File size: 28,292 Bytes
0a6452f
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
774
775
776
777
778
779
780
781
782
783
784
785
786
787
788
789
790
791
792
793
794
795
796
797
798
799
800
801
802
803
804
805
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
817
818
819
820
821
822
823
824
825
826
827
828
829
830
831
832
833
834
835
836
837
838
839
840
841
842
843
844
845
846
847
848
849
850
851
852
853
854
855
856
857
858
859
860
861
862
863
864
865
866
867
868
869
870
871
872
873
874
875
876
877
878
879
880
881
882
883
884
885
886
887
888
889
890
891
892
893
894
895
896
897
898
899
900
901
902
903
904
905
906
907
908
909
910
911
912
913
914
915
916
917
918
919
920
921
922
923
924
925
926
927
928
929
930
931
932
933
934
935
936
937
938
939
940
941
942
943
944
945
946
947
948
949
950
951
952
953
954
955
956
957
958
959
960
961
962
963
964
965
966
967
968
969
970
971
972
973
974
975
976
977
978
979
980
981
982
983
984
985
986
987
988
989
990
991
992
993
994
995
996
997
998
999
1000
1001
1002
1003
1004
1005
1006
1007
1008
1009
1010
1011
1012
1013
1014
1015
1016
1017
1018
1019
1020
1021
1022
1023
1024
1025
1026
1027
1028
1029
1030
1031
1032
1033
1034
1035
1036
1037
1038
1039
1040
1041
1042
1043
1044
1045
1046
1047
1048
1049
1050
1051
1052
1053
1054
1055
1056
1057
1058
1059
1060
1061
1062
1063
1064
1065
1066
1067
1068
1069
1070
1071
1072
1073
1074
1075
1076
1077
1078
1079
1080
1081
1082
1083
1084
1085
1086
1087
1088
1089
1090
1091
1092
1093
1094
1095
1096
1097
1098
1099
1100
1101
1102
1103
1104
1105
1106
1107
1108
1109
1110
1111
1112
1113
1114
1115
1116
1117
1118
1119
1120
1121
1122
1123
1124
1125
1126
1127
1128
1129
1130
1131
1132
1133
1134
1135
1136
1137
1138
1139
1140
1141
1142
1143
1144
1145
1146
1147
1148
1149
1150
1151
1152
1153
1154
1155
1156
1157
1158
1159
1160
1161
1162
1163
1164
1165
1166
1167
1168
1169
1170
1171
1172
1173
1174
1175
1176
1177
1178
1179
1180
1181
1182
1183
1184
1185
1186
1187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
1195
1196
1197
1198
1199
1200
1201
1202
1203
1204
1205
1206
1207
1208
1209
1210
1211
1212
1213
1214
1215

# 配置文件说明文档

本文档详细介绍了情绪与生理状态变化预测模型的所有配置选项、参数说明和使用示例。

## 目录

1. [配置系统概述](#配置系统概述)
2. [模型配置](#模型配置)
3. [训练配置](#训练配置)
4. [数据配置](#数据配置)
5. [推理配置](#推理配置)
6. [日志配置](#日志配置)
7. [硬件配置](#硬件配置)
8. [实验跟踪配置](#实验跟踪配置)
9. [配置最佳实践](#配置最佳实践)
10. [配置验证](#配置验证)

## 配置系统概述

### 配置文件格式

项目使用YAML格式的配置文件,支持:
- 层次化结构
- 注释支持
- 变量引用
- 环境变量替换
- 配置继承

### 配置文件加载顺序

1. 默认配置 (内置)
2. 全局配置文件 (`~/.emotion-prediction/config.yaml`)
3. 项目配置文件 (`configs/`)
4. 命令行参数覆盖

### 配置管理器

```python
from src.utils.config import ConfigManager

# 加载配置
config_manager = ConfigManager()
config = config_manager.load_config("configs/training_config.yaml")

# 访问配置
learning_rate = config.training.optimizer.learning_rate
batch_size = config.training.batch_size

# 配置验证
config_manager.validate_config(config)
```

