t-SNE：高维数据分布可视化
实例1：自动生成一个S形状的三维曲线
实例1结果：
实例1完整代码：
import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn import manifold, datasets
"""对S型曲线数据的降维和可视化"""
x, color = datasets.make_s_curve(n_samples=1000, random_state=0) # 生成一个S形状的三维曲线，以及相应的颜色数据,数据点的数量为1000个,随机数种子是0,color是[1000,1]的一维数据,对应每个点的颜色
n_neighbors = 10
n_components = 2 #n_neighbors和n_components分别表示t-SNE算法中的近邻数和降维后的维度数
fig = plt.figure(figsize=(15, 15)) #图像的宽和高
plt.suptitle("Dimensionality Reduction and Visualization of S-Curve Data ", fontsize=14) #自定义图像名称
# 绘制S型曲线的3D图像
ax = fig.add_subplot(211, projection='3d') #分为2行1列的子图布局，选择第1个子图，投影方式为3D
ax.scatter(x[:, 0], x[:, 1], x[:, 2], c=color, cmap=plt.cm.Spectral) #x[:, 0], x[:, 1], x[:, 2]代表x,y,z 绘制散点图，Spectral colormap将不同的颜色映射到数据集的不同标签上
ax.set_title('Original S-Curve', fontsize=14)
ax.view_init(4, -72) # 将视角设置为仰角4度，方位角-72度
# t-SNE的降维与可视化
ts = manifold.TSNE(n_components=n_components,perplexity=30) #将原始数据降低到n_components维度；perplexity=30表示t-SNE算法的困惑度参数设置为30。
# 训练模型
y = ts.fit_transform(x)
ax1 = fig.add_subplot(2, 1, 2) ##分为2行1列的子图布局，选择第2个子图
plt.scatter(y[:, 0], y[:, 1], c=color, cmap=plt.cm.Spectral)
ax1.set_title('t-SNE Curve', fontsize=14)
plt.show()
实例2：手写数字
实例2结果
这个由于数据量太多，呈现的效果不是很明显
实例2完整代码
from sklearn import preprocessing
from sklearn.manifold import TSNE
import matplotlib.pyplot as plt
import torchvision
traindata = torchvision.datasets.MNIST(root='./t-SNE_dataset/', train=True, download=True)
testdata = torchvision.datasets.MNIST(root='./t-SNE_dataset/', train=False, download=True)
X_train = traindata.data #[60000, 28, 28]
y_train = traindata.targets #[60000]
X_test = testdata.data #[10000, 28, 28]
y_test = testdata.targets #[10000]
X_train = X_train.view(len(X_train), -1) #[样本数量, 特征维度]；-1是根据原来的形状自动计算出新的维度大小，以保证总的元素个数不变，这里是28*28
X_test = X_test.view(len(X_test), -1)
# t-SNE降维处理
tsne = TSNE(n_components=3, verbose=1 ,random_state=42) #n_components=3表示降维后的维度为3，即将图像数据降低到三维；verbose=1表示打印详细的日志信息；random_state=42表示设置随机种子以保证可重复性。
train = tsne.fit_transform(X_train)
test = tsne.transform(X_test) # 注意：使用已经训练好的t-SNE对象对验证集进行降维，不再fit_transform
# 归一化处理
scaler = preprocessing.MinMaxScaler(feature_range=(-1,1))
train = scaler.fit_transform(train)
test = scaler.transform(test) # 对验证集进行归一化处理，使用训练集的scaler对象进行transform
fig = plt.figure(figsize=(20, 20))
ax = fig.add_subplot(projection='3d') #创建一个三维坐标轴，并将它添加到图像窗口中
ax.set_title('t-SNE process')
ax.scatter(train[:,0], train[:,1], train[:,2] , c=y_train, marker='o', label='Train', s=10)
#c=y_train表示根据训练集的标签y_train来对散点进行颜色编码,每个标签对应一个特定的颜色。s=10将每个数据点的大小设置为 10 像素,使用marker='o'表示使用圆圈形状的标记来表示训练集
ax.scatter(test[:,0], test[:,1], test[:,2] , c=y_test, marker='^', label='Test', s=10) # 使用marker='^'表示使用三角形形状的标记来表示验证集
ax.legend() # 添加图例,以便区分训练集和验证集
plt.show()
实例3：自己的实验（判断迁移是否有效）
实例3实验结果 ：
实例3代码：
from __future__ import print_function
import torch
import torch.nn.functional as F
from torch.utils.data import DataLoader
from torch.autograd import Variable
import os
from data_loader_new import DatasetFolder
from sklearn.manifold import TSNE
import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn import preprocessing
def sne():
ckpt_model_0 = "E:/XD_DANN/dataset1400/result1214/mnist_mnistm_model_epoch_0.pth"
my_net_0 = torch.load(ckpt_model_0)
