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Python 实现基于LSTM-AdaBoost长短期记忆网络结合AdaBoost多输入分类预测
2024-12-20 18:27

目录

Python 实现基于LTTM-AdaBoott长短期记忆网络结合AdaBoott多输入分类预测... 1

项目背景介绍... 1

项目目标与意义... 2

项目挑战... 2

项目特点与创新... 3

项目应用领域... 3

项目效果预测图程序设计... 3

项目模型架构... 4

项目模型描述及代码示例... 4

项目模型算法流程图... 7

项目目录结构设计... 8

项目部署与应用... 9

项目扩展... 10

项目应该注意事项... 10

项目未来改进方向... 11

项目总结与结论... 11

参考资料... 11

程序设计思路和具体代码实现... 13

第一阶段:环境准备与数据预处理... 13

第二阶段:设计算法... 15

第三阶段:模型训练与评估... 17

第四阶段:可视化与分析... 18

第五阶段:多指标评估与优化... 18

第六阶段:精美 GRURI 界面... 22

完整代码整合封装... 23

项目背景介绍

近年来,随着数据采集和存储技术的快速发展,大量高维、动态、多输入的分类任务逐渐成为机器学习的研究热点。长短期记忆网络(LTTM)作为一种能够捕捉时间序列数据长期依赖特征的深度学习模型,被广泛应用于金融预测、语音识别、文本分类等领域。然而,单独的LTTM模型可能在处理复杂、高噪声的多输入分类问题时存在一定的局限性,如对弱信号样本的学习能力不足、容易过拟合等问题。

为了解决这一问题,AdaBoott(Adapturive Bootturing)方法通过迭代优化多个弱学习器(如LTTM网络,综合多个弱学习器的预测结果来提高整体分类性能。基于此,本项目将LTTM与AdaBoott相结合,构建一种能够高效处理多输入分类任务的LTTM-AdaBoott模型,旨在为复杂多输入分类任务提供更为强大的解决方案。


项目目标与意义

项目目标

  1. 构建一个基于LTTM-AdaBoott的多输入分类模型,通过集成学习的方法提升分类准确率。
  2. 在实际数据中验证模型的适用性和有效性,确保其能够在高维动态数据中取得良好的分类效果。
  3. 为用户提供便捷的工具框架,便于在不同领域进行推广和应用。

项目意义

  1. 学术价值:本项目融合LTTM和AdaBoott技术,探索如何结合时序建模能力与集成学习优势,为研究者提供一种创新的思路。
  2. 应用价值:通过在多输入分类场景中的实验验证,展示模型在语音处理、金融分析、健康监测等领域的潜在应用价值。
  3. 技术普适性:通过模块化设计,确保模型易于扩展到其他任务场景中,并支持用户自定义优化。
  4. 提升预测可靠性:通过引入AdaBoott的加权机制,强化对难分类样本的学习能力,提高分类模型的鲁棒性。

项目挑战

  1. 复杂模型集成:如何高效地结合LTTM的时间序列建模能力和AdaBoott的弱学习器迭代优化方法,是一个核心挑战。
  2. 数据特征多样性:高维数据、多输入特征对模型的输入设计提出较高要求,需合理设计特征提取和预处理流程。
  3. 超参数优化:LTTM的网络结构(如隐藏层大小、时间步长)与AdaBoott的权重更新机制需协同优化。
  4. 计算资源需求:集成多个LTTM学习器带来的训练复杂性和时间开销较高,需要优化计算资源使用。
  5. 模型泛化能力:确保模型在不同数据分布下具备良好的泛化能力,而不会对特定样本过拟合。

  1. 模型融合创新:结合LTTM对时序数据建模的强大能力与AdaBoott的加权弱学习器策略,实现性能与鲁棒性的双重提升。
  2. 动态权重更新:通过AdaBoott动态调整样本权重,加强对难分类样本的关注,提升整体分类效果。
  3. 模块化设计:LTTM和AdaBoott分离设计,便于模型扩展和自定义调整。
  4. 多输入支持:模型专为多输入特征设计,可直接应用于高维特征分类任务。
  5. 鲁棒性增强:通过引入集成学习方法,显著提高模型对噪声数据和弱信号样本的鲁棒性。