## 模型配置

### 主配置文件: `configs/model_config.yaml`

```yaml
# ========================================
# 模型配置文件
# ========================================

# 模型基本信息
model_info:
  name: "MLP_Emotion_Predictor"
  type: "MLP"
  version: "1.0"
  description: "基于MLP的情绪与生理状态变化预测模型"
  author: "Research Team"
  
# 输入输出维度配置
dimensions:
  input_dim: 7    # 输入维度:User PAD 3维 + Vitality 1维 + Current PAD 3维
  output_dim: 3   # 输出维度:ΔPAD 3维(ΔPleasure, ΔArousal, ΔDominance)
  
# 网络架构配置
architecture:
  # 隐藏层配置
  hidden_layers:
    - size: 128
      activation: "ReLU"
      dropout: 0.2
      batch_norm: false
      layer_norm: false
    - size: 64
      activation: "ReLU"
      dropout: 0.2
      batch_norm: false
      layer_norm: false
    - size: 32
      activation: "ReLU"
      dropout: 0.1
      batch_norm: false
      layer_norm: false
  
  # 输出层配置
  output_layer:
    activation: "Linear"  # 线性激活,用于回归任务
    
  # 正则化配置
  use_batch_norm: false
  use_layer_norm: false
  
# 权重初始化配置
initialization:
  weight_init: "xavier_uniform"  # 可选: xavier_uniform, xavier_normal, kaiming_uniform, kaiming_normal
  bias_init: "zeros"             # 可选: zeros, ones, uniform, normal
  
# 正则化配置
regularization:
  # L2正则化
  weight_decay: 0.0001
  
  # Dropout配置
  dropout_config:
    type: "standard"      # 标准 dropout
    rate: 0.2            # Dropout 概率
    
  # 批归一化
  batch_norm_config:
    momentum: 0.1
    eps: 1e-5
    
# 模型保存配置
model_saving:
  save_best_only: true          # 只保存最佳模型
  save_format: "pytorch"        # 保存格式: pytorch, onnx, torchscript
  checkpoint_interval: 10       # 每10个epoch保存一次检查点
  max_checkpoints: 5           # 最多保存5个检查点
  
# PAD情绪空间特殊配置
emotion_model:
  # PAD值的范围限制
  pad_space:
    pleasure_range: [-1.0, 1.0]     # 快乐维度范围
    arousal_range: [-1.0, 1.0]      # 激活度维度范围  
    dominance_range: [-1.0, 1.0]    # 支配度维度范围
    
  # 生理指标配置
  vitality:
    range: [0.0, 100.0]             # 活力值范围
    normalization: "min_max"        # 标准化方法: min_max, z_score, robust
    
  # 预测输出配置
  prediction:
    # ΔPAD的变化范围限制
    delta_pad_range: [-0.5, 0.5]    # PAD变化的合理范围
    # 压力值变化范围
    delta_pressure_range: [-0.3, 0.3]
    # 置信度范围
    confidence_range: [0.0, 1.0]
```

### 模型配置参数详解

#### `model_info` 模型基本信息

| 参数 | 类型 | 必需 | 默认值 | 说明 |
|------|------|------|--------|------|
| `name` | str | 是 | - | 模型名称 |
| `type` | str | 是 | - | 模型类型 (MLP, CNN, RNN等) |
| `version` | str | 是 | - | 模型版本号 |
| `description` | str | 否 | - | 模型描述 |
| `author` | str | 否 | - | 作者信息 |

#### `dimensions` 输入输出维度

| 参数 | 类型 | 必需 | 默认值 | 说明 |
|------|------|------|--------|------|
| `input_dim` | int | 是 | 7 | 输入特征维度 |
| `output_dim` | int | 是 | 3 | 输出预测维度(ΔPAD 3维) |

#### `architecture` 网络架构

##### `hidden_layers` 隐藏层配置

每个隐藏层支持以下参数:

| 参数 | 类型 | 必需 | 默认值 | 说明 |
|------|------|------|--------|------|
| `size` | int | 是 | - | 神经元数量 |
| `activation` | str | 否 | ReLU | 激活函数 |
| `dropout` | float | 否 | 0.0 | Dropout概率 |
| `batch_norm` | bool | 否 | false | 是否使用批归一化 |
| `layer_norm` | bool | 否 | false | 是否使用层归一化 |

