我应该转移数据集以将其用于 LSTM 回归吗？

Posted 2023-02-16

【中文标题】我应该转移数据集以将其用于 LSTM 回归吗？

【英文标题】：should I shift a dataset to use it for regression with LSTM?

【发布时间】：2020-04-09 22:47:30

【问题描述】：

也许这是一个愚蠢的问题，但是当我用谷歌搜索它时，我并没有找到太多关于它的信息。

我有一个数据集，我将其用于回归，但使用 FFNN 的正常回归不起作用，所以我想为什么不尝试 LSTM，因为我的数据是时间相关的，我认为因为它是驾驶时来自车辆的标记，所以数据是单调的，也许我可以在这种情况下使用 LSTM 进行回归以预测连续值（如果这没有意义，请告诉我）。

现在第一步是准备我的数据以使用 LSTM，因为我会预测未来，我认为我的目标（基本事实或标签）应该向上移动，对吗？

因此，如果我有一个 pandas 数据框，其中每一行都包含特征和目标（在行的末尾），我假设特征应该保持在原处，并且目标会向上移动一步，以便第一行的特征将对应于第二行的目标（我错了）。

通过这种方式，LSTM 将能够从这些特征中预测未来的价值。

我在互联网上没有找到太多关于此的内容，所以请您提供我如何使用一些代码来做到这一点？

我也知道我可以使用 pandas.DataFrame.shift 来移动数据集，但我认为最后一个值将保持 NaN！如何处理？如果您向我展示一些示例或代码，那就太好了。

【参考方案1】：

我们可能需要有关您正在使用的数据的更多信息。另外，我建议在开始使用 LSTM 之前先使用更简单的循环神经网络。这些网络的工作方式是你输入第一个信息，然后输入下一个信息，然后输入下一个信息，等等。假设当你输入第一个信息时，它发生在时间t，然后第二位信息在时间t+1 ...等被馈送，直到时间t+n。

您可以让神经网络在每个时间步输出一个值（因此在每个相应的输入完成后，在时间t、t+1...t+n 输出一个值馈入）。这是一个多对多的网络。或者，您可以在提供所有输入后让神经网络输出一个值（即在时间t+n 输出该值）。这称为多对一网络。您需要什么取决于您的用例。

例如，假设您每 100 毫秒记录一次车辆行为，并且在 10 秒后（即第 100 个时间步长），您想要预测驾驶员受到酒精影响的可能性。在这种情况下，您将使用多对一网络，在该网络中，您可以在后续时间步骤中输入后续车辆行为记录（第一次记录在时间t，然后在时间t+1 等下一次记录），然后最后一个时间步有概率值输出。

如果您希望在每个时间步之后输出一个值，则使用多对多设计。也可以每隔k 时间步输出一个值。

【讨论】：

谢谢，是的，我知道所有问题，但问题是，我应该让我的数据集保持现在的样子还是应该向上或向下移动它？我的意思是，当我使用前馈神经网络时，我什么都不应该改变，因为我预测的是当前值，但 LSTM 预测的是未来值，这正是我将目标值上下移动的意思。我希望你明白我的意思

正如我所说，这取决于您要预测的内容。你需要多对一还是多对多的 LSTM？

我有 5 个功能和 1 个输出。数据是驾驶时的令牌。特征是速度，车辆的加速度，时间戳，偏航率和车轮角度，输出是当时的位置。数据是熊猫数据框，其中每一行对应一个时间 t。现在如果我想使用 lstm 我想我必须改变我的目标（位置）才能转移到未来还是我错了？如果我让数据集像现在这样，使用 LSTM 没有意义，因为没有时间偏移，所有数据都在时间 t 还是我错了？

我将重新表述我的问题，您希望神经网络有多少个输出，每个时间步一个？如果是这样，我想，那么你就不会改变任何东西并保持原样。这是因为在给定时间步“t”的位置输出的情况下，LSTM 将学习预测时间步“t+1”的位置输出。数据不是全部在时间't'，第一行是't'，第二行是't+1'，第三行是't+2'等等。

是的，你是对的，第一行是 t，第二行是 t+1 等等。所以我不应该转移数据？如果我在时间 t 向 lstm 提供特征和目标，lstm 将如何预测下一个输出说 t+1？对于时间 t 的特征，目标不应该是 t+1 吗？因此例如损失可以计算为预测输出的均方误差，在 t+1 和目标也应该在 t+1？