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使用PYTHON中KERAS的LSTM递归神经网络进行时间序列预测|附代码数据

一个单元内有三种类型的门:忘记门:有条件地决定从该块中丢弃哪些信息。输入门:有条件地决定输入中的哪些值来更新内存状态。输出门:根据输入的内存,决定输出什么。...在进行任何操作之前,最好先设置随机数种子,以确保我们的结果可重复。# 随机种子以提高可重复性numpy.random.seed(7)我们还可以使用上一部分中的代码将数据集作为Pandas数据框加载。...然后,我们可以从数据帧中提取NumPy数组,并将整数值转换为浮点值,这更适合使用神经网络进行建模。...LSTM随时间步长回归你可以看到LSTM网络的数据准备包括时间步长。某些序列问题每个样本的时间步长可能不同。时间步长为表达我们的时间序列问题提供了另一种方法。...PyTorch机器学习神经网络分类预测银行客户流失模型PYTHON用LSTM长短期记忆神经网络的参数优化方法预测时间序列洗发水销售数据Python用Keras神经网络序列模型回归拟合预测、准确度检查和结果可视化

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使用PyTorch-LSTM进行单变量时间序列预测的示例教程

最简单的方法是使用自回归模型,我们将专注于使用LSTM来解决这个问题。 数据准备 让我们看一个时间序列样本。下图显示了2013年至2018年石油价格的一些数据。 这只是一个日期轴上单个数字序列的图。...标准化数据的标准方法是对数据进行转换,使得每一列的均值为0,标准差为1。...——在这个例子中,有这5年里每天的石油价格,如果你的数据情况并非如此,Pandas有几种不同的方法来重新采样数据以适应统一的频率,请参考我们公众号以前的文章 对于训练数据我们需要将完整的时间序列数据截取成固定长度的序列...由于这是一个回归问题(即我们试图预测一个连续值),最简单也是最安全的损失函数是均方误差。这提供了一种稳健的方法来计算实际值和模型预测值之间的误差。...预测的效果还可以,表明我们没有过度拟合模型,让我们看看能否用它来预测未来。 预测 如果我们将历史定义为预测时刻之前的序列,算法很简单: 从历史(训练窗口长度)中获取最新的有效序列。

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    使用PyTorch-LSTM进行单变量时间序列预测的示例教程

    对于这些例子中的每一个,都有事件发生的频率(每天、每周、每小时等)和事件发生的时间长度(一个月、一年、一天等)。 在本教程中,我们将使用PyTorch-LSTM进行深度学习时间序列预测。...我们的目标是接收一个值序列,预测该序列中的下一个值。最简单的方法是使用自回归模型,我们将专注于使用LSTM来解决这个问题。 数据准备 让我们看一个时间序列样本。...标准化数据的标准方法是对数据进行转换,使得每一列的均值为0,标准差为1。...——在这个例子中,有这5年里每天的石油价格,如果你的数据情况并非如此,Pandas有几种不同的方法来重新采样数据以适应统一的频率,请参考我们公众号以前的文章 对于训练数据我们需要将完整的时间序列数据截取成固定长度的序列...预测的效果还可以,表明我们没有过度拟合模型,让我们看看能否用它来预测未来。 预测 如果我们将历史定义为预测时刻之前的序列,算法很简单: 从历史(训练窗口长度)中获取最新的有效序列。

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    手把手教你用Python玩转时序数据,从采样、预测到聚类丨代码

    重采样意味着改变时序数据中的时间频率,在特征工程中这个技能非常有用,给监督学习模型补充一些结构。 依靠pandas进行重采样的方法类似groupby,通过下面的例子,可以更方便的理解。...为了实现预测功能,我们创建未来数据帧,设置预测未来多少时间和频率,然后Prophet就可以开始预测了。 这里设置的是预测两周,以天为单位。 ? 搞定了,可以预测未来两个月的家庭用电量了。 ?...LSTM似乎很适合时序数据预测,让它来处理一下我们按照一天为周期的数据: ? LSTM对输入数据的规模很敏感,特别是在使用sigmoid或tanh激活函数时。...聚类 最后,我们还要用我们例子中的数据集进行聚类。 聚类的方法很多,其中一种是分层聚类(clusters hierarchically)。 分层的方法有两种:从顶部开始分,和从底部开始分。...我们这里选择从底部开始。 方法很简单,导入原始数据,然后为一年中的某一天和一天中的某一小时添加两列。 ? ? 连接和树形图 连接函数将距离信息和分组对象根据相似性聚类,他们相互连接,创造更大的聚类。