**激活函数选项**:
- `ReLU`: 修正线性单元
- `LeakyReLU`: 泄漏ReLU
- `Tanh`: 双曲正切
- `Sigmoid`: Sigmoid函数
- `GELU`: 高斯误差线性单元
- `Swish`: Swish激活函数

##### `output_layer` 输出层配置

| 参数 | 类型 | 必需 | 默认值 | 说明 |
|------|------|------|--------|------|
| `activation` | str | 否 | Linear | 输出激活函数 |

#### `initialization` 权重初始化

| 参数 | 类型 | 必需 | 默认值 | 说明 |
|------|------|------|--------|------|
| `weight_init` | str | 否 | xavier_uniform | 权重初始化方法 |
| `bias_init` | str | 否 | zeros | 偏置初始化方法 |

**权重初始化选项**:
- `xavier_uniform`: Xavier均匀初始化
- `xavier_normal`: Xavier正态初始化
- `kaiming_uniform`: Kaiming均匀初始化 (适合ReLU)
- `kaiming_normal`: Kaiming正态初始化 (适合ReLU)
- `uniform`: 均匀分布初始化
- `normal`: 正态分布初始化

## 训练配置

### 主配置文件: `configs/training_config.yaml`

```yaml
# ========================================
# 训练配置文件
# ========================================

# 训练基本信息
training_info:
  experiment_name: "emotion_prediction_v1"
  description: "基于MLP的情绪与生理状态变化预测模型训练"
  seed: 42
  tags: ["baseline", "mlp", "emotion_prediction"]
  
# 数据配置
data:
  # 数据路径
  paths:
    train_data: "data/train.csv"
    val_data: "data/val.csv"
    test_data: "data/test.csv"
    
  # 数据预处理
  preprocessing:
    # 特征标准化
    feature_scaling:
      method: "standard"        # standard, min_max, robust, none
      pad_features: "standard"  # PAD特征标准化方法
      vitality_feature: "min_max" # 活力值标准化方法
      
    # 标签标准化
    label_scaling:
      method: "standard"
      delta_pad: "standard"
      delta_pressure: "standard"
      confidence: "none"
    
    # 数据增强
    augmentation:
      enabled: false
      noise_std: 0.01
      mixup_alpha: 0.2
      augmentation_factor: 2
    
    # 数据验证
    validation:
      check_ranges: true
      check_missing: true
      check_outliers: true
      outlier_method: "iqr"  # iqr, zscore, isolation_forest
  
  # 数据加载器配置
  dataloader:
    batch_size: 32
    num_workers: 4
    pin_memory: true
    shuffle: true
    drop_last: false
    persistent_workers: true
    
  # 数据分割
  split:
    train_ratio: 0.8
    val_ratio: 0.1
    test_ratio: 0.1
    stratify: false
    random_seed: 42

# 训练超参数
training:
  # 训练轮次
  epochs:
    max_epochs: 200
    warmup_epochs: 5
    
  # 早停配置
  early_stopping:
    enabled: true
    patience: 15          # 监控轮数
    min_delta: 1e-4       # 最小改善
    monitor: "val_loss"   # 监控指标
    mode: "min"           # min/max
    restore_best_weights: true
    
  # 梯度配置
  gradient:
    clip_enabled: true
    clip_value: 1.0
    clip_norm: 2          # 1: L1 norm, 2: L2 norm
    
  # 混合精度训练
  mixed_precision:
    enabled: false
    opt_level: "O1"       # O0, O1, O2, O3
    
  # 梯度累积
  gradient_accumulation:
    enabled: false
    accumulation_steps: 4

# 优化器配置
optimizer:
  type: "AdamW"          # Adam, SGD, AdamW, RMSprop, Adagrad
  
  # Adam/AdamW 参数
  adam_config:
    lr: 0.0005           # 学习率
    weight_decay: 0.01   # 权重衰减
    betas: [0.9, 0.999]  # Beta参数
    eps: 1e-8           # 数值稳定性
    amsgrad: false       # AMSGrad变体
    
  # SGD 参数
  sgd_config:
    lr: 0.01
    momentum: 0.9
    weight_decay: 0.0001
    nesterov: true
    
  # RMSprop 参数
  rmsprop_config:
    lr: 0.001
    alpha: 0.99
    weight_decay: 0.0
    momentum: 0.0

# 学习率调度器配置
scheduler:
  type: "CosineAnnealingLR"  # StepLR, CosineAnnealingLR, ReduceLROnPlateau, ExponentialLR
  
  # 余弦退火调度器
  cosine_config:
    T_max: 200              # 最大轮数
    eta_min: 1e-6          # 最小学习率
    last_epoch: -1
    
  # 步长调度器
  step_config:
    step_size: 30           # 步长
