Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
Math: 64. C# - 3층 구조의 신경망(분류) [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 19364
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
 




... 181  182  183  [184]  185  186  187  188  189  190  191  192  193  194  195  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
411정성태12/16/200620816오류 유형: 21. TFS SP1 설치 관련 오류 (2) - KB919156 패치 이후 TFS 접근 문제
410정성태12/16/200622051오류 유형: 20. TFS SP1 설치 관련 오류 (1) - KB919156 패치
408정성태12/10/200624354Windows: 7. USB 드라이브 내용 암호화
407정성태12/10/200621764오류 유형: 19. Vista 에서의 VS.NET 2005 로 개발한 어셈블리에 대한 서명 확인 오류
406정성태12/10/200626575Windows: 6. IE 7 검색 공급자 - 영한 사전
403정성태12/6/200633733Windows: 5. Vista 와 웹 인증 등록 서비스의 문제 [5]
402정성태12/11/200624716Windows: 4. Vista 설치 후기 [1]
409정성태12/11/200628738    답변글 Windows: 4.1. Vista 설치 후기 - 두 번째 이야기 [3]
396정성태2/13/200731300오류 유형: 18. "Automatic Updates" 서비스 CPU 100% 점유 현상
393정성태11/8/200620878오류 유형: 17. Unable to start debugging - The binding handle is invalid.
371정성태10/23/200620158오류 유형: 16. STS Communication failed.
370정성태11/12/200623971.NET Framework: 75. Windows CardSpace 이야기 (이 글의 내용은 재작성되어질 예정입니다.)
375정성태10/25/200625873    답변글 .NET Framework: 75.1. 개인 발행 카드에 대한 Microsoft 예제 실습(이 글의 내용은 재작성되어질 예정입니다.)
376정성태10/27/200625569    답변글 .NET Framework: 75.2. "Windows CardSpace"와 "인증서 서비스"의 만남(이 글의 내용은 재작성되어질 예정입니다.)
377정성태10/26/200625425    답변글 .NET Framework: 75.3. Managed Card 발행에 대한 Microsoft 예제 실습 (1) - CardWriter (이 글의 내용은 재작성되어질 예정입니다.)
385정성태11/6/200627847    답변글 .NET Framework: 75.4. Managed Card 발행에 대한 Microsoft 예제 실습 (2) - STS 구현 (이 글의 내용은 재작성되어질 예정입니다.) [7]
387정성태11/2/200628722    답변글 .NET Framework: 75.5. Windows CardSpace와 SYSNET 사이트의 만남 (이 글의 내용은 재작성되어질 예정입니다.) [1]
397정성태11/11/200626255    답변글 .NET Framework: 75.6. CardWriter.csproj와 함께 알아보는 인증서 식별 방법(이 글의 내용은 재작성되어질 예정입니다.)
398정성태11/12/200624689    답변글 .NET Framework: 75.7. 카드에 암호 거는 방법(이 글의 내용은 재작성되어질 예정입니다.)
399정성태11/12/200626918    답변글 .NET Framework: 75.8. 인증서/스마트 카드에 기반한 Managed Card - STS 구현(이 글의 내용은 재작성되어질 예정입니다.) [5]
369정성태10/22/200622379오류 유형: 15. 자동 업데이트 실패
367정성태10/22/200638275Windows: 3. IIS 7.0 다중 바인딩 설정하는 방법 [1]
365정성태10/21/200621684Windows: 2. 서버(build 5600)에 IIS 7.0 서비스와 .NET 3.0 설치 방법
359정성태10/17/200617889오류 유형: 14. VS.NET 빌드 오류 - FxCopCmd.exe returned error code 65.
358정성태10/17/200623172오류 유형: 13. WSE 3.0 서비스 관련 WSE101 오류 / Destination Unreachable
357정성태12/1/200625436.NET Framework: 74. WCF 이야기 [4]
... 181  182  183  [184]  185  186  187  188  189  190  191  192  193  194  195  ...