第R3周:RNN-心脏病预测(Tensorflow实现)

  • 语言环境:Python3.8
  • 编译器:Jupyter Lab
  • 深度学习环境:
    • tensorflow==2.18.0+cuda

目录

[1. 前期准备](#1. 前期准备)

1.1设置GPU

[1.2 导入数据](#1.2 导入数据)

[1.3 检查数据](#1.3 检查数据)

[2. 数据预处理](#2. 数据预处理)

[2.1 划分训练集与测试集](#2.1 划分训练集与测试集)

[2.2 标准化](#2.2 标准化)

[3. 构建RNN模型](#3. 构建RNN模型)

[4. 编译模型](#4. 编译模型)

[5. 训练模型](#5. 训练模型)

[​6. 评估模型](#6. 评估模型)


1. 前期准备

1.1设置GPU

python 复制代码
import tensorflow   as tf

gpus = tf.config.list_physical_devices("GPU")

if gpus:
    gpu0 = gpus[0]                                        #如果有多个GPU,仅使用第0个GPU
    tf.config.experimental.set_memory_growth(gpu0, True)  #设置GPU显存用量按需使用
    tf.config.set_visible_devices([gpu0],"GPU")
    
gpus

1.2 导入数据

python 复制代码
import pandas as pd
import numpy as np

df = pd.read_csv("heart.csv")
df

1.3 检查数据

python 复制代码
# 检查是否有空值
df.isnull().sum()

2. 数据预处理

2.1 划分训练集与测试集

python 复制代码
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
from sklearn.model_selection import train_test_split

X = df.iloc[:,:-1]
y = df.iloc[:,-1]
X_train,X_test,y_train,y_test = train_test_split(X,y,test_size = 0.1,random_state = 1)
X_train.shape,y_train.shape

2.2 标准化

python 复制代码
# 将每一列特征值标准化为正太分布,注意,标准化是针对每一列而言的
sc = StandardScaler()
X_train = sc.fit_transform(X_train)
X_test = sc.transform(X_test)

X_train = X_train.reshape(X_train.shape[0],X_train.shape[1],1)
X_test = X_test.reshape(X_test.shape[0],X_test.shape[1],1)

3. 构建RNN模型

python 复制代码
import tensorflow 
from tensorflow.keras.models import Sequential
from tensorflow.keras.layers import Dense,LSTM,SimpleRNN

model = Sequential()
model.add(SimpleRNN(200,input_shape=(13,1),activation='relu'))
model.add(Dense(100,activation='relu'))
model.add(Dense(1,activation='sigmoid'))
model.summary()

4. 编译模型

python 复制代码
opt = tf.keras.optimizers.Adam(learning_rate=1e-4)

model.compile(loss = 'binary_crossentropy',
             optimizer=opt,
             metrics="accuracy")

5. 训练模型

python 复制代码
epochs = 100

history = model.fit(X_train,
                    y_train,
                   epochs=epochs,
                   batch_size=128,
                   validation_data=(X_test,y_test),
                   verbose=1)

6. 评估模型

python 复制代码
import matplotlib.pyplot as plt

acc = history.history['accuracy']
val_acc = history.history['val_accuracy']

loss = history.history['loss']
val_loss = history.history['val_loss']

epochs_range = range(epochs)

plt.figure(figsize=(12, 4))
plt.subplot(1, 2, 1)
plt.plot(epochs_range, acc, label='Training Accuracy')
plt.plot(epochs_range, val_acc, label='Validation Accuracy')
plt.legend(loc='lower right')
plt.title('Training and Validation Accuracy')

plt.subplot(1, 2, 2)
plt.plot(epochs_range, loss, label='Training Loss')
plt.plot(epochs_range, val_loss, label='Validation Loss')
plt.legend(loc='upper right')
plt.title('Training and Validation Loss')
plt.show()
python 复制代码
scores = model.evaluate(X_test,y_test,verbose=0)
print("%s: %.2f%%" % (model.metrics_names[1],scores[1]*100))

总结:

从上图结果中我们可以看出:

左图:训练与验证准确率

训练集的准确率(蓝色线):随着训练次数增加,呈现出平稳上升趋势,最终接近0.92左右,说明模型在训练数据上的拟合效果逐渐变好。

验证集的准确率(橙色线):一开始随着训练迭代次数增加,验证准确率也在提升,但在约25次迭代后,准确率趋于平稳,甚至有一些波动,特别在60次之后,表现出明显的下降和上升不稳定现象。

右图:训练与验证损失

训练集损失(蓝色线):损失随着迭代次数逐渐下降,这表明模型在训练集上不断优化,误差减少。

验证集损失(橙色线):最开始也在下降,但在大约20次迭代后开始变得平缓,甚至损失值开始回弹。这与验证集准确率下降的现象一致,暗示模型在验证集上的表现没有持续改进。

相关推荐
愈努力俞幸运5 小时前
Oauth登录
人工智能
无障碍研究院5 小时前
2026TADC|韩冰、王永兴:解锁座舱无障碍量产落地新范式
人工智能·智能汽车·无障碍
闭包不眠5 小时前
手机拍的证件照怎么压缩到20k?3种方法(2026)
图像处理·人工智能·计算机视觉·智能手机·html
Q一件事5 小时前
岩性含义及石漠化易感性说明
人工智能
lovingsoft5 小时前
AI 开发的软件质量如何保证?一套可落地的 LLM 应用质量工程体系(QA 视角)
人工智能
小易测试笔记6 小时前
如何选择适合的半导体静电放电测试设备,易捷测试 Hanwa中国区代理提供哪些支持?
人工智能
益莱储中国6 小时前
益莱储任命 Vincent Kwa为亚太区副总裁兼总经理
大数据·人工智能
鬼手点金6 小时前
上下文:Agent 的眼睛
java·前端·人工智能·git·深度学习
具身AGI6 小时前
一块远程显卡服务一队机器人,瓶颈不在模型
人工智能·机器人
hzxxxz6 小时前
AI任务分流链路:从3层可验证路由到判断力留痕
人工智能