Keras和Conv1D问题的输入形状

时间:2018-08-14 20:31:30

标签: python tensorflow keras time-series conv-neural-network

首先,我是神经网络和Keras的新手。

我正在尝试使用Keras创建一个简单的神经网络,其中输入是一个时间序列,而输出是另一个相同长度的时间序列(一维矢量)。

我制作了伪代码,以使用Conv1D层创建随机的输入和输出时间序列。然后,Conv1D层输出6个不同的时间序列(因为我有6个滤波器),并且我定义的下一层将这些输出的全部6个相加到一个,即整个网络的输出。

import numpy as np
import tensorflow as tf
from tensorflow.python.keras.models import Model
from tensorflow.python.keras.layers import Conv1D, Input, Lambda


def summation(x):
    y = tf.reduce_sum(x, 0)
    return y


time_len = 100  # total length of time series
num_filters = 6 # number of filters/outputs to Conv1D layer
kernel_len = 10 # length of kernel (memory size of convolution)

# create random input and output time series
X = np.random.randn(time_len)
Y = np.random.randn(time_len)

# Create neural network architecture
input_layer = Input(shape = X.shape)
conv_layer = Conv1D(filters = num_filters, kernel_size = kernel_len, padding = 'same')(input_layer)
summation_layer = Lambda(summation)(conv_layer)

model = Model(inputs = input_layer, outputs = summation_layer)

model.compile(loss = 'mse', optimizer = 'adam', metrics = ['mae'])

model.fit(X,Y,epochs = 1, metrics = ['mae'])

我得到的错误是:

ValueError: Input 0 of layer conv1d_1 is incompatible with the layer: expected ndim=3, found ndim=2. Full shape received: [None, 100]

查看有关Conv1D的Keras文档,输入形状应该是3D张量形状(批,阶,通道),如果我们使用一维数据,我将无法理解。

您能否解释一下每个项目的含义:批次,步骤和渠道?我应该如何调整我的一维矢量以使网络运行?

1 个答案:

答案 0 :(得分:0)

什么是(培训)样本?

(训练)数据可能包含数十个,数百个或数千个样本。例如,像Cifar-10或ImageNet这样的图像数据集中的每个图像都是一个样本。作为另一个示例,对于由在10年中的几天内记录的天气统计信息组成的时间序列数据集,每个训练样本可以是每天的时间序列。如果我们一天记录了100个测量值,而每个测量值都由温度和湿度组成(即每个测量值有两个特征),那么我们的数据集的形状大约为(10x365, 100, 2)

什么是批量大小?

批处理量只是模型一次可以处理的样本数。我们可以使用Keras中batch_size方法的fit参数来设置批量大小。公用值为16、32、64、128、256等(尽管您必须选择一个数字,以便您的计算机可以有足够的RAM来分配所需的资源)。

此外,“步长”(也称为“序列长度”)和“通道”(也称为“特征尺寸”)分别是测量数量和每个测量的尺寸。例如,在上面的天气示例中,我们的步骤为100,渠道为2。

要解决代码问题,您需要定义训练数据(即X),使其形状为(num_samples, steps or time_len, channels or feat_size)

n_samples = 1000   # we have 1000 samples in our training data
n_channels = 1     # each measurement has one feature
X = np.random.randn(n_samples, time_len, n_channels)

# if you want to predict one value for each measurement
Y = np.random.randn(n_samples, time_len)

# or if you want to predict one value for each sample
Y = np.random.randn(n_samples)

编辑:

另一件事是,您应该将一个样本的形状作为模型的输入形状。因此,必须像shape=X.shape[1:]这样传递Input层的输入形状。