    gamma: 0.1             # 衰减因子
    
  # 平台衰减调度器
  plateau_config:
    patience: 10           # 耐心值
    factor: 0.5           # 衰减因子
    min_lr: 1e-7          # 最小学习率
    threshold: 1e-4       # 改善阈值
    verbose: true

# 损失函数配置
loss:
  type: "WeightedMSELoss"  # MSELoss, L1Loss, SmoothL1Loss, HuberLoss, WeightedMSELoss
  
  # 基础损失参数
  base_config:
    reduction: "mean"      # mean, sum, none
    
  # 加权损失配置
  weighted_config:
    delta_pad_weight: 1.0      # ΔPAD预测权重
    delta_pressure_weight: 1.0 # ΔPressure预测权重  
    confidence_weight: 0.5     # 置信度预测权重
    
  # Huber损失配置
  huber_config:
    delta: 1.0             # Huber阈值
    
  # 焦点损失配置 (可选)
  focal_config:
    alpha: 1.0
    gamma: 2.0

# 验证配置
validation:
  # 验证频率
  val_frequency: 1        # 每多少个epoch验证一次
  
  # 验证指标
  metrics:
    - "MSE"
    - "MAE"
    - "RMSE"
    - "R2"
    - "MAPE"
    
  # 模型选择
  model_selection:
    criterion: "val_loss"  # val_loss, val_mae, val_r2
    mode: "min"           # min/max
    
  # 验证数据增强
  val_augmentation:
    enabled: false
    methods: []

# 日志和监控配置
logging:
  # 日志级别
  level: "INFO"           # DEBUG, INFO, WARNING, ERROR
  
  # 日志文件
  log_dir: "logs"
  log_file: "training.log"
  max_file_size: "10MB"
  backup_count: 5
  
  # TensorBoard
  tensorboard:
    enabled: true
    log_dir: "runs"
    comment: ""
    flush_secs: 10
    
  # Wandb
  wandb:
    enabled: false
    project: "emotion-prediction"
    entity: "your-team"
    tags: []
    notes: ""
    
  # 进度条
  progress_bar:
    enabled: true
    update_frequency: 10   # 更新频率
    leave: true           # 训练完成后是否保留

# 检查点保存配置
checkpointing:
  # 保存目录
  save_dir: "checkpoints"
  
  # 保存策略
  save_strategy: "best"   # best, last, all
  
  # 文件命名
  filename_template: "model_epoch_{epoch}_val_{val_loss:.4f}.pth"
  
  # 保存内容
  save_items:
    - "model_state_dict"
    - "optimizer_state_dict"
    - "scheduler_state_dict"
    - "epoch"
    - "loss"
    - "metrics"
    - "config"
    
  # 保存频率
  save_frequency: 1       # 每多少个epoch保存一次
  
  # 最大检查点数量
  max_checkpoints: 5

# 硬件配置
hardware:
  # 设备选择
  device: "auto"          # auto, cpu, cuda, mps
  
  # GPU配置
  gpu:
    id: 0                 # GPU ID
    memory_fraction: 0.9  # GPU内存使用比例
    allow_growth: true    # 动态内存增长
    
  # 混合精度
  mixed_precision:
    enabled: false
    opt_level: "O1"
    
  # 分布式训练
  distributed:
    enabled: false
    backend: "nccl"
    init_method: "env://"
    world_size: 1
    rank: 0

# 调试配置
debug:
  # 调试模式
  enabled: false
  
  # 快速训练
  fast_train:
    enabled: false
    max_epochs: 5
    batch_size: 8
    subset_size: 100
    
  # 梯度检查
  gradient_checking:
    enabled: false
    clip_value: 1.0
    check_nan: true
    check_inf: true
    
  # 数据检查
  data_checking:
    enabled: true
    check_nan: true
    check_inf: true
    check_range: true
    sample_output: true
    
  # 模型检查
  model_checking:
    enabled: false
    count_parameters: true
    check_gradients: true
    visualize_model: false

# 实验跟踪配置
experiment_tracking:
  # 是否启用实验跟踪
  enabled: false
  
  # MLflow配置
  mlflow:
    tracking_uri: "http://localhost:5000"
    experiment_name: "emotion_prediction"
    run_name: null
    tags: {}
    params: {}
    
  # Weights & Biases配置
  wandb:
    project: "emotion-prediction"
    entity: null
    group: null
    job_type: "training"
    tags: []
    notes: ""
    config: {}
    
  # 本地实验跟踪
  local:
    save_dir: "experiments"
    save_config: true
    save_metrics: true
    save_model: true
```