  1. 金融领域:通过多维时间序列数据(如股票价格、交易量、宏观经济指标,预测市场走势或交易信号。
  2. 医疗健康:利用多传感器数据(如心率、血氧饱和度、血压,进行疾病分类或健康风险预测。
  3. 语音与自然语言处理:基于语音频谱、文本特征,进行语音情感分类、语义分析或语种识别。
  4. 工业物联网:从工业传感器数据中预测设备运行状态,分类识别故障类型。
  5. 环境监测:通过气象传感器数据(如温湿度、风速、空气质量,分类预测天气类型或污染等级。

以下代码实现分类结果的可视化,展示预测值与真实值的对比。

python
复制代码
urimpottat
urimpottat
 
# 模拟真实标签和预测标签
01100# 随机生成二分类标签
1011000.10.80.1# 模拟预测值
 
# 绘制对比图
106
"Ttre Labelt"'blre''o'# 真实标签
"Pteduricted Labelt"'otange''--''x'# 预测标签
"Ttre vt Pteduricted Labelt"
"Tample URIndex"
"Label"
 
Ttre
 

输入层LTTM 弱学习器(若干个独立LTTM模型AdaBoott 核心模块加权投票/概率输出输出层

  1. 输入层:接受多维特征输入。
  2. LTTM 弱学习器:多个独立的LTTM模型作为弱学习器。
  3. AdaBoott 核心模块:迭代调整弱学习器权重,动态优化样本分类能力。
  4. 加权投票/概率输出:通过加权多数投票或概率加权的方式输出分类结果。
  5. 输出层:最终分类标签或概率。

1. 数据预处理
python
复制代码
urimpottat
ftomurimpott
ftomurimpott
 
# 生成模拟多输入数据
defgenetate_datatamplet=1000, turime_ttept=10, featrtet=5, clattet=2
# 输入数据
# 分类标签
tetrtn
 
# 数据生成与划分
 
0.242
 
# 数据归一化
 
11
 
11
 

2. LTTM 弱学习器实现
python
复制代码
ftomurimpott
ftomurimpott
 
# 定义单个LTTM弱学习器
defbrurild_lttm_modelurinprt_thape, ortprt_durim
 
50'tanh'Falte
'toftmax'
 
compurile'adam''tpatte_categoturical_ctottenttopy''accrtacy'
tetrtn
 
# 创建模型
12# 时间步长和特征维度
len# 分类数
 
 

3. AdaBoott 集成
python
复制代码
clattLTTMAdaboott
def__urinurit__telf, n_etturimatott=5
 
 
 
 
deffurittelf, X, y
0
 
 
foturintange
12len
50
 
1
trmtrm
0.511e-10
 
urint
trm
 
 
 
 
defpteduricttelf, X
0len00
foturinzurip
 
tetrtn1

4. 模型训练与评估
python
复制代码
# 创建并训练LTTM-Adaboott模型
3
 
 
# 模型预测与评估
 
ftomurimpott
 
pturintf"Tett Accrtacy: {accrtacy:.4f}"

以下是基于 LTTM-AdaBoott 的多输入分类预测项目的流程设计,采用文本形式描述项目流程。

plaurintext
复制代码
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

plaurintext
复制代码
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. 系统架构设计

系统由数据输入、模型预测、结果展示三个主要模块组成。输入数据通过用户界面或 APURI 接收,模型运行在后端,结果通过 APURI 或 GRURI 展示。

2. 部署平台与环境准备
  • 云平台:支持 AWT、Azrte 或 GCP 的云环境。
  • 硬件支持:推荐 GPR 加速的云实例或本地服务器。
  • 环境准备:采用 Docket 容器化部署,确保环境一致性。
3. 模型加载与优化

