] activation = params['activation'] # Build the model model = Sequential() for i in range(num_layers): model.add(Dense(num_neurons, activation=activation)) model.add(Dense(10, activation='softmax')) model.compile(optimizer=Adam(lr=learning_rate), loss=categorical_crossentropy, metrics=['accuracy']) # Train the model history = model.fit(X_train, y_train, validation_data=(X_val, y_val), epochs=100, batch_size=64, verbose=0, callbacks=[EarlyStopping(patience=10, restore_best_weights=True)]) # Evaluate the model on the test set score = model.evaluate(X_test, y_test, verbose=0) # Return the negative accuracy as the fitness value (since the genetic algorithm tries to minimize the fitness) return -score[1] # Generate the initial population of solutions population_size = 10 population = [] for i in range(population_size): params = { 'num_layers': np.random.choice(search_space['num_layers']), 'num_neurons': np.random.choice(search_space['num_neurons']), 'learning_rate': np.random.choice(search_space['learning_rate']), 'activation': np.random.choice(search_space['activation']), } population.append(params) # Run the genetic algorithm for 10 generations num_generations = 10 for i in range(num_generations): # Evaluate the fitness of the population fitness_values = [fitness_function(params) for params in population] # Select the parents for the next generation parent_indices = np.random.choice(population_size, size=2, replace=False, p=softmax(fitness_values)) parents = [population[index] for index in parent_indices] # Generate the offspring using crossover and mutation offspring = [] for j in range(population_size): child_params = {} for key in search_space.keys(): parent_index = np.random.choice(len(parents)) child_params[key] = parents[parent_index][key] if np.random.uniform() < 0.1: child_params[key] = np.random.choice(search_space[key]) offspring.append(child_params) # Replace the population with the offspring population = offspring # Evaluate the best solution found by the genetic algorithm best_params = population[np.argmax(fitness_values)] num_layers = best_params['num_layers'] num_neurons = best_params['num_neurons'] learning_rate = best_params['learning_rate'] activation = best_params['activation'] # Build and train the final model using the best hyperparameters model = Sequential() for i in range(num_layers): model.add(Dense(num_neurons, activation=activation)) model.add(Dense(10, activation='softmax')) model.compile(optimizer=Adam(lr=learning_rate), loss=categorical_crossentropy, metrics=['accuracy']) history = model.fit(X_train, y_train, validation_data=(X_val, y_val), epochs=100, batch_size=64) ``` 这个代码示例首先定义了一个超参数搜索空间 `search_space`,包含了每层神经元个数、层数、学习率和激活函数等超参数。然后定义了一个适应度函数 `fitness_function`,它接受一个超参数字典作为输入,根据这些超参数构建一个全连接神经网络,训练并评估模型的性能,最后返回一个负的测试集准确率作为适应度值(因为遗传算法尝试最小化适应度)。 接着,代码生成了一个初始种群,大小为 `population_size`,每个个体都是一个超参数字典。然后运行了一个固定次数的遗传算法循环,每次循环中对种群中的个体进行评估、选择、交叉和变异,生成下一代种群。最终,代码返回了遗传算法搜索到的最优超参数,并使用这些超参数构建、训练和评估了一个最终的全连接神经网络模型。 需要注意的是,这个示例代码中的数据集和相关的代码实现并未给出,需要根据具体的任务和数据集进行修改。
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