Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
Math: 64. C# - 3층 구조의 신경망(분류) [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 19386
글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
홈페이지
첨부 파일

(시리즈 글이 6개 있습니다.)
Math: 59. C# - 웨이트 벡터 갱신식을 이용한 퍼셉트론 분류
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11938

Math: 60. C# - 로지스틱 회귀를 이용한 분류
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11955

Math: 61. C# - 로지스틱 회귀를 이용한 선형분리 불가능 문제의 분류
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11962

Math: 62. 활성화 함수에 따른 뉴런의 출력을 그리드 맵으로 시각화
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11966

Math: 63. C# - 3층 구조의 신경망
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11969

Math: 64. C# - 3층 구조의 신경망(분류)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11981




C# - 3층 구조의 신경망(분류)

지난 글에 이어서,

C# - 3층 구조의 신경망
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11969

아래의 책에 보면,

실체가 손에 잡히는 딥러닝
; http://www.yes24.com/Product/Goods/74258238

3층 신경망을 이용한 분류 예제를 파이썬 코드로 싣고 있습니다.

# http://nanya-kanya.net/index.php/1232/#outline__1_30

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

X = np.arange(-1.0, 1.0, 0.1)
Y = np.arange(-1.0, 1.0, 0.1)

w_im = np.array([[1.0, 2.0],
                [2.0, 3.0]])

w_mo = np.array([[ -1.0, 1.0],
                [1.0, -1.0]])

b_im = np.array([0.3, -0.3])
b_mo = np.array([0.4, 0.1])

def middle_layer(x, w, b):
    u = np.dot(x, w) + b
    return 1 / (1 + np.exp(-u))

def output_layer(x, w, b):
    u = np.dot(x, w) + b
    return np.exp(u) / np.sum(np.exp(u))

x_1 = []
y_1 = []
x_2 = []
y_2 = []

for i in range(20):
    for j in range(20):
        inp = np.array([X[i], Y[j]])
        mid = middle_layer(inp, w_im, b_im)
        out = output_layer(mid, w_mo, b_mo)

        if out[0] > out[1]:
            x_1.append(X[i])
            y_1.append(Y[j])
        else:
            x_2.append(X[i])
            y_2.append(Y[j])

        
plt.scatter(x_1, y_1, marker="+")
plt.scatter(x_2, y_2, marker="o")
plt.show()

역시 C#으로 표현한 후,

using MathNet.Numerics.LinearAlgebra;
using System;
using System.Linq;

using np = PythonUtils;
using vector = MathNet.Numerics.LinearAlgebra.Vector<double>;
using matrix = MathNet.Numerics.LinearAlgebra.Matrix<double>;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var X = np.arange(-1.0, 1.0, 0.1).ToArray();
        var Y = np.arange(-1.0, 1.0, 0.1).ToArray();

        List<double> x1 = new List<double>();
        List<double> x2 = new List<double>();
        List<double> y1 = new List<double>();
        List<double> y2 = new List<double>();

        matrix w_im = GetMatrix(new[] { 1.0, 2.0 }, new[] { 2.0, 3.0 });
        matrix w_mo = GetMatrix(new[] { -1.0, 1.0 }, new[] { 1.0, -1.0 });

        vector b_im = GetVector(0.3, -0.3);
        vector b_mo = GetVector(0.4, 0.1);

        Func<vector, matrix, vector, vector> middle_layer = (x, w, b) =>
        {
            vector u = x * w + b;
            return 1 / (1 + np.exp(-u)); // sigmoid
        };

        Func<vector, matrix, vector, vector> output_layer = (x, w, b) =>
        {
            vector u = x * w + b;
            return np.exp(u) / np.sum(u); // softmax
        };

        for (int i = 0; i < X.Length; i++)
        {
            for (int j = 0; j < Y.Length; j++)
            {
                var inp = GetVector(X[i], Y[j]);
                var mid = middle_layer(inp, w_im, b_im);
                var outp = output_layer(mid, w_mo, b_mo);

                if (outp[0] > outp[1])
                {
                    x1.Add(X[i]);
                    y1.Add(Y[j]);
                }
                else
                {
                    x2.Add(X[i]);
                    y2.Add(Y[j]);
                }
            }
        }

        OutputImage("layer3_neuron_classification.png");

        void OutputImage(string fileName)
        {
            Gridmap grid = new Gridmap(471, 471);
            grid.Show(x1.ToArray(), y1.ToArray(), x2.ToArray(), y2.ToArray(), fileName);
        }
    }
}

실행해 보면 다음의 분류 상태를 볼 수 있습니다.

layer3_neuron_classification.png

(첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함합니다.)