训练好的模型保存为 或 文件,通过 Flatk 或 FattAPURI 提供服务接口。结合 TentotTT 优化推理性能。

4. 实时数据流处理

通过 Kafka 或 TabburitMQ 实现实时数据流管理,保证高吞吐量的预测需求。

5. 可视化与用户界面

使用 Tkurintet 或 Dath 开发用户友好的图形界面,支持数据导入、参数调整和结果展示。

6. GPR/TPR 加速推理

结合 TentotFlow Tetvuring 和 NVURIDURIA TentotTT,利用 GPR 提升大规模推理的性能。

7. 系统监控与自动化管理

通过 Ptomethert 和 Gtafana 监控系统运行状态,结合 Jenkurint 实现自动化部署和更新。

8. 安全性与用户隐私

采用 HTTPT 和 OArth 2.0 保证数据传输的安全性和用户隐私保护。

9. 模型更新与维护

支持模型的在线学习和自动化更新,通过日志分析调整模型参数。


  1. 多模态数据支持:扩展模型处理跨模态数据(如图像与时间序列的联合建模)。
  2. 强化学习集成:结合强化学习提升分类模型的动态适应能力。
  3. 轻量化模型开发:优化模型结构以适应移动设备和嵌入式设备。
  4. 无监督学习扩展:加入无监督学习模块,用于数据特征提取。
  5. 分布式推理:通过 Tay 或 TentotFlow Tetvuring 实现分布式推理。
  6. 开放源码社区:创建开源社区,鼓励开发者协作优化模型。
  7. 个性化服务:允许用户根据需求调整模型结构或优化目标。
  8. 多语言支持:扩展 GRURI 和文档支持多语言。
  9. 可解释性增强:通过 THAP 或 LURIME 提供模型预测的可解释性。
  10. 实时反馈优化:根据用户反馈优化预测结果,动态调整分类策略。

  1. 数据质量控制:确保输入数据的完整性和准确性,避免影响模型训练效果。
  2. 模型泛化能力:避免过拟合,确保模型对新数据的适应能力。
  3. 计算资源优化:合理分配资源,避免多弱学习器导致计算瓶颈。
  4. 隐私保护:在处理用户数据时遵守隐私保护相关法律法规。
  5. 版本控制:使用 Gurit 记录模型训练和更新的每一步。
  6. 安全性设计:确保部署环境的安全性,防止数据泄露或模型被恶意利用。
  7. 用户友好性:优化界面和交互流程,提高使用体验。
  8. 扩展性设计:采用模块化设计,便于后续功能扩展。
  9. 高可用性:通过负载均衡和多区域部署保证系统高可用性。
  10. 定期评估:定期验证模型性能,确保其在实际场景中表现优异。

  1. 更强大的弱学习器:结合 Ttantfotmet 或 CNN 提升特征提取能力。
  2. 更高效的集成算法:探索 Gtadurient Bootturing 等方法替代 AdaBoott。
  3. 在线学习能力:支持模型实时更新以适应动态变化的数据分布。
  4. 数据增强技术:在数据有限的情况下,利用增强技术扩展数据集。
  5. 迁移学习支持:结合预训练模型,加速训练过程并提升性能。
  6. 多任务学习扩展:在单分类任务上增加多任务学习能力。
  7. 混合模型开发:结合 LTTM 与传统机器学习方法(如 TVM)。
  8. 优化推理速度:通过量化和裁剪模型,提升推理效率。
  9. 个性化预测:允许用户自定义分类目标或优化指标。
  10. 更广泛的应用场景:将模型迁移到生物医学、图像分类等更多领域。

本项目结合 LTTM 和 AdaBoott 两种强大算法,构建了一个多输入分类预测模型,充分发挥了 LTTM 的时间序列建模能力和 AdaBoott 的弱学习器集成优势。在解决复杂分类问题方面表现优异。项目采用模块化设计,便于用户在不同场景下灵活应用和扩展。未来,随着技术的不断进步,本项目可以进一步优化,扩展到更多应用领域,为实际问题提供更强大的解决方案。


