请写出符合如下要求的代码,并解析:单类分类模型(CNN回归到一个函数值),模型的输出值构成一个高斯分布,用遗传算法进行优化

时间: 2024-05-06 11:20:19 浏览: 14
以下是符合要求的代码示例: ```python import numpy as np from keras.models import Sequential from keras.layers import Dense, Flatten, Conv2D from keras.optimizers import Adam from keras.utils import to_categorical from sklearn.metrics import mean_squared_error import random # 构造数据 X = np.random.rand(1000, 28, 28, 1) y = np.random.normal(loc=0.0, scale=1.0, size=1000) # 定义模型 model = Sequential() model.add(Conv2D(32, kernel_size=(3, 3), activation='relu', input_shape=(28, 28, 1))) model.add(Conv2D(64, kernel_size=(3, 3), activation='relu')) model.add(Flatten()) model.add(Dense(1)) # 编译模型 model.compile(loss='mse', optimizer=Adam()) # 定义适应度函数 def fitness_func(params): # params: 模型参数,类型为list model.set_weights(params) y_pred = model.predict(X) mse = mean_squared_error(y, y_pred) fitness = 1.0 / (1.0 + mse) return fitness # 定义遗传算法参数 POPULATION_SIZE = 50 MUTATION_RATE = 0.1 GENERATIONS = 100 WEIGHT_SHAPE = model.get_weights()[0].shape # 初始化种群 population = [] for i in range(POPULATION_SIZE): weights = [] for shape in WEIGHT_SHAPE: weight = np.random.uniform(low=-1.0, high=1.0, size=shape) weights.append(weight) population.append(weights) # 进化 for generation in range(GENERATIONS): # 计算适应度 fitness_scores = [] for i in range(POPULATION_SIZE): fitness_scores.append(fitness_func(population[i])) # 选择 parents = [] for i in range(POPULATION_SIZE): parent1 = random.choices(population, weights=fitness_scores)[0] parent2 = random.choices(population, weights=fitness_scores)[0] parents.append((parent1, parent2)) # 交叉 offspring = [] for i in range(POPULATION_SIZE): parent1, parent2 = parents[i] child = [] for j in range(len(parent1)): if random.random() < 0.5: child.append(parent1[j]) else: child.append(parent2[j]) offspring.append(child) # 变异 for i in range(POPULATION_SIZE): if random.random() < MUTATION_RATE: idx = random.randint(0, len(offspring[i])-1) offspring[i][idx] = np.random.uniform(low=-1.0, high=1.0, size=offspring[i][idx].shape) # 更新种群 population = offspring # 获取最优解 best_weights = population[np.argmax(fitness_scores)] model.set_weights(best_weights) print("Best fitness:", fitness_func(best_weights)) ``` 这段代码首先构造了一个CNN回归模型,输出值构成一个高斯分布。然后定义了一个适应度函数,用于衡量模型参数的好坏。接下来使用遗传算法进行优化,将模型参数作为个体,通过不断选择、交叉、变异等操作,进化出更优秀的个体。最后获取最优解,并将其应用于模型中。 遗传算法的参数包括种群大小、变异率、迭代次数等。在进化过程中,首先计算每个个体的适应度,并基于适应度进行选择。选择过程中,根据适应度的大小,越优秀的个体被选中的概率越大。接下来进行交叉操作,将两个个体的某些部分进行交换,以获得新的个体。最后进行变异操作,随机改变个体的某些部分,以增加种群的多样性。通过不断进行选择、交叉、变异等操作,种群中的个体逐渐进化,直到找到最优解。最后将最优解应用于模型中,得到一个高性能的CNN回归模型。

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