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Kerasは、TheanoやTensorFlow/CNTK対応のラッパーライブラリです。DeepLearningの数学的部分を短いコードでネットワークとして表現することが可能。DeepLearningの最新手法を迅速に試すことができます。

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Ubuntuは、Debian GNU/Linuxを基盤としたフリーのオペレーティングシステムです。

機械学習

機械学習は、データからパターンを自動的に発見し、そこから知能的な判断を下すためのコンピューターアルゴリズムを指します。人工知能における課題のひとつです。

Python

Pythonは、コードの読みやすさが特徴的なプログラミング言語の1つです。 強い型付け、動的型付けに対応しており、後方互換性がないバージョン2系とバージョン3系が使用されています。 商用製品の開発にも無料で使用でき、OSだけでなく仮想環境にも対応。Unicodeによる文字列操作をサポートしているため、日本語処理も標準で可能です。

pandas

Pandasは、PythonでRにおけるデータフレームに似た型を持たせることができるライブラリです。 行列計算の負担が大幅に軽減されるため、Rで行っていた集計作業をPythonでも比較的簡単に行えます。 データ構造を変更したりデータ分析したりするときにも便利です。

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lstmによる過去の気象データを機械学習していたらエラーが出ました。

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投稿2020/01/27 00:45

気象庁が出している過去の気象データ(csvファイル)から機械学習を行っているのですが、エラーが出ました。次元を変えることはエラーコードからわかるのですが、他の質問者の方の文を拝読してもわからなかったためお教え願いたいです。

hist = ・・・でエラー↓ Erorr when checking input: expecting lstm_1_input to have 3 dimensions, but got array with shape(6927,100)

該当のソースコード

import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
import sklearn.preprocessing as sp
from sklearn import preprocessing
from keras.models import Sequential
from keras.layers.core import Dense, Activation
from keras.layers.recurrent import LSTM
from sklearn.preprocessing import MinMaxScaler
from keras.optimizers import Adam
from keras.callbacks import EarlyStopping
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.metrics import mean_squared_error

#データの読み込み
df = pd.read_csv('1996Sapporo.csv',encoding = "Shift_JIS") #csv読み込み

df =df.fillna(method='ffill') #欠損値NaNを除外(前の値で置き換え)

tenki = df.loc[:, '天気'] #'天気'の列を配列に格納
tenki = tenki.values #配列:天気1~15のデータ値

print(tenki)
print(len(tenki)) #データ数184104

input_data_length = 10 #テストデータ量
X,Y = [], [] #Xは天気データ Yは正解ラベルのデータ
for i in range(len(tenki) - input_data_length): #range(始まりの数値(略可), 最後の数値(略不可), 増加する数値(略可))
X.append(tenki[i:(i+input_data_length)])
Y.append(tenki[i+input_data_length])

X = np.array(X)
Y = np.array(Y)

print(X)
print(Y)

N_train = int(len(df) * 0.8)
N_test = len(tenki) - N_train

X_train, X_test, Y_train, Y_test = train_test_split(X, Y, test_size = N_test, shuffle = False)

a, b = X_train.shape
X_train = np.reshape(X_train, (a, b, 1))

#隠れ層の数を定義
n_in = 1 #入力層
n_hidden = 10 #隠れ層 
n_out = 1 #出力層

#モデル作成
model = Sequential()
#入力層 から 隠れ層
model.add(LSTM(n_hidden, input_shape=(input_data_length, n_in), kernel_initializer='random_uniform', return_sequences = False))

#隠れ層 から 出力層 恒等関数の使用
model.add(Dense(n_out, kernel_initializer = 'random_uniform'))
model.add(Activation("linear"))

#確率的勾配降下法 Adam
#lr:0以上の浮動小数点数.学習率 beta_1:浮動小数点数,0<beta<1.一般的に近い値
opt = Adam(lr = 0.1, beta_1 = 0.9, beta_2 = 0.999)

#損失関数 二条平均誤差
model.compile(loss = 'mean_squared_error', optimizer = opt)
print('optimizer ok')

= np.reshape(Y_train, (Y_train.shape[0], 1, Y_train.shape[1]))

early_stopping = EarlyStopping(monitor = 'loss', patience = 10, verbose = 1)
hist = model.fit(X_train, Y_train, batch_size = input_data_length, epochs = 100, callbacks = [early_stopping])

print('model ok')

損失のグラフ化

loss = hist.history['loss']
epochs = len(loss)

plt.rc('font', family = 'serif')
fig = plt.figure()
fig.patch.set_facecolor('white')
plt.plot(range(epochs), loss, marker = '.', label = 'loss(training data)')
plt.show()

予測結果

predicted = model.predict(X_test)
predicted = scaler.inverse_transform(predicted)
Y_test = scaler.inverse_transform(Y_test)
result = pd.DataFrame(predicted)
result.columns = ['predict']
result['actual'] = Y_test
result.plot()
plt.xlim(0,200)
plt.show()

testScore = np.sqrt(mean_squared_error(Y_test, predicted))
print('Test Score: %.2f RMSE' % (testScore))

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LSTMはやったことがありませんが、こちらの質問と同じ症状と思われます。

X_train,X_testをX_なんとか.reshape(samples, timesteps, features)のようにしてはいかがでしょうか?


Pythonはインデントが大事ですので、

#```Python #コード #```

の#を外した文字列でコードを挟んでで入力ください。だいぶコードが見やすくなります。

投稿2020/01/27 21:48

編集2020/01/27 21:51
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