Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
Math: 64. C# - 3층 구조의 신경망(분류) [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 18226
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)
511정성태6/25/200729760.NET Framework: 90. XmlSerializer 생성자의 실행 속도를 올리는 방법 [2]
510정성태6/25/200744786디버깅 기술: 15. First-Chance Exception
508정성태6/21/200727774Team Foundation Server: 18. Team Build에 사용되는 각종 Property 값 [4]
507정성태6/11/200725376VS.NET IDE: 50. Orcas - UAC 설정 관련
506정성태6/9/200720394오류 유형: 39. VC Package not available or not registered
505정성태6/9/200720058오류 유형: 38. Visual SourceSafe - DB 잠김 오류
504정성태6/9/200725384오류 유형: 37. Visual SourceSafe - Anaylze 도중 비정상 종료
503정성태6/7/200728174VS.NET IDE: 49. Orcas - VC++ 다중 소스 동시 컴파일 옵션: /MP
502정성태6/7/200722813VS.NET IDE: 48. Orcas - VC++ 프로젝트 마이그레이션
500정성태6/4/200731467VS.NET IDE: 47. Orcas - Web Browser Debugger를 이용한 보호 모드의 ActiveX 컨트롤 디버깅
499정성태6/3/200724287VS.NET IDE: 46. Orcas - ComUtil로 인한 증분(/INCREMENTAL) 링크 옵션 사용 제한파일 다운로드1
498정성태5/31/200718697Windows: 26. 스마트 카드 암호 바꾸는 방법.
497정성태5/31/200722047오류 유형: 36. SQL 2005 - DB 속성창 띄울 때 오류
496정성태5/29/200719997VS.NET IDE: 45. VS.NET 2005/Orcas 솔루션 파일과 UAC
495정성태5/28/200722533VS.NET IDE: 44. Orcas와 VS.NET 2005의 혼합 개발 [1]
494정성태5/26/200726766오류 유형: 35. 비스타 탐색기 - 특정 파일을 오른쪽 마우스 클릭했을 때, 비정상 종료되는 문제
493정성태5/26/200725868오류 유형: 34. Windows Server 2008 : CA 인증서 발급 실패
492정성태5/23/200725445.NET Framework: 89. ManagedThreadId - 두 번째 이야기 [5]파일 다운로드1
491정성태5/21/200725481.NET Framework: 88. ManagedThreadId ? [4]
490정성태5/19/200733996오류 유형: 33. error MSB6003: SxS DLL 로딩 오류 [2]
489정성태5/14/200721832.NET Framework: 87. .NET 2.0에서 C# 3.0 기능 사용하기
488정성태5/14/200720460Windows: 25. Multiple Input Queues
487정성태4/24/200725934VC++: 32. VC++에서 bool이 가지는 의미 [3]
486정성태3/22/200724973Windows: 24. DreamScene과 DWM(Desktop Window Manager)의 관계 [1]
485정성태3/17/200720403오류 유형: 32. VS.NET 2005 - x64 환경에서의 mixed 디버깅 환경 구성
484정성태3/17/200719508오류 유형: 31. SQL Compact Edition 설치 후 오류
... 166  167  168  169  170  171  172  173  174  175  176  177  178  [179]  180  ...