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    ARIMA时间序列与LSTM神经网络的PK

    ARIMA(p,d,q)中,AR是"自回归",p为自回归项数;MA为"滑动平均",q为滑动平均项数,d为使之成为平稳序列所做的差分次数(阶数)。后面ARIMA模型我是用R语言来实现的。...更为广为人知的神经网络RNN有一个缺点,就是容易遗忘最开始输入的内容,而LSTM采用长短记忆的方法有效解决这一问题。在2014年之后随着RNN的普及发展,LSTM也有了更广泛的发展应用。...这里我用的pytorch 1.1版本来实现LSTM。...例1例2是ARIMA更接近真实值,例3除了第一天结果LSTM差距较大, 剩下四天都是LSTM的预测结果更接近。 从结果来看,当数据波动不大时,用ARIMA模型比LSTM要更好。...而神经网络LSTM由于对于过往数据都会存到‘记忆神经’,也就是遗忘门,输入门,输出门中。也就不是只简单看一个平均,所以预测可能会激进偏颇一点,但是对于原始数据波动比较大时,可能效果更好。

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    使用深度学习从视频中估计车辆的速度

    视频中的样本图像 训练视频的标签是a .txt文件,其中每一行对应于特定帧的速度。 方法 这个问题最有趣的地方是你的神经网络输入会是什么样子。仅从一个静态图像计算速度是不可能的。...一种有效的方法是将两个或更多的图像堆叠在一起,或者像LSTM或Transformer那样连续地堆叠。另一个是计算光流,我决定用它。 什么是光流?...它基本上是一种为每个像素计算矢量的方法,告诉你两幅图像之间的相对运动。有一个很棒的computerphile视频:https://www.youtube.com/watch?...计算光流 为了进行推断,网络将两幅图像拼接起来,并预测了一个维度为*(2, image_height, image_width)*的张量。如前所述,图像中的每个像素对应一个二维向量。...我总是从B0开始,然后放大到B3,因为我的GPU只有6 GB内存。经过训练,我得到如下结果(loss为均方误差): ? 训练损失 ? 验证损失 很好,看起来一切都很正常!

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    基于Kaggle DeepFake比赛的代码实战

    介绍 本文使用Kaggle的Deepfake比赛数据集,使用CNN+LSTM架构,对视频帧做二分类,该项目部署在百度的aistudio上进行训练。 2....CNN卷积网络,这里使用的是EfficientNet,我是针对pytorch版本改写得到的 LSTM网络,这里我用的是卷积版本的LSTM,同样也是由pytorch版本改写得来(https://github.com...生成数据 ? 第一步是解压我们的数据集,然后是针对视频进行抽帧,这里我们的策略是从0到中间位置「随机选取起始帧」,每隔2帧进行帧的抽取。...数据装载器 5.1 数据增强 我们使用了之前论文里面提到的JPEG+Blur的图像预处理方法,resize图片至224x224分辨率,最后做归一化 ?...我们这里设置LSTM隐层数为256,由于将视频抽取10帧,因此最后输出为10x256=2560 最后通过两次全连接层 这里使用shape为2x10x3x224x224的nparray进行测试 ?

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    使用深度学习从视频中估计车辆的速度

    作者:Sharif Elfouly 编译:ronghuaiyang 导读 使用光流 + CNN的方法来预测车辆的速度,用PyTorch实现,有代码。...视频中的样本图像 训练视频的标签是a .txt文件,其中每一行对应于特定帧的速度。 方法 这个问题最有趣的地方是你的神经网络输入会是什么样子。仅从一个静态图像计算速度是不可能的。...一种有效的方法是将两个或更多的图像堆叠在一起,或者像LSTM或Transformer那样连续地堆叠。另一个是计算光流,我决定用它。 什么是光流?...计算光流 为了进行推断,网络将两幅图像拼接起来,并预测了一个维度为*(2, image_height, image_width)*的张量。如前所述,图像中的每个像素对应一个二维向量。...我总是从B0开始,然后放大到B3,因为我的GPU只有6 GB内存。经过训练,我得到如下结果(loss为均方误差): ? 训练损失 ? 验证损失 很好,看起来一切都很正常!

