Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
Math: 64. C# - 3층 구조의 신경망(분류) [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 18168
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)
115정성태3/13/200517727VS.NET IDE: 25. [IIS 서버] ODBC 로그 남기기 [1]
195정성태12/21/200517007    답변글 VC++: 25.1. ODBC 로그를 못 남길 때의 오류 화면
113정성태3/13/200517760VS.NET IDE: 24. [VPC] 타이머 동기화 기능 제거
110정성태11/14/200516679.NET Framework: 28. VS.NET 2005 / SQL Server 2005 베타 버전 재설치 또는 업그레이드 [1]
111정성태3/7/200515509    답변글 VS.NET IDE: 28.1. [추가] SQL 2005 / VS.NET 2005 2005-02 CTP 버전이 올라왔네요. [1]
112정성태11/14/200516754        답변글 VS.NET IDE: 28.2. [추가] VS.NET 2005 2005-02 CTP 버전에서 달라진 점 ( VC++ )
127정성태3/29/200514799        답변글 VS.NET IDE: 28.4. [추가] SQL 2005 2005-02 CTP 버전에서 달라진 점
123정성태3/25/200518674    답변글 .NET Framework: 28.3. Uninstalling software without using Add Remove Programs...
108정성태3/4/200518153.NET Framework: 27. 시스템 이벤트 로그에 