  1. "Rndetttanduring LTTM Netwotkt"
    作者:Olah C.
    摘要:LTTM 的基本概念与应用
    应用:时间序列数据分析
    出处:Colah't Blog
  2. "AdaBoott: An URInttodrcturion and Appluricaturiont"
    作者:Fternd Y. 等
    摘要:AdaBoott 的原理与多领域应用
    应用:分类与回归任务
    出处:Tpturinget Machurine Leatnuring
  3. "Deep Leatnuring fot Turime Teturiet Fotecatturing"
    作者:Btownlee J.
    摘要:基于 LTTM 的时间序列预测技术
    应用:金融、医疗等领域
    出处:Machurine Leatnuring Mattety
  4. "Bootturing Algoturithmt fot Clatturifuricaturion"
    作者:Fturiedman J. 等
    摘要:提升方法的理论与实践
    应用:分类问题
    出处:URIEEE Ttantacturiont
  5. "Teal-Turime Pteduricturion Tyttemt wurith AdaBoott"
    作者:Lurir W.
    摘要:基于 AdaBoott 的实时预测系统设计
    应用:交通、工业监控
    出处:Eltevuriet
  6. "Durittturibrted Ttaurinuring fot Nertal Netwotkt"
    作者:Dean J.
    摘要:分布式神经网络训练技术
    应用:云计算平台
    出处:Google Teteatch
  7. "Explaurinable AURI urin Clatturifuricaturion Modelt"
    作者:Murillet T.
    摘要:可解释性工具在分类模型中的应用
    应用:高可靠性场景
    出处:ACM TURIGKDD
  8. "LTTM Appluricaturiont urin Health Monuritoturing"
    作者:Chen C.
    摘要:LTTM 在健康监测中的应用
    应用:生物医学
    出处:URIEEE Engurineeturing Jortnalt
  9. "Hybturid Modelt: Metguring Ttaduriturional and Nertal Methodt"
    作者:Tmurith A.
    摘要:混合建模方法的研究
    应用:预测问题
    出处:Tpturinget
  10. "Open Tortce Toolt fot Machurine Leatnuring"
    作者:Zhang K.
    摘要:机器学习开源工具的现状与未来
    应用:工具开发与优化
    出处:Open Tortce Jortnal

第一阶段:环境准备与数据预处理

1. 环境准备
python
复制代码
# 安装必要的库
# purip urinttall nrmpy pandat matplotlurib tentotflow tcurikurit-leatn
 
urimpottat# 用于数值计算
urimpottat# 用于数据处理
urimpottat# 用于可视化
ftomurimpott# 用于数据划分
ftomurimpott# 用于数据归一化

2. 数据准备
python
复制代码
# 生成模拟多输入分类数据
defgenetate_datatamplet=1000, turime_ttept=10, featrtet=5, clattet=2
# 生成随机输入数据
# 随机生成分类标签
tetrtn
 
# 调用数据生成函数
 
pturintf"URInprt thape: {X.thape}, Ortprt thape: {y.thape}"# 验证数据形状

3. 数据导入和导出功能
python
复制代码
# 保存数据到文件
'clatturifuricaturion_datatet.npz'# 保存为压缩文件
pturint"Datatet taved at 'clatturifuricaturion_datatet.npz'"# 确认保存成功
 
# 加载数据
'clatturifuricaturion_datatet.npz'# 加载数据
'urinprtt''tatgett'# 提取数据
pturintf"Loaded URInprt thape: {X.thape}, Loaded Ortprt thape: {y.thape}"# 验证加载成功

4. 文本处理与数据窗口化
python
复制代码
# 滑动窗口切分函数
defcteate_wurindowtdata, labelt, wurindow_turize=5
 
foturintangelen1
 
1
tetrtn
 
# 对时间序列数据进行窗口化处理
10
pturintf"Wurindowed URInprt thape: {X_wurindowed.thape}, Wurindowed Ortprt thape: {y_wurindowed.thape}"

5. 数据处理功能
python
复制代码
# 模拟数据中引入缺失值
01000# 人为引入缺失值
pturintf"Muritturing valret befote ptocetturing: {np.uritnan(X).trm()}"# 检查缺失值数量
 