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    手把手教你用Python玩转时序数据,从采样、预测到聚类丨代码

    重采样意味着改变时序数据中的时间频率,在特征工程中这个技能非常有用,给监督学习模型补充一些结构。 依靠pandas进行重采样的方法类似groupby,通过下面的例子,可以更方便的理解。...为了实现预测功能,我们创建未来数据帧,设置预测未来多少时间和频率,然后Prophet就可以开始预测了。 这里设置的是预测两周,以天为单位。 ? 搞定了,可以预测未来两个月的家庭用电量了。 ?...LSTM似乎很适合时序数据预测,让它来处理一下我们按照一天为周期的数据: ? LSTM对输入数据的规模很敏感,特别是在使用sigmoid或tanh激活函数时。...聚类 最后,我们还要用我们例子中的数据集进行聚类。 聚类的方法很多,其中一种是分层聚类(clusters hierarchically)。 分层的方法有两种:从顶部开始分,和从底部开始分。...我们这里选择从底部开始。 方法很简单,导入原始数据,然后为一年中的某一天和一天中的某一小时添加两列。 ? ? 连接和树形图 连接函数将距离信息和分组对象根据相似性聚类,他们相互连接,创造更大的聚类。

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    循环神经网络RNN完全解析:从基础理论到PyTorch实战

    然而,这种简化可能会在某些任务中牺牲一些表现力。 总结 门控循环单元(GRU)是一种有效的RNN结构,旨在捕获序列数据中的时序依赖关系。...三、从代码实现循环神经网络 3.1 环境准备和数据预处理 为了成功实现循环神经网络,需要首先准备开发环境,并对数据进行适当的预处理。下面将详细介绍每个阶段的步骤。...通过本节的介绍,读者应能够理解并实现循环神经网络所需的环境准备和数据预处理步骤。 3.2 使用PyTorch构建RNN模型 PyTorch是一种流行的深度学习框架,广泛用于构建和训练神经网络模型。...本节详细介绍了如何使用PyTorch进行训练循环、监控训练进度、评估模型、计算性能指标以及超参数调优。通过了解这些关键概念和技术,读者可以有效地训练和评估RNN模型,为实际应用做好准备。...4.3 代码实现 环境准备和数据预处理:介绍了如何准备数据和环境。 使用PyTorch构建RNN模型:详细解释了如何使用PyTorch构建和训练RNN模型。

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    视频目标检测大盘点

    因为目标的外观可能在某些帧中恶化,通常使用其他帧的特征或检测来增强预测效果。解决这一问题的方法有很多: 如动态规划、跟踪、循环神经网络、有/无光流的特征聚合以跨帧传播高层特征。...后处理方法是通用的过程,可以应用于任何目标检测器的输出,以改善视频中的目标检测。...有不同的实现方法,但所有方法都围绕着一个思想: 密集计算每帧检测,同时特征从相邻帧向当前帧变换,加权平均聚合。因此,当前帧将受益于之前帧,以及一些未来的帧,以获得更好的检测。...对于三元组中每个视频,它的采样帧被输入到 Faster RCNN 的 RPN 和 ROI 层。这为每帧生成了目标提议(proposal)的特征向量,这些特征向量聚合在一起以增强目标帧中的提议。...视频内部增强的提议主要包含每个视频中的目标语义,而忽略视频之间的目标变化。为了建立这种变化的模型,根据内部视频增强的特征,从视频三元组中选择难的提议三元组。

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    如何入手卷积神经网络

    准备数据 导入需要的代码: import numpy as np import pandas as pd from pathlib import Path from fastai import *...train_df = pd.read_csv("train.csv") 将 Train CSV 文档加载到数据帧中。 data_folder = Path(".")...,以便将 train_df 数据帧和 train 文件夹中的图像进行映射。...数据增强 这是一种根据现有数据创建更多数据的技术。一张猫的图片水平翻转之后仍然是猫的图片。但通过这样做,你可以把你的数据扩增至两倍、四倍甚至 16 倍。 如果你数据量比较少,可以尝试这种方法。...我所用的网络是 DenseNet——ImageNet 2017 最佳论文奖的成果,它要输入的图像大小为 128*128。 准备训练 读取数据之后,就到了深度学习最关键的一步——训练。

