已有多元时序数据,已经滑动窗口切割完并且划分了测试集和训练集,时间步长为50,特征数为10,现在想用Keras库创建CNN-LSTM模型进行单步预测,其中CNN中用一维卷积提取变量的空间特征,LSTM模型进行单步预测
时间: 2024-10-13 13:18:48 浏览: 114
对原始数据集进行预处理,窗口划分,特征提取,特征融合,分类识别.zip
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对于已准备好的多元时序数据,通过滑动窗口法将其划分为训练集和测试集,并确定了时间步长为50,特征数为10,你可以采用Keras库构建一个结合了一维卷积层(Conv1D)用于空间特征提取和长短时记忆网络(LSTM)用于时间序列建模的深度学习模型。以下是构建这样一个CNN-LSTM模型的基本步骤:
1. 导入所需库:
```python
import numpy as np
from keras.models import Sequential
from keras.layers import Conv1D, LSTM, Dense, Dropout
```
2. 定义模型结构:
```python
model = Sequential()
```
3. 添加一层一维卷积层(假设滤波器数量为32,卷积核大小为3,激活函数选relu等):
```python
model.add(Conv1D(filters=32, kernel_size=3, activation='relu', input_shape=(None, 10)))
```
4. 添加MaxPooling1D层,减小特征维度并保留关键信息:
```python
model.add(MaxPooling1D(pool_size=2))
```
5. 将数据转换为适合LSTM的形式(padding='causal'确保前向传播不会影响当前时间步的预测):
```python
model.add(LSTM(units=64, return_sequences=True, padding='causal'))
```
6. 可能需要加入Dropout防止过拟合:
```python
model.add(Dropout(0.2))
```
7. 添加另一个LSTM层,如果需要更深的层次结构:
```python
model.add(LSTM(units=32, return_sequences=False))
```
8. 输出层,使用Dense层进行单步预测,输出节点数应等于目标变量的数量(如果你的目标是一个数值):
```python
model.add(Dense(units=1, activation='linear'))
```
9. 编译模型,选择合适的损失函数(如均方误差MSE)、优化器(如Adam)和评估指标(如mae):
```python
model.compile(loss='mse', optimizer='adam', metrics=['mae'])
```
10. 训练模型,传入训练数据和对应的标签(形状应该是(batch_size, timesteps, features)):
```python
model.fit(X_train, y_train, epochs=50, batch_size=32, validation_data=(X_test, y_test))
```
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