Simple-STNDT使用Transformer进行Spike信号的表征学习(一)数据处理篇

本文主要是介绍Simple-STNDT使用Transformer进行Spike信号的表征学习(一)数据处理篇,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

文章目录

    • 1.数据处理部分
      • 1.1 下载数据集
      • 1.2 数据集预处理
      • 1.3 划分train-val并创建Dataset对象
      • 1.4 掩码mask操作

数据、评估标准见NLB2021
https://neurallatents.github.io/

以下代码依据
https://github.com/trungle93/STNDT

原代码使用了 Ray+Config文件进行了参数搜索,库依赖较多,数据流过程不明显,代码冗杂,这里进行了抽丝剥茧,将其中最核心的部分提取出来。

1.数据处理部分

1.1 下载数据集

需要依赖 pip install dandi
downald.py

root = "D:/NeuralLatent/"
def downald_data():from dandi.download import downloaddownload("https://dandiarchive.org/dandiset/000128", root)download("https://dandiarchive.org/dandiset/000138", root)download("https://dandiarchive.org/dandiset/000139", root)download("https://dandiarchive.org/dandiset/000140", root)download("https://dandiarchive.org/dandiset/000129", root)download("https://dandiarchive.org/dandiset/000127", root)download("https://dandiarchive.org/dandiset/000130", root)

1.2 数据集预处理

需要依赖官方工具包pip install nlb_tools
主要是加载锋值序列数据,将其采样为5ms的时间槽
preprocess.py

## 以下为参数示例
# data_path = root + "/000129/sub-Indy/"
# dataset_name = "mc_rtt"
## 注意 "./data" 必须提前创建好from nlb_tools.make_tensors import make_train_input_tensors, make_eval_input_tensors, combine_h5def preprocess(data_path, dataset_name=None):dataset = NWBDataset(datapath)bin_width = 5dataset.resample(bin_width)make_train_input_tensors(dataset, dataset_name=dataset_name, trial_split="train", include_behavior=True, include_forward_pred=True, save_file=True,save_path=f"./data/{dataset_name}_train.h5")make_eval_input_tensors(dataset, dataset_name=dataset_name, trial_split="val", save_file=True, save_path=f"./data/{dataset_name}_val.h5")combine_h5([f"./data/{dataset_name}_train.h5", f"./data/{dataset_name}_val.h5"], save_path=f"./data/{dataset_name}_full.h5")## './data/mc_rtt_full.h5' 将成为后续的主要分析数据

1.3 划分train-val并创建Dataset对象

读取'./data/mc_rtt_full.h5'中的数据并创建dataset
dataset.py

import h5py
import numpy as np
import torch
from torch.utils import data
# data_path = "./data/mc_rtt_full.h5"class SpikesDataset(data.Dataset):def __init__(self, spikes, heldout_spikes, forward_spikes) -> None:self.spikes = spikesself.heldout_spikes = heldout_spikesself.forward_spikes = forward_spikesdef __len__(self):return self.spikes.size(0)def __getitem__(self, index):r"""Return spikes and rates, shaped T x N (num_neurons)"""return self.spikes[index], self.heldout_spikes[index], self.forward_spikes[index]def make_datasets(data_path):with h5py.File(data_path, 'r') as h5file:h5dict = {key: h5file[key][()] for key in h5file.keys()}if 'eval_spikes_heldin' in h5dict: # NLB dataget_key = lambda key: h5dict[key].astype(np.float32)train_data = get_key('train_spikes_heldin')train_data_fp = get_key('train_spikes_heldin_forward')train_data_heldout_fp = get_key('train_spikes_heldout_forward')train_data_all_fp = np.concatenate([train_data_fp, train_data_heldout_fp], -1)valid_data = get_key('eval_spikes_heldin')train_data_heldout = get_key('train_spikes_heldout')if 'eval_spikes_heldout' in h5dict:valid_data_heldout = get_key('eval_spikes_heldout')else:valid_data_heldout = np.zeros((valid_data.shape[0], valid_data.shape[1], train_data_heldout.shape[2]), dtype=np.float32)if 'eval_spikes_heldin_forward' in h5dict:valid_data_fp = get_key('eval_spikes_heldin_forward')valid_data_heldout_fp = get_key('eval_spikes_heldout_forward')valid_data_all_fp = np.concatenate([valid_data_fp, valid_data_heldout_fp], -1)else:valid_data_all_fp = np.zeros((valid_data.shape[0], train_data_fp.shape[1], valid_data.shape[2] + valid_data_heldout.shape[2]), dtype=np.float32)train_dataset = SpikesDataset(torch.tensor(train_data).long(),            # [810, 120, 98]torch.tensor(train_data_heldout).long(),    # [810, 120, 32]torch.tensor(train_data_all_fp).long(),     # [810, 40, 130])val_dataset = SpikesDataset(torch.tensor(valid_data).long(),            # [810, 120, 98]torch.tensor(valid_data_heldout).long(),    # [810, 120, 32]torch.tensor(valid_data_all_fp).long(),     # [810, 40, 130])return train_dataset, val_dataset

