Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
Math: 64. C# - 3층 구조의 신경망(분류) [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 21917
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
 




... 166  167  168  169  170  171  172  173  [174]  175  176  177  178  179  180  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
755정성태8/6/200924615.NET Framework: 154. 이벤트 2중 구독
754정성태7/16/200937173VS.NET IDE: 64. Visual Studio 2010 - 64bit 혼합 모드 디버깅 지원
753정성태7/15/200935734.NET Framework: 153. WPF와 WinForm의 Shown 이벤트 시점
752정성태7/14/200931393개발 환경 구성: 46. .NET Service Bus 응용 사례: SocketShifter [2]파일 다운로드1
751정성태7/9/200932130.NET Framework: 152. 순환 참조와 XmlSerializer파일 다운로드1
750정성태7/7/200932797.NET Framework: 151. Team Explorer가 설치되지 않은 PC에서 System.InvalidProgramException 예외 발생파일 다운로드1
748정성태7/2/200931378.NET Framework: 150. WPF - Property Element 사용 의미파일 다운로드2
747정성태7/1/200950201.NET Framework: 149. WPF - UI 업데이트를 바로 반영하고 싶다면? [3]파일 다운로드1
746정성태6/25/200937354.NET Framework: 148. WPF - 데이터 바인딩 시의 예외 처리 방법 [1]파일 다운로드1
745정성태6/22/200929081.NET Framework: 147. WPF - Binding에 Sibling 요소 지정 [2]파일 다운로드1
744정성태6/21/200927517.NET Framework: 146. WPF - 중첩된 ScrollViewer의 크기 제어 [2]파일 다운로드1
743정성태6/17/200931889.NET Framework: 145. Unity Container 개체 풀이
742정성태6/17/200931299.NET Framework: 144. WPF - FrameworkElement.Parent 속성이 null이라면? [3]
740정성태6/12/200928696.NET Framework: 143. WPF - Transform의 역변환파일 다운로드1
739정성태6/8/200942038.NET Framework: 142. WPF - Grid 컨트롤의 ShowGridLine 개선 [5]파일 다운로드1
737정성태6/6/200948887.NET Framework: 141. Win32 Interop - 크기가 정해지지 않은 배열을 C++에서 C#으로 전달하는 경우파일 다운로드2
734정성태6/4/200930496.NET Framework: 140. WPF - CellPadding 속성을 구현하는 Grid Layout [2]파일 다운로드1
733정성태5/29/200935904.NET Framework: 139. WPF - "M/d/yyyy h:mm:ss tt" 형식으로만 날짜를 출력하는 문제
732정성태5/27/200930879Team Foundation Server: 32. 팀 빌드 오류 확인 방법
731정성태5/27/200925836Team Foundation Server: 31. 팀 빌드 스케줄 확인 방법
730정성태5/26/200932024VS.NET IDE: 63. Visual Studio 2010 - Parallel Stacks [1]
729정성태5/25/200931350.NET Framework: 138. InternalsVisibleTo와 Public Key 값
728정성태5/23/200941725.NET Framework: 137. C#에서 Union 구조체 다루기파일 다운로드1
727정성태5/22/200926324오류 유형: 82. 메서드가 많은 경우 프록시 클래스 생성 실패
726정성태5/21/200925603VS.NET IDE: 62. Visual Studio 2010 Beta1 버그 피드백 - EnC기능 오류 [1]
725정성태5/21/200929646VS.NET IDE: 61. Visual Studio 2010 베타1과 Visual Studio 2008의 혼합 개발 [2]
... 166  167  168  169  170  171  172  173  [174]  175  176  177  178  179  180  ...