[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]







[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 7/7/2019]

Creative Commons License
이 저작물은 크리에이티브 커먼즈 코리아 저작자표시-비영리-변경금지 2.0 대한민국 라이센스에 따라 이용하실 수 있습니다.
by SeongTae Jeong, mailto:techsharer at outlook.com

비밀번호

댓글 작성자
 




... 91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  101  102  103  104  [105]  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
11335정성태10/18/201720057.NET Framework: 694. 닷넷 - <Module> 클래스의 용도
11334정성태10/18/201720792디버깅 기술: 105. windbg - k 명령어와 !clrstack을 조합한 호출 스택을 얻는 방법
11333정성태10/17/201720136오류 유형: 422. 윈도우 업데이트 - Code 9C48 Windows update encountered an unknown error.
11332정성태10/17/201720817디버깅 기술: 104. .NET Profiler + 디버거 연결 + .NET Exceptions = cpu high
11331정성태10/16/201718869디버깅 기술: 103. windbg - .NET 4.0 이상의 환경에서 모든 DLL에 대한 심벌 파일을 로드하는 파이썬 스크립트
11330정성태10/16/201717996디버깅 기술: 102. windbg - .NET 4.0 이상의 환경에서 DLL의 심벌 파일 로드 방법 [1]
11329정성태10/15/201722798.NET Framework: 693. C# - 오피스 엑셀 97-2003 .xls 파일에 대해 32비트/64비트 상관없이 접근 방법파일 다운로드1
11328정성태10/15/201725837.NET Framework: 692. C# - 하나의 바이너리로 환경에 맞게 32비트/64비트 EXE를 실행하는 방법파일 다운로드1
11327정성태10/15/201719520.NET Framework: 691. AssemblyName을 .csproj에서 바꾼 경우 빌드 오류 발생하는 문제파일 다운로드1
11326정성태10/15/201719621.NET Framework: 690. coreclr 소스코드로 알아보는 .NET 4.0의 모듈 로딩 함수 [1]
11325정성태10/14/201720364.NET Framework: 689. CLR 4.0 환경에서 DLL 모듈의 로드 주소(Base address) 알아내는 방법
11324정성태10/13/201721837디버깅 기술: 101. windbg - "*** WARNING: Unable to verify checksum for" 경고 없애는 방법
11322정성태10/13/201719844디버깅 기술: 100. windbg - .NET 4.0 응용 프로그램의 Main 메서드에 Breakpoint 걸기
11321정성태10/11/201721343.NET Framework: 688. NGen 모듈과 .NET Profiler
11320정성태10/11/201722187.NET Framework: 687. COR_PRF_USE_PROFILE_IMAGES 옵션과 NGen의 "profiler-enhanced images" [1]
11319정성태10/11/201729801.NET Framework: 686. C# - string 배열을 담은 구조체를 직렬화하는 방법
11318정성태10/7/201722092VS.NET IDE: 122. 비주얼 스튜디오에서 관리자 권한을 요구하는 C# 콘솔 프로그램 제작 [1]
11317정성태10/4/201727589VC++: 120. std::copy 등의 함수 사용 시 _SCL_SECURE_NO_WARNINGS 에러 발생
11316정성태9/30/201725009디버깅 기술: 99. (닷넷) 프로세스(EXE)에 디버거가 연결되어 있는지 아는 방법 [4]
11315정성태9/29/201741441기타: 68. "시작하세요! C# 6.0 프로그래밍: 기본 문법부터 실전 예제까지" 구매하신 분들을 위한 C# 7.0/7.1 추가 문법 PDF [8]
11314정성태9/28/201723184디버깅 기술: 98. windbg - 덤프 파일로부터 닷넷 버전 확인하는 방법
11313정성태9/25/201720901디버깅 기술: 97. windbg - 메모리 덤프로부터 DateTime 형식의 값을 알아내는 방법파일 다운로드1
11312정성태9/25/201724190.NET Framework: 685. C# - 구조체(값 형식)의 필드를 리플렉션을 이용해 값을 바꾸는 방법파일 다운로드1
11311정성태9/20/201717486.NET Framework: 684. System.Diagnostics.Process 객체의 명시적인 해제 권장
11310정성태9/19/201721905.NET Framework: 683. WPF의 Window 객체를 생성했는데 GC 수집 대상이 안 되는 이유 [3]
11309정성태9/13/201719349개발 환경 구성: 335. Octave의 명령 창에서 실행한 결과를 복사하는 방법
... 91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  101  102  103  104  [105]  ...