1.4 掩码mask操作

dataset.py

# Some infeasibly high spike count
UNMASKED_LABEL = -100def mask_batch(batch, heldout_spikes, forward_spikes):batch = batch.clone() # make sure we don't corrupt the input data (which is stored in memory)mask_ratio = 0.31254mask_random_ratio = 0.876mask_token_ratio = 0.527labels = batch.clone()mask_probs = torch.full(labels.shape, mask_ratio)# If we want any tokens to not get masked, do it here (but we don't currently have any)mask = torch.bernoulli(mask_probs)mask = mask.bool()labels[~mask] = UNMASKED_LABEL  # No ground truth for unmasked - use this to mask loss# We use random assignment so the model learns embeddings for non-mask tokens, and must rely on context# Most times, we replace tokens with MASK tokenindices_replaced = torch.bernoulli(torch.full(labels.shape, mask_token_ratio)).bool() & maskbatch[indices_replaced] = 0# Random % of the time, we replace masked input tokens with random value (the rest are left intact)indices_random = torch.bernoulli(torch.full(labels.shape, mask_random_ratio)).bool() & mask & ~indices_replacedrandom_spikes = torch.randint(batch.max(), labels.shape, dtype=torch.long)batch[indices_random] = random_spikes[indices_random]# heldout spikes are all maskedbatch = torch.cat([batch, torch.zeros_like(heldout_spikes)], -1)labels = torch.cat([labels, heldout_spikes.to(batch.device)], -1)batch = torch.cat([batch, torch.zeros_like(forward_spikes)], 1)labels = torch.cat([labels, forward_spikes.to(batch.device)], 1)# Leave the other 10% alonereturn batch, labels

下一篇: https://blog.csdn.net/weixin_46866349/article/details/139906187

这篇关于Simple-STNDT使用Transformer进行Spike信号的表征学习(一)数据处理篇的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1088377

相关文章

使用Java将各种数据写入Excel表格的操作示例

《使用Java将各种数据写入Excel表格的操作示例》在数据处理与管理领域,Excel凭借其强大的功能和广泛的应用,成为了数据存储与展示的重要工具,在Java开发过程中,常常需要将不同类型的数据,本文... 目录前言安装免费Java库1. 写入文本、或数值到 Excel单元格2. 写入数组到 Excel表格

redis中使用lua脚本的原理与基本使用详解

《redis中使用lua脚本的原理与基本使用详解》在Redis中使用Lua脚本可以实现原子性操作、减少网络开销以及提高执行效率,下面小编就来和大家详细介绍一下在redis中使用lua脚本的原理... 目录Redis 执行 Lua 脚本的原理基本使用方法使用EVAL命令执行 Lua 脚本使用EVALSHA命令

Java 中的 @SneakyThrows 注解使用方法(简化异常处理的利与弊)

《Java中的@SneakyThrows注解使用方法(简化异常处理的利与弊)》为了简化异常处理,Lombok提供了一个强大的注解@SneakyThrows,本文将详细介绍@SneakyThro... 目录1. @SneakyThrows 简介 1.1 什么是 Lombok?2. @SneakyThrows

使用Python和Pyecharts创建交互式地图

《使用Python和Pyecharts创建交互式地图》在数据可视化领域,创建交互式地图是一种强大的方式,可以使受众能够以引人入胜且信息丰富的方式探索地理数据,下面我们看看如何使用Python和Pyec... 目录简介Pyecharts 简介创建上海地图代码说明运行结果总结简介在数据可视化领域,创建交互式地

Java Stream流使用案例深入详解

《JavaStream流使用案例深入详解》:本文主要介绍JavaStream流使用案例详解,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友参考下吧... 目录前言1. Lambda1.1 语法1.2 没参数只有一条语句或者多条语句1.3 一个参数只有一条语句或者多

利用python实现对excel文件进行加密

《利用python实现对excel文件进行加密》由于文件内容的私密性,需要对Excel文件进行加密,保护文件以免给第三方看到,本文将以Python语言为例,和大家讲讲如何对Excel文件进行加密,感兴... 目录前言方法一:使用pywin32库(仅限Windows)方法二:使用msoffcrypto-too

Java Spring 中 @PostConstruct 注解使用原理及常见场景

《JavaSpring中@PostConstruct注解使用原理及常见场景》在JavaSpring中,@PostConstruct注解是一个非常实用的功能,它允许开发者在Spring容器完全初... 目录一、@PostConstruct 注解概述二、@PostConstruct 注解的基本使用2.1 基本代

C#使用StackExchange.Redis实现分布式锁的两种方式介绍

《C#使用StackExchange.Redis实现分布式锁的两种方式介绍》分布式锁在集群的架构中发挥着重要的作用,:本文主要介绍C#使用StackExchange.Redis实现分布式锁的... 目录自定义分布式锁获取锁释放锁自动续期StackExchange.Redis分布式锁获取锁释放锁自动续期分布式

springboot使用Scheduling实现动态增删启停定时任务教程

《springboot使用Scheduling实现动态增删启停定时任务教程》:本文主要介绍springboot使用Scheduling实现动态增删启停定时任务教程,具有很好的参考价值,希望对大家有... 目录1、配置定时任务需要的线程池2、创建ScheduledFuture的包装类3、注册定时任务,增加、删

使用Python实现矢量路径的压缩、解压与可视化

《使用Python实现矢量路径的压缩、解压与可视化》在图形设计和Web开发中,矢量路径数据的高效存储与传输至关重要,本文将通过一个Python示例,展示如何将复杂的矢量路径命令序列压缩为JSON格式,... 目录引言核心功能概述1. 路径命令解析2. 路径数据压缩3. 路径数据解压4. 可视化代码实现详解1