Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
Math: 64. C# - 3층 구조의 신경망(분류) [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 19533
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
 




... 121  122  123  124  [125]  126  127  128  129  130  131  132  133  134  135  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
10832정성태8/17/201531159디버깅 기술: 74. x64 콜 스택 인자 추적과 windbg의 Child-SP, RetAddr, Args to Child 값 확인 [8]파일 다운로드2
10831정성태8/13/201531649.NET Framework: 524. .NET 4.0과 .NET 4.5의 컴파일 결과 차이점 [1]파일 다운로드1
10830정성태8/12/201525563개발 환경 구성: 275. Web.config이 적용되지 않는 프로젝트에서 Razor 템플릿 파일의 C# 컴파일러 버전 제어 [1]
10829정성태8/10/201527732개발 환경 구성: 274. PowerShell/명령행에서 JDK/JRE를 무인(unattended)/자동 설치를 하는 방법 [3]
10828정성태8/10/201533221웹: 30. Edge 브라우저에서 "이 웹 사이트에는 Internet Explorer가 필요함" 단계를 없애는 방법 [1]
10827정성태7/8/201534041개발 환경 구성: 273. Visual Studio 2015에서 Github와 연동하는 방법 [3]
10826정성태7/8/201524429오류 유형: 301. The trust relationship between this workstation and the primary domain failed. - 두 번째 이야기
10825정성태7/8/201523031개발 환경 구성: 272. Visual Studio IDE 설치 없이 Visual Studio SDK 설치하는 방법
10824정성태7/7/201528637개발 환경 구성: 271. Team Foundation Server 2015 설치 방법 [1]
10823정성태7/7/201529525오류 유형: 300. SqlException (0x80131904): Unable to open the physical file
10822정성태7/7/201528319오류 유형: 299. The 'Visual C++ Project System Package' package did not load correctly.
10821정성태7/7/201521400오류 유형: 298. Unable to start debugging on the web server. IIS does not list a web site that matches the launched URL.
10820정성태7/7/201527072오류 유형: 297. HTTP Error 503. The service is unavailable. - 두 번째
10819정성태7/2/201530233오류 유형: 296. SQL Server Express 시작 오류 - error code 3417
10818정성태7/1/201529400오류 유형: 295. HTTP Error 503. The service is unavailable. [1]
10817정성태6/29/201533465.NET Framework: 523. C# 람다(Lambda)에서 변수 캡처 방식 [3]
10816정성태6/25/201529182.NET Framework: 522. 닷넷의 어셈블리 서명 데이터 확인 방법파일 다운로드1
10815정성태6/23/201527610Graphics: 1. 자네 나와 함께... UNITY 하지 않겠는가! [4]
10814정성태6/22/201525275.NET Framework: 521. Roslyn을 이용해 C# 문법 변형하기 (2) [5]
10813정성태6/21/201526405.NET Framework: 520. Roslyn을 이용해 C# 문법 변형하기 (1)
10812정성태6/20/201527292.NET Framework: 519. C# 6.0 오픈 소스 컴파일러 Roslyn - 빌드 및 테스트 방법 [1]
10811정성태6/20/201524380오류 유형: 294. OpenAuth 사용 시 System.Data.SqlClient.SqlException 예외가 Output 창에 출력되는 문제
10810정성태6/18/201523964개발 환경 구성: 270. Visual Studio에서 github 오픈 소스를 fork해서 테스트하는 방법 [1]
10809정성태6/18/201521545.NET Framework: 518. AllowPartiallyTrustedCallers 특성이 적용된 GAC 어셈블리에서 DynamicMethod의 calli 명령어 사용파일 다운로드1
10808정성태6/17/201523570.NET Framework: 517. calli IL 호출이 DllImport 호출보다 빠를까요? [1]파일 다운로드1
10807정성태6/16/201525057.NET Framework: 516. Microsoft.AspNet.Membership.OpenAuth 사용 시 "Local Database Runtime error occurred" 오류
... 121  122  123  124  [125]  126  127  128  129  130  131  132  133  134  135  ...