### 训练配置参数详解

#### `training.epochs` 训练轮次

| 参数 | 类型 | 必需 | 默认值 | 说明 |
|------|------|------|--------|------|
| `max_epochs` | int | 是 | 200 | 最大训练轮数 |
| `warmup_epochs` | int | 否 | 0 | 预热轮数 |

#### `training.early_stopping` 早停配置

| 参数 | 类型 | 必需 | 默认值 | 说明 |
|------|------|------|--------|------|
| `enabled` | bool | 否 | true | 是否启用早停 |
| `patience` | int | 否 | 10 | 耐心值(轮数) |
| `min_delta` | float | 否 | 1e-4 | 最小改善阈值 |
| `monitor` | str | 否 | val_loss | 监控指标 |
| `mode` | str | 否 | min | 监控模式 (min/max) |
| `restore_best_weights` | bool | 否 | true | 恢复最佳权重 |

#### `optimizer` 优化器配置

支持的优化器类型:
- `Adam`: 自适应矩估计
- `AdamW`: Adam with Weight Decay
- `SGD`: 随机梯度下降
- `RMSprop`: RMSprop优化器
- `Adagrad`: 自适应梯度算法

#### `scheduler` 学习率调度器

支持的调度器类型:
- `StepLR`: 步长衰减
- `CosineAnnealingLR`: 余弦退火
- `ReduceLROnPlateau`: 平台衰减
- `ExponentialLR`: 指数衰减

