Geração de sequências

Para poder treinar redes neurais em dados sequenciais, você precisa pré-processá-los primeiro. Você dividirá os dados em pares de entradas e alvos, em que as entradas são alguns números de pontos de dados consecutivos e o alvo é o próximo ponto de dados.

Sua tarefa é definir uma função para fazer isso, chamada create_sequences(). Como entradas, ele receberá dados armazenados em um DataFrame, df e seq_length, o comprimento das entradas. Como saída, ele deve retornar duas matrizes NumPy, uma com as sequências de entrada e a outra com os alvos correspondentes.

Como lembrete, aqui está a aparência do DataFrame df:

                 timestamp  consumption

0      2011-01-01 00:15:00    -0.704319
...                    ...          ...
140255 2015-01-01 00:00:00    -0.095751

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Aprendizagem profunda intermediária com PyTorch

Instruções do exercício

Itere sobre o intervalo do número de pontos de dados menos o comprimento de uma sequência de entrada.
Defina as entradas x como a fatia de df da iª linha até a i + seq_lengthª linha e a coluna no índice 1.
Defina o destino y como a fatia de df no índice de linha i + seq_length e a coluna no índice 1.

Exercício interativo prático

Experimente este exercício completando este código de exemplo.

import numpy as np

def create_sequences(df, seq_length):
    xs, ys = [], []
    # Iterate over data indices
    for i in range(____):
      	# Define inputs
        x = df.iloc[____, ____]
        # Define target
        y = df.iloc[____, ____]
        xs.append(x)
        ys.append(y)
    return np.array(xs), np.array(ys)

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IntermediárioNível de habilidade

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Saiba como treinar redes neurais de forma robusta. Neste capítulo, você usará a programação orientada a objetos para definir conjuntos de dados e modelos do PyTorch e atualizar seus conhecimentos sobre treinamento e avaliação de redes neurais. Você também se familiarizará com diferentes otimizadores e, por fim, se familiarizará com várias técnicas que ajudam a atenuar os problemas de gradientes instáveis tão onipresentes no treinamento de redes neurais.

Exercise 1: PyTorch e programação orientada a objetos Exercise 2: Conjunto de dados do PyTorch Exercise 3: DataLoader do PyTorch Exercise 4: Modelo do PyTorch Exercise 5: Otimizadores, treinamento e avaliação Exercise 6: Loop de treinamento Exercise 7: Otimizadores Exercise 8: Avaliação do modelo Exercise 9: Desaparecimento e explosão de gradientes Exercise 10: Inicialização e ativação Exercise 11: Ativações: ReLU vs. ELU Exercise 12: Normalização em lote

Treine redes neurais para resolver tarefas de classificação de imagens. Neste capítulo, você aprenderá a lidar com dados de imagem no PyTorch e a se familiarizar com as redes neurais convolucionais (CNNs). Você praticará o treinamento e a avaliação de um classificador de imagens enquanto aprende a melhorar o desempenho do modelo com o aumento de dados.

Exercise 1: Manipulação de imagens com o PyTorch Exercise 2: Conjunto de dados de imagem Exercise 3: Aumento de dados Exercise 4: Aumento de dados no PyTorch Exercise 5: Redes neurais convolucionais Exercise 6: A camada convolucional Exercise 7: Criação de redes convolucionais Exercise 8: Treinamento de classificadores de imagens Exercise 9: Escolha de aumentos Exercise 10: Conjunto de dados com aumentos Exercise 11: Loop de treinamento do classificador de imagem Exercise 12: Avaliação de classificadores de imagens Exercise 13: Avaliação de modelos multiclasse Exercise 14: Análise de métricas por classe

Crie e treine redes neurais recorrentes (RNNs) para processar dados sequenciais, como séries temporais, texto ou áudio. Você aprenderá sobre as duas arquiteturas recorrentes mais populares, as redes de memória de curto e longo prazo (LSTM) e de unidade recorrente fechada (GRU), além de como preparar dados sequenciais para o treinamento do modelo. Você praticará suas habilidades treinando e avaliando um modelo recorrente para prever o consumo de eletricidade.

Exercise 1: Manipulação de sequências com o PyTorch Exercise 2: Geração de sequências

Exercício atual

Exercise 3: Conjunto de dados sequenciais Exercise 4: Redes neurais recorrentes Exercise 5: Arquiteturas sequenciais Exercise 6: Criação de um RNN de previsão Exercise 7: Células LSTM e GRU Exercise 8: RNN vs. LSTM vs. GRU Exercise 9: Rede LSTM Exercise 10: Rede GRU Exercise 11: Treinamento e avaliação de RNNs Exercise 12: Ciclo de treinamento de RNN Exercise 13: Avaliação de modelos de previsão

Crie modelos com várias entradas e saídas, demonstrando como eles podem lidar com tarefas que exigem mais de uma entrada ou geram várias saídas. Você explorará como projetar e treinar esses modelos usando o PyTorch e se aprofundará no tópico crucial da ponderação de perdas em modelos com várias saídas. Isso envolve entender como equilibrar a importância de diferentes tarefas ao treinar um modelo para executar várias tarefas simultaneamente.

Exercise 1: Modelos de várias entradas Exercise 2: Conjunto de dados de duas entradas Exercise 3: Modelo de duas entradas Exercise 4: Treinamento do modelo de duas entradas Exercise 5: Modelos de várias saídas Exercise 6: Conjunto de dados e DataLoader de duas saídas Exercise 7: Arquitetura do modelo de duas saídas Exercise 8: Treinamento de modelos de várias saídas Exercise 9: Avaliação de modelos de várias saídas e ponderação de perdas Exercise 10: Avaliação do modelo de várias saídas Exercise 11: Ponderação de perdas Exercise 12: Resumo