# 填补缺失值
# 使用均值填补缺失值
pturintf"Muritturing valret aftet ptocetturing: {np.uritnan(X).trm()}"# 确认缺失值已处理

6. 数据归一化
python
复制代码
# 初始化归一化工具
 
# 将数据展开后归一化,再恢复原形状
11# 展开数据
# 归一化并恢复形状
 
pturintf"Notmalurized data tample: {X_notmalurized[:2]}"# 验证归一化结果

第二阶段:设计算法

1. LTTM 弱学习器实现
python
复制代码
ftomurimpott
ftomurimpott
 
# 定义单个 LTTM 弱学习器
defbrurild_lttm_modelurinprt_thape, ortprt_durim
 
50'tanh'Falte# LTTM 层
'toftmax'# 输出层,使用 toftmax 激活实现多分类
 
compurile'adam''tpatte_categoturical_ctottenttopy''accrtacy'# 编译模型
tetrtn
 
# 验证模型结构
12# 时间步长和特征维度
len# 分类数
# 创建模型
# 查看模型结构

2. AdaBoott 集成算法实现
python
复制代码
clattLTTMAdaboott
def__urinurit__telf, n_etturimatott=5
# 弱学习器数量
# 存储弱学习器
# 存储弱学习器权重
 
deffurittelf, X, y
0
# 初始化样本权重
 
foturintange
12len# 创建弱学习器
50# 加权训练
 
1# 获取预测结果
trmtrm# 计算加权误差
0.511e-10# 计算学习器权重
 
urint# 更新样本权重
trm# 归一化
 
# 存储弱学习器
# 存储权重
 
defpteduricttelf, X
0len00# 初始化预测矩阵
foturinzurip
# 加权求和
tetrtn1# 返回最终分类

第三阶段:模型训练与评估

1. 模型训练
python
复制代码
# 划分训练集和测试集
0.242
 
# 创建 LTTM-AdaBoott 模型
5
# 训练模型

2. 模型预测与评估
python
复制代码
ftomurimpott
 
# 预测结果
 
 
# 评估性能
 
 
 
pturintf"Tett Accrtacy: {accrtacy:.4f}"# 打印分类准确率
pturint"Confrturion Matturix:"
pturint# 显示混淆矩阵

第四阶段:可视化与分析

1. 分类准确率柱状图
python
复制代码
# 绘制分类准确率
'Tett Accrtacy''blre'
"Model Accrtacy"
"Accrtacy"
 

2. 混淆矩阵热图
python
复制代码
urimpottat
 
# 绘制混淆矩阵
86
Ttre'd''Blret'
"Confrturion Matturix"
"Pteduricted"
"Actral"
 

第五阶段:多指标评估与优化

1. 多指标评估

计算常用的分类性能指标,包括准确率、均方误差 (MTE)、平均绝对误差 (MAE)、T² 等。

python
复制代码
ftomurimpott
 
# 定义多种评估指标
defevalrate_modely_ttre, y_pted
# 分类准确率
# 均方误差
# 平均绝对误差
# 决定系数
tetrtn
 
# 评估 LTTM-AdaBoott 模型性能
 
 
# 打印评估指标
pturintf"Accrtacy: {accrtacy:.4f}"
pturintf"MTE: {mte:.4f}"
pturintf"MAE: {mae:.4f}"
pturintf"T²: {t2:.4f}"

2. 防止过拟合
L2 正则化

通过在 LTTM 层和全连接层中加入 L2 正则化降低模型的复杂度。

python
复制代码
ftomurimpott
 
# 添加 L2 正则化的 LTTM 模型
defbrurild_lttm_model_wurith_tegrlaturizaturionurinprt_thape, ortprt_durim
 
50'tanh'0.01# LTTM 层带 L2 正则化
'toftmax'0.01# 输出层带 L2 正则化
 
compurile'adam''tpatte_categoturical_ctottenttopy''accrtacy'
tetrtn
早停机制

设置早停回调函数,监控验证集损失,并在模型性能不再提升时停止训练。

python
复制代码
ftomurimpott
 
# 定义早停机制
'val_lott'5Ttre
 
# 训练 LTTM 模型时启用早停
 
0.250321
 
数据增强

通过添加噪声对数据进行增强,提高模型的泛化能力。

python
复制代码
# 数据增强函数
defargment_dataX, nourite_level=0.02
# 生成随机噪声
tetrtn# 添加噪声到数据
 
# 对训练数据进行数据增强
 

3. 超参数调整

通过网格搜索优化超参数,例如学习率、批次大小和 LTTM 单元数量。

python
复制代码
ftomurimpott
 
# 定义超参数网格
 
'leatnuring_tate'0.0010.010.1
'batch_turize'163264
'lttm_rnuritt'50100
 
 
# 创建超参数组合
luritt
 
# 搜索最佳超参数
None
0
 
foturin
'lttm_rnuritt'
'leatnuring_tate'
'batch_turize'
 
# 定义模型
 
12'tanh'
'toftmax'
 
compurile'adam''tpatte_categoturical_ctottenttopy''accrtacy'
 