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    如何入手卷积神经网络

    准备数据 导入需要的代码: import numpy as np import pandas as pd from pathlib import Path from fastai import *...train_df = pd.read_csv("train.csv") 将 Train CSV 文档加载到数据帧中。 data_folder = Path(".")...,以便将 train_df 数据帧和 train 文件夹中的图像进行映射。...数据增强 这是一种根据现有数据创建更多数据的技术。一张猫的图片水平翻转之后仍然是猫的图片。但通过这样做,你可以把你的数据扩增至两倍、四倍甚至 16 倍。 如果你数据量比较少,可以尝试这种方法。...我所用的网络是 DenseNet——ImageNet 2017 最佳论文奖的成果,它要输入的图像大小为 128*128。 准备训练 读取数据之后,就到了深度学习最关键的一步——训练。

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    WikiNet — CS224W 课程项目的循环图神经网络实践

    我们可以使用图神经网络提供的表达能力来做到这一点吗? 数据预处理 准备用于图机器学习的数据集需要大量的预处理。第一个目标是将数据表示为一个有向图,其中维基百科文章作为节点,连接文章的超链接作为边。...与前面类似,使用Pandas解析SNAP数据集中已完成的导航路径的制表符分隔值,然后处理每个导航路径以删除返回的点击(由Wikispeedia玩家创建的导航从当前页面返回到之前直接访问的页面),并删除每个路径中的最后一篇文章...然后将张量输入RNN——在我们的例子中是LSTM模型。在将张量发送到最终线性层之前,还会有一个BN层应用于 RNN 的输出。...首先讨论一下图神经网络的一般功能,在图神经网络中,关键思想是根据每个节点的局部邻域为每个节点生成节点嵌入。也就是说,我们可以将信息从其相邻节点传播到每个节点。 上图表示输入图的计算图。...更具体地说: 图卷积神经网络 (GCN) 一种简单直观的消息计算方法是使用神经网络。对于聚合可以简单地取邻居节点消息的平均值。在 GCN 中还将使用偏置项来聚合来自前一层的节点本身的嵌入。

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    视频的行为识别「建议收藏」

    大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。 1. 概述 使用DL方法解决视频中行为识别/动作识别的问题解决思路有三个分支:分别是two-stream(双流)方法,C3D方法以及CNN-LSTM方法。...算法介绍 该篇论文[1]是双流方法的开山之作,论文所提出的网络使用以单帧RGB作为输入的CNN来处理空间维度的信息,使用以多帧密度光流场作为输入的CNN来处理时间维度的信息,并通过多任务训练的方法将两个行为分类的数据集联合起来...算法架构 作者提出两种LSTM模型,分别称为自编码器模型与预测模型,前者是帧序列输入至LSTM Encoder,再将LSTM Encoder所学习到的表征向量(目标、背景、运动信息)拷贝至LSTM Decoder...本篇文章[2]的作者从另外一个角度,在这些成熟CNN网络之间的差异中寻找更能学习及表达特征的卷积核在设计上有什么演进,作者从inceptopn v3中获得灵感,既然1×3、3×1的2D卷积核可以替代3×...,如何对时域进行建模等等,可以确定好网络容量(参数数量),从架构中某一项的变化看哪些因素能够提升准确率。

    1.6K10

    Prophet在R语言中进行时间序列数据预测

    您将学习如何使用Prophet(在R中)解决一个常见问题:预测公司明年的每日订单。 数据准备与探索 Prophet最拟合每日数据以及至少一年的历史数据。...然后,在R 中,我们可以使用以下语句将查询结果集传递到数据帧df中: df <- datasets[["Daily Orders"]] 为了快速了解您的数据框包含多少个观测值,可以运行以下语句:...str(df) 在此示例中,您将需要进行一些手动的日期格式转换: df <- mutate ( df, date = ymd_hms(date) # ) 现在您已经准备好要与Prophet一起使用的数据...预测 使用Prophet通过Box-Cox转换的数据集拟合模型后,现在就可以开始对未来日期进行预测。 现在,我们可以使用该predict()函数对未来数据帧中的每一行进行预测。...---- 最受欢迎的见解 1.在python中使用lstm和pytorch进行时间序列预测 2.python中利用长短期记忆模型lstm进行时间序列预测分析 3.使用r语言进行时间序列(arima,指数平滑