## 数据配置

### 数据配置文件: `configs/data_config.yaml`

```yaml
# ========================================
# 数据配置文件
# ========================================

# 数据路径配置
paths:
  # 训练数据
  train_data: "data/train.csv"
  val_data: "data/val.csv"
  test_data: "data/test.csv"
  
  # 预处理器
  preprocessor: "models/preprocessor.pkl"
  
  # 数据统计
  statistics: "data/statistics.json"
  
  # 数据质量报告
  quality_report: "reports/data_quality.html"

# 数据源配置
data_source:
  type: "csv"              # csv, json, parquet, hdf5, database
  
  # CSV配置
  csv_config:
    delimiter: ","
    encoding: "utf-8"
    header: 0
    index_col: null
    
  # JSON配置
  json_config:
    orient: "records"      # records, index, values, columns
    lines: false
    
  # 数据库配置
  database_config:
    connection_string: "sqlite:///data.db"
    table: "emotion_data"
    query: null

# 数据预处理配置
preprocessing:
  # 特征处理
  features:
    # 缺失值处理
    missing_values:
      strategy: "drop"     # drop, fill_mean, fill_median, fill_mode, fill_constant
      fill_value: 0.0
      
    # 异常值处理
    outliers:
      method: "iqr"        # iqr, zscore, isolation_forest, none
      threshold: 1.5
      action: "clip"       # clip, remove, flag
      
    # 特征缩放
    scaling:
      method: "standard"   # standard, minmax, robust, none
      feature_range: [-1, 1]  # MinMax缩放范围
      
    # 特征选择
    selection:
      enabled: false
      method: "correlation" # correlation, mutual_info, rfe
      k_best: 10
      
  # 标签处理
  labels:
    # 缺失值处理
    missing_values:
      strategy: "fill_mean"
      
    # 标签缩放
    scaling:
      method: "standard"
      
    # 标签变换
    transformation:
      enabled: false
      method: "log"        # log, sqrt, boxcox

# 数据增强配置
augmentation:
  enabled: false
  
  # 噪声注入
  noise_injection:
    enabled: true
    noise_type: "gaussian" # gaussian, uniform
    noise_std: 0.01
    feature_wise: true
    
  # Mixup增强
  mixup:
    enabled: true
    alpha: 0.2
    
  # SMOTE增强 (用于不平衡数据)
  smote:
    enabled: false
    k_neighbors: 5
    sampling_strategy: "auto"

# 数据验证配置
validation:
  # 数值范围检查
  range_validation:
    enabled: true
    features:
      user_pleasure: [-1.0, 1.0]
      user_arousal: [-1.0, 1.0]
      user_dominance: [-1.0, 1.0]
      vitality: [0.0, 100.0]
      current_pleasure: [-1.0, 1.0]
      current_arousal: [-1.0, 1.0]
      current_dominance: [-1.0, 1.0]
    labels:
      delta_pleasure: [-0.5, 0.5]
      delta_arousal: [-0.5, 0.5]
      delta_dominance: [-0.5, 0.5]
      delta_pressure: [-0.3, 0.3]
      confidence: [0.0, 1.0]
      
  # 数据质量检查
  quality_checks:
    check_duplicates: true
    check_missing: true
    check_outliers: true
    check_correlations: true
    check_distribution: true
    
  # 统计报告
  statistics:
    compute_descriptive: true
    compute_correlations: true
    compute_distributions: true
    save_plots: true

# 合成数据配置
synthetic_data:
  enabled: false
  
  # 生成参数
  generation:
    num_samples: 1000
    seed: 42
    
  # 数据分布
  distribution:
    type: "multivariate_normal"  # normal, uniform, multivariate_normal
    mean: null
    cov: null
    
  # 相关性配置
  correlation:
    enabled: true
    strength: 0.5
    structure: "block"  # block, random, toeplitz
    
  # 噪声配置
  noise:
    add_noise: true
    noise_type: "gaussian"
    noise_std: 0.1
```

## 推理配置

### 推理配置文件: `configs/inference_config.yaml`

```yaml
# ========================================
# 推理配置文件
# ========================================

# 推理基本信息
inference_info:
  model_path: "models/best_model.pth"
  preprocessor_path: "models/preprocessor.pkl"
  device: "auto"
  batch_size: 32
  
# 输入配置
input:
  # 输入格式
  format: "auto"          # auto, list, numpy, pandas, json, csv
  
  # 输入验证
  validation:
    enabled: true
    check_shape: true
    check_range: true
    check_type: true
    
  # 输入预处理
  preprocessing:
    normalize: true
    handle_missing: "error"  # error, fill, skip
    missing_value: 0.0

# 输出配置
output:
  # 输出格式
  format: "dict"          # dict, json, csv, numpy
  
  # 输出内容
  include:
    predictions: true
    confidence: true
    components: true       # delta_pad, delta_pressure, confidence
    metadata: false        # inference_time, model_info
    
  # 输出后处理
  postprocessing:
    clip_predictions: true
    round_decimals: 6
    format_confidence: "percentage"  # decimal, percentage

# 性能优化配置
optimization:
  # 模型优化
  model_optimization:
    enabled: true
    torch_script: false
    onnx: false
    quantization: false
    
  # 推理优化
  inference_optimization:
    warmup: true
    warmup_samples: 5
    batch_optimization: true
    memory_optimization: true
    
  # 缓存配置
  caching:
    enabled: false
    cache_size: 1000
    cache_policy: "lru"   # lru, fifo

# 监控配置
monitoring:
  # 性能监控
  performance:
    enabled: true
    track_latency: true
    track_memory: true
    track_throughput: true
    
  # 质量监控
  quality:
    enabled: false
    confidence_threshold: 0.5
    prediction_validation: true
    
  # 异常检测
  anomaly_detection:
    enabled: false
    method: "statistical"  # statistical, isolation_forest
    threshold: 2.0

# 服务配置 (用于部署)
service:
  # API配置
  api:
    host: "0.0.0.0"
    port: 8000
    workers: 1
    timeout: 30
    
  # 限流配置
  rate_limiting:
    enabled: false
    requests_per_minute: 100
    
  # 认证配置
  authentication:
    enabled: false
    method: "api_key"     # api_key, jwt, basic
    
  # 日志配置
  logging:
    level: "INFO"
    format: "json"
```