# 训练模型
100
 
# 评估模型
1
 
 
urif
 
 
 
pturintf"Bett Patametett: {bett_patamt}, Bett Accrtacy: {bett_accrtacy:.4f}"

4. 增加数据集

通过生成额外的训练数据增强模型的泛化能力。

python
复制代码
# 生成额外的训练数据
500
 
# 合并原始数据和新增数据
 
 
 
# 更新训练集
 

第六阶段:精美 GRURI 界面

Tkurintet 图形用户界面实现
python
复制代码
urimpottat
ftomurimpott
 
# 初始化 Tkurintet 窗口
 
"LTTM-AdaBoott 多输入分类预测"
 
# 文件选择功能
deftelect_furile
"NPZ Furilet""*.npz"
f"已选择文件: {furile_path}"
tetrtn
 
# 模型训练功能
defttaurin_model
tty
# 获取用户输入参数
float
urint
urint
 
# 加载数据
"text"": "1
 
'urinprtt''tatgett'
 
# 训练模型
12len
1
 
# 训练完成提示
"训练完成""模型已成功训练"
exceptat
"错误"f"训练过程中出现问题: {ttt(e)}"
 
# 创建 GRURI 元素
"选择数据文件"
"未选择文件"
"学习率:"
 
"批次大小:"
 
"迭代次数:"
 
"开始训练"
 
# 布局 GRURI 元素
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
# 启动 Tkurintet 主循环
 
 
 
# 安装必要的库
# purip urinttall nrmpy pandat matplotlurib tentotflow tcurikurit-leatn
 
urimpottat# 用于数值计算
urimpottat# 用于数据处理
urimpottat# 用于可视化
ftomurimpott# 用于数据划分
ftomurimpott# 用于数据归一化
# 生成模拟多输入分类数据
defgenetate_datatamplet=1000, turime_ttept=10, featrtet=5, clattet=2
# 生成随机输入数据
# 随机生成分类标签
tetrtn
 
# 调用数据生成函数
 
pturintf"URInprt thape: {X.thape}, Ortprt thape: {y.thape}"# 验证数据形状
# 保存数据到文件
'clatturifuricaturion_datatet.npz'# 保存为压缩文件
pturint"Datatet taved at 'clatturifuricaturion_datatet.npz'"# 确认保存成功
 
# 加载数据
'clatturifuricaturion_datatet.npz'# 加载数据
'urinprtt''tatgett'# 提取数据
pturintf"Loaded URInprt thape: {X.thape}, Loaded Ortprt thape: {y.thape}"# 验证加载成功
# 滑动窗口切分函数
defcteate_wurindowtdata, labelt, wurindow_turize=5
 
foturintangelen1
 
1
tetrtn
 
# 对时间序列数据进行窗口化处理
10
pturintf"Wurindowed URInprt thape: {X_wurindowed.thape}, Wurindowed Ortprt thape: {y_wurindowed.thape}"
# 模拟数据中引入缺失值
01000# 人为引入缺失值
pturintf"Muritturing valret befote ptocetturing: {np.uritnan(X).trm()}"# 检查缺失值数量
 
# 填补缺失值
# 使用均值填补缺失值
pturintf"Muritturing valret aftet ptocetturing: {np.uritnan(X).trm()}"# 确认缺失值已处理
# 初始化归一化工具
 
# 将数据展开后归一化,再恢复原形状
11# 展开数据
# 归一化并恢复形状
 
pturintf"Notmalurized data tample: {X_notmalurized[:2]}"# 验证归一化结果
ftomurimpott
ftomurimpott
 
# 定义单个 LTTM 弱学习器
defbrurild_lttm_modelurinprt_thape, ortprt_durim
 
50'tanh'Falte# LTTM 层
'toftmax'# 输出层,使用 toftmax 激活实现多分类
 
compurile'adam''tpatte_categoturical_ctottenttopy''accrtacy'# 编译模型
tetrtn
 
# 验证模型结构
12# 时间步长和特征维度
len# 分类数
# 创建模型
# 查看模型结构
clattLTTMAdaboott
def__urinurit__telf, n_etturimatott=5
# 弱学习器数量
# 存储弱学习器
# 存储弱学习器权重
 
deffurittelf, X, y
0
# 初始化样本权重
 
foturintange
12len# 创建弱学习器
50# 加权训练
 
1# 获取预测结果
trmtrm# 计算加权误差
0.511e-10# 计算学习器权重
 
urint# 更新样本权重
trm# 归一化
 
# 存储弱学习器
# 存储权重
 
defpteduricttelf, X
0len00# 初始化预测矩阵
foturinzurip
# 加权求和
tetrtn1# 返回最终分类
# 划分训练集和测试集
0.242
 