    1.6K20

    使用Python实现长短时记忆网络(LSTM)的博客教程

    本教程将介绍如何使用Python和PyTorch库实现一个简单的LSTM模型,并展示其在一个时间序列预测任务中的应用。 什么是长短时记忆网络(LSTM)?...长短时记忆网络是一种循环神经网络的变体,通过引入特殊的记忆单元(记忆细胞)和门控机制,可以有效地处理和记忆长序列中的信息。...import torch import torch.nn as nn 步骤 2:准备数据 我们将使用一个简单的时间序列数据作为示例,准备数据并对数据进行预处理。...长短时记忆网络是一种强大的循环神经网络变体,能够有效地处理序列数据中的长期依赖关系,适用于多种时序数据分析和预测任务。...希望本教程能够帮助你理解LSTM的基本原理和实现方法,并启发你在实际应用中使用长短时记忆网络解决时序数据处理问题。

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    灵魂追问 | 教程那么多,你……看完了吗?

    :Boosting&Bagging 资源 | 神经网络调试手册:从数据集与神经网络说起 观点 | 三大特征选择策略,有效提升你的机器学习水准 教程 | 如何为单变量模型选择最佳的回归函数 机器学习老中医...教程 | 无监督学习中的两个非概率模型:稀疏编码与自编码器 深度 | 从任务到可视化,如何理解LSTM网络中的神经元 教程 | 将注意力机制引入RNN,解决5大应用领域的序列预测问题 教程 | 听说你了解深度学习最常用的学习算法...教程 | 基础入门:深度学习矩阵运算的概念和代码实现 从概率论到多分类问题:综述贝叶斯统计分类 机器之心最干的文章:机器学习中的矩阵、向量求导 How 致初学者 教程 | Kaggle...从制作一张门票谈起! 教程 | 通过PyTorch实现对抗自编码器 教程 | 基于Keras的LSTM多变量时间序列预测 3....工具方法 教程 | 如何优雅而高效地使用Matplotlib实现数据可视化 教程 | 如何用百度深度学习框架PaddlePaddle做数据预处理 教程 | 一文入门Python数据分析库Pandas

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    教程 | 基于Keras的LSTM多变量时间序列预测

    这为时间序列预测带来极大益处,因为经典线性方法难以适应多变量或多输入预测问题。 通过本教程,你将学会如何在 Keras 深度学习库中搭建用于多变量时间序列预测的 LSTM 模型。...基本数据准备 原始数据尚不可用,我们必须先处理它。 以下是原始数据集的前几行数据。 ? 第一步,将零散的日期时间信息整合为一个单一的日期时间,以便我们可以将其用作 Pandas 的索引。...LSTM 数据准备 第一步是为 LSTM 模型准备污染数据集,这涉及将数据集用作监督学习问题以及输入变量归一化。...这个数据准备过程很简单,我们可以深入了解更多相关知识,包括: 对风速进行一位有效编码 用差值和季节性调整使所有序列数据恒定 提供超过 1 小时的输入时间步长 最后也可能是最重要的一点,在学习序列预测问题时...定义和拟合模型 在本节中,我们将拟合多变量输入数据的 LSTM 模型。 首先,我们必须将准备好的数据集分成训练集和测试集。

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    时间序列数据分析与预测之Python工具汇总

    数据准备和特征工程工具 数据分析和可视化工具 时间序列预测工具 数据准备和特征工程 数据准备和特征工程是数据科学管道中的两个非常重要的步骤。数据准备通常是任何数据科学项目的第一步。...这是将数据转换为可用于分析和进一步处理的形式的过程。 特征工程是从原始数据中提取特征以使其对建模和预测更有用的过程。下面,我们将提到一些用于这些任务的最流行的工具。...Pandas 的时间序列处理 Pandas 是一个用于数据操作和分析的 Python 库。它包括用于操作数值表和时间序列的数据结构和方法。...使用 PyTorch,可以构建强大的循环神经网络模型,例如 LSTM 和 GRU 以及预测时间序列。...它可用于为单变量和多变量时间序列找到最佳时间序列预测模型。此外,AutoTS 本身会从数据中清除任何缺失值或异常值。

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