ckpt_model_9 = "E:/XD_DANN/dataset1400/result1214/mnist_mnistm_model_epoch_99.pth"
my_net_9 = torch.load(ckpt_model_9)
alpha = 0
source_dataset_name = 'shallow_train' ###
target_dataset_name = 'deep_train' ###
source_image_root = os.path.join('..', 't_SNE', source_dataset_name)
target_image_root = os.path.join('..', 't_SNE', target_dataset_name)
dataset_source = DatasetFolder(source_image_root)
dataloader_source = DataLoader(dataset=dataset_source,batch_size=len(dataset_source),shuffle=True,num_workers=8)
data_source_iter = iter(dataloader_source)
s_img, _, _ = next(data_source_iter) #图片，标签，位置信息
_, _, s_feature_0 = my_net_0(input_data=s_img, alpha=alpha)
_, _, s_feature_9 = my_net_9(input_data=s_img, alpha=alpha) #类别，领域，特征
print("源域数据加载成功")
dataset_target = DatasetFolder(root=target_image_root)
dataloader_target = DataLoader(dataset=dataset_target,batch_size=len(dataset_target),shuffle=True,num_workers=8)
data_target_iter = iter(dataloader_target)
t_img,_ ,_ = next(data_target_iter)
_, _, t_feature_0 = my_net_0(input_data=t_img, alpha=alpha)
_, _, t_feature_9 = my_net_9(input_data=t_img, alpha=alpha) # 类别，领域，特征
print("目标域数据加载成功")
# s_img = s_img.view(len(s_img), -1) # [样本数量, 特征维度]；-1是根据原来的形状自动计算出新的维度大小，以保证总的元素个数不变，这里是28*28
# t_img = t_img.view(len(t_img), -1)
s_feature_0 = s_feature_0.view(len(s_feature_0), -1)
t_feature_0 = t_feature_0.view(len(t_feature_0), -1)
s_feature_9 = s_feature_9.view(len(s_feature_9), -1)
t_feature_9 = t_feature_9.view(len(t_feature_9), -1)
tsne = TSNE(n_components=2, verbose=1,random_state=42) # n_components=3表示降维后的维度为3，即将图像数据降低到三维；verbose=1表示打印详细的日志信息；random_state=42表示设置随机种子以保证可重复性。
# shallow_before = tsne.fit_transform(s_img.detach().numpy())
# deep_before = tsne.fit_transform(t_img.detach().numpy())
shallow_before = tsne.fit_transform(s_feature_0.detach().numpy())
deep_before = tsne.fit_transform(t_feature_0.detach().numpy())
shallow_after = tsne.fit_transform(s_feature_9.detach().numpy())
deep_after = tsne.fit_transform(t_feature_9.detach().numpy())
scaler = preprocessing.MinMaxScaler(feature_range=(-1, 1))
shallow_before = scaler.fit_transform(shallow_before)
deep_before = scaler.fit_transform(deep_before)
shallow_after = scaler.fit_transform(shallow_after)
deep_after = scaler.transform(deep_after) # 对验证集进行归一化处理，使用训练集的scaler对象进行transform
fig = plt.figure(figsize=(30, 30))
ax = fig.add_subplot(211)
ax.set_title('第0轮次训练结果')
ax.scatter(shallow_before[:, 0], shallow_before[:, 1], c='gray', marker='o', label='shallow', s=10)
ax.scatter(deep_before[:, 0], deep_before[:, 1], c='red', marker='^', label='deep', s=10)
ax.legend()
ax = fig.add_subplot(212)
ax.set_title('第99轮次训练结果')
ax.scatter(shallow_after[:,0], shallow_after[:,1], c='gray', marker='o', label='shallow', s=10)
ax.scatter(deep_after[:,0], deep_after[:,1] , c='red', marker='^', label='deep', s=10) # 使用marker='^'表示使用三角形形状的标记来表示验证集
ax.legend() # 添加图例,以便区分训练集和验证集
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei'] ## 用来正常显示中文标签
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False # 用来正常显示负号
plt.show()
if __name__ == '__main__':
sne()
print('done')
大家可以根据自己的实验需要更改代码，提醒若需要显示中文/负号，别忘了这两行代码哟！
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei'] ## 用来正常显示中文标签
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False # 用来正常显示负号参考：http://t.csdnimg.cn/cshBV