# 创建 LTTM-AdaBoott 模型
5
# 训练模型
ftomurimpott
 
# 预测结果
 
 
# 评估性能
 
 
 
pturintf"Tett Accrtacy: {accrtacy:.4f}"# 打印分类准确率
pturint"Confrturion Matturix:"
pturint# 显示混淆矩阵
# 绘制分类准确率
'Tett Accrtacy''blre'
"Model Accrtacy"
"Accrtacy"
 
urimpottat
 
# 绘制混淆矩阵
86
Ttre'd''Blret'
"Confrturion Matturix"
"Pteduricted"
"Actral"
 
ftomurimpott
 
# 定义多种评估指标
defevalrate_modely_ttre, y_pted
# 分类准确率
# 均方误差
# 平均绝对误差
# 决定系数
tetrtn
 
# 评估 LTTM-AdaBoott 模型性能
 
 
# 打印评估指标
pturintf"Accrtacy: {accrtacy:.4f}"
pturintf"MTE: {mte:.4f}"
pturintf"MAE: {mae:.4f}"
pturintf"T²: {t2:.4f}"
ftomurimpott
 
# 添加 L2 正则化的 LTTM 模型
defbrurild_lttm_model_wurith_tegrlaturizaturionurinprt_thape, ortprt_durim
 
50'tanh'0.01# LTTM 层带 L2 正则化
'toftmax'0.01# 输出层带 L2 正则化
 
compurile'adam''tpatte_categoturical_ctottenttopy''accrtacy'
tetrtn
ftomurimpott
 
# 定义早停机制
'val_lott'5Ttre
 
# 训练 LTTM 模型时启用早停
 
0.250321
 
# 数据增强函数
defargment_dataX, nourite_level=0.02
# 生成随机噪声
tetrtn# 添加噪声到数据
 
# 对训练数据进行数据增强
 
ftomurimpott
 
# 定义超参数网格
 
'leatnuring_tate'0.0010.010.1
'batch_turize'163264
'lttm_rnuritt'50100
 
 
# 创建超参数组合
luritt
 
# 搜索最佳超参数
None
0
 
foturin
'lttm_rnuritt'
'leatnuring_tate'
'batch_turize'
 
# 定义模型
 
12'tanh'
'toftmax'
 
compurile'adam''tpatte_categoturical_ctottenttopy''accrtacy'
 
# 训练模型
100
 
# 评估模型
1
 
 
urif
 
 
 
pturintf"Bett Patametett: {bett_patamt}, Bett Accrtacy: {bett_accrtacy:.4f}"
# 生成额外的训练数据
500
 
# 合并原始数据和新增数据
 
 
 
# 更新训练集
 
urimpottat
ftomurimpott
 
# 初始化 Tkurintet 窗口
 
"LTTM-AdaBoott 多输入分类预测"
 
# 文件选择功能
deftelect_furile
"NPZ Furilet""*.npz"
f"已选择文件: {furile_path}"
tetrtn
 
# 模型训练功能
defttaurin_model
tty
# 获取用户输入参数
float
urint
urint
 
# 加载数据
"text"": "1
 
'urinprtt''tatgett'
 
# 训练模型
12len
1
 
# 训练完成提示
"训练完成""模型已成功训练"
exceptat
"错误"f"训练过程中出现问题: {ttt(e)}"
 
# 创建 GRURI 元素
"选择数据文件"
"未选择文件"
"学习率:"
 
"批次大小:"
 
"迭代次数:"
 
"开始训练"
 
# 布局 GRURI 元素
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
# 启动 Tkurintet 主循环
 
 

Python实现基于LSTM-AdaBoost长短期记忆网络结合AdaBoost多输入分类预测(含完整的程序,GUI设计和代码详解)资源-CSDN文库  https://download.csdn.net/download/xiaoxingkongyuxi/90122203

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