## 日志配置

### 日志配置文件: `configs/logging_config.yaml`

```yaml
# ========================================
# 日志配置文件
# ========================================

# 日志系统配置
logging:
  # 根日志器
  root:
    level: "INFO"
    handlers: ["console", "file"]
    
  # 日志器配置
  loggers:
    training:
      level: "INFO"
      handlers: ["console", "file", "tensorboard"]
      propagate: false
      
    inference:
      level: "WARNING"
      handlers: ["console", "file"]
      propagate: false
      
    data:
      level: "DEBUG"
      handlers: ["file"]
      propagate: false

# 处理器配置
handlers:
  # 控制台处理器
  console:
    class: "StreamHandler"
    level: "INFO"
    formatter: "console"
    stream: "ext://sys.stdout"
    
  # 文件处理器
  file:
    class: "RotatingFileHandler"
    level: "DEBUG"
    formatter: "detailed"
    filename: "logs/app.log"
    maxBytes: 10485760     # 10MB
    backupCount: 5
    encoding: "utf8"
    
  # 错误文件处理器
  error_file:
    class: "RotatingFileHandler"
    level: "ERROR"
    formatter: "detailed"
    filename: "logs/error.log"
    maxBytes: 10485760
    backupCount: 3
    encoding: "utf8"

# 格式化器配置
formatters:
  # 控制台格式
  console:
    format: "%(asctime)s - %(name)s - %(levelname)s - %(message)s"
    datefmt: "%H:%M:%S"
    
  # 详细格式
  detailed:
    format: "%(asctime)s - %(name)s - %(levelname)s - %(module)s:%(lineno)d - %(funcName)s - %(message)s"
    datefmt: "%Y-%m-%d %H:%M:%S"
    
  # JSON格式
  json:
    format: '{"timestamp": "%(asctime)s", "level": "%(levelname)s", "logger": "%(name)s", "module": "%(module)s", "line": %(lineno)d, "message": "%(message)s"}'
    datefmt: "%Y-%m-%dT%H:%M:%S"

# 日志过滤配置
filters:
  # 性能过滤器
  performance:
    class: "PerformanceFilter"
    threshold: 0.1
    
  # 敏感信息过滤器
  sensitive:
    class: "SensitiveDataFilter"
    patterns: ["password", "token", "key"]
```

## 硬件配置

### 硬件配置文件: `configs/hardware_config.yaml`

```yaml
# ========================================
# 硬件配置文件
# ========================================

# 设备配置
device:
  # 自动选择
  auto:
    priority: ["cuda", "mps", "cpu"]  # 设备优先级
    memory_threshold: 0.8              # 内存使用阈值
    
  # CPU配置
  cpu:
    num_threads: null                  # null为自动检测
    use_openmp: true
    use_mkl: true
    
  # GPU配置
  gpu:
    # GPU选择
    device_id: 0                       # GPU ID
    memory_fraction: 0.9               # GPU内存使用比例
    allow_growth: true                 # 动态内存增长
    
    # CUDA配置
    cuda:
      allow_tf32: true                 # 启用TF32
      benchmark: true                  # 启用cuDNN基准
      deterministic: false             # 确定性模式
      
    # 混合精度
    mixed_precision:
      enabled: false
      opt_level: "O1"                  # O0, O1, O2, O3
      loss_scale: "dynamic"            # static, dynamic
      
    # 多GPU配置
    multi_gpu:
      enabled: false
      device_ids: [0, 1]
      output_device: 0
      dim: 0                           # 数据并行维度

# 内存配置
memory:
  # 系统内存
  system:
    max_usage: 0.8                     # 最大使用比例
    cleanup_threshold: 0.9             # 清理阈值
    
  # GPU内存
  gpu:
    max_usage: 0.9
    cleanup_interval: 100              # 清理间隔(步数)
    
  # 内存优化
  optimization:
    enable_gc: true                    # 启用垃圾回收
    gc_threshold: 0.8                  # GC触发阈值
    pin_memory: true                   # 锁页内存
    share_memory: true                 # 共享内存

# 性能配置
performance:
  # 并行配置
  parallel:
    num_workers: 4                     # 数据加载器工作进程数
    prefetch_factor: 2                 # 预取因子
    
  # 缓存配置
  cache:
    model_cache: true                  # 模型缓存
    data_cache: true                   # 数据缓存
    cache_size: 1024                   # 缓存大小(MB)
    
  # 编译优化
  compilation:
    torch_compile: false               # PyTorch 2.0编译
    jit_script: true                   # TorchScript
    mode: "default"                    # default, reduce-overhead, max-autotune
```

## 配置最佳实践

### 1. 配置文件组织

```
configs/
├── model_config.yaml          # 模型配置
├── training_config.yaml       # 训练配置
├── data_config.yaml          # 数据配置
├── inference_config.yaml     # 推理配置
├── logging_config.yaml       # 日志配置
├── hardware_config.yaml      # 硬件配置
├── environments/             # 环境特定配置
│   ├── development.yaml
│   ├── staging.yaml
│   └── production.yaml
└── experiments/              # 实验特定配置
    ├── baseline.yaml
    ├── large_model.yaml
    └── fast_train.yaml
```

### 2. 配置继承

```yaml
# configs/experiments/large_model.yaml
_base_: "../training_config.yaml"

training:
  epochs:
    max_epochs: 500
    
model:
  architecture:
    hidden_layers:
      - size: 256
        activation: "ReLU"
        dropout: 0.3
      - size: 128
        activation: "ReLU"
        dropout: 0.2
      - size: 64
        activation: "ReLU"
        dropout: 0.1

experiment_tracking:
  enabled: true
  mlflow:
    experiment_name: "large_model_experiment"
```

### 3. 环境变量替换

```yaml
# 使用环境变量
model_path: "${MODEL_PATH:/models/default.pth}"
learning_rate: "${LEARNING_RATE:0.001}"
batch_size: "${BATCH_SIZE:32}"
```

### 4. 配置验证

```python
from src.utils.config import ConfigValidator
from src.utils.config import ValidationError

# 创建验证器
validator = ConfigValidator()

# 添加验证规则
validator.add_rule("training.optimizer.lr", lambda x: 0 < x <= 1)
validator.add_rule("model.hidden_dims", lambda x: len(x) > 0)

# 验证配置
try:
    validator.validate(config)
except ValidationError as e:
    print(f"配置验证失败: {e}")
```

### 5. 配置版本管理

```yaml
# 配置文件版本
config_version: "1.0"
compatibility_version: ">=0.9.0"

# 变更日志
changelog:
  - version: "1.0"
    changes: ["添加混合精度支持", "更新学习率调度器"]
  - version: "0.9"
    changes: ["初始版本"]
```

## 配置验证

### 配置验证器

```python
class ConfigValidator:
    """配置验证器"""
    
    def __init__(self):
        self.rules = {}
        self.schemas = {}
    
    def add_rule(self, path: str, validator: callable, message: str = None):
        """添加验证规则"""
        self.rules[path] = {
            'validator': validator,
            'message': message or f"Invalid value at {path}"
        }
    
    def add_schema(self, section: str, schema: Dict):
        """添加配置模式"""
        self.schemas[section] = schema
    
    def validate(self, config: Dict) -> bool:
        """验证配置"""
        for path, rule in self.rules.items():
            value = self._get_nested_value(config, path)
            if not rule['validator'](value):
                raise ValidationError(rule['message'])
        return True
    
    def _get_nested_value(self, config: Dict, path: str):
        """获取嵌套值"""
        keys = path.split('.')
        value = config
        for key in keys:
            value = value.get(key)
            if value is None:
                return None
        return value
```

### 常用验证规则

```python
# 数值范围验证
validator.add_rule("training.optimizer.lr", lambda x: 0 < x <= 1, "学习率必须在(0, 1]范围内")
validator.add_rule("model.dropout_rate", lambda x: 0 <= x < 1, "Dropout率必须在[0, 1)范围内")

# 列表验证
validator.add_rule("model.hidden_dims", lambda x: isinstance(x, list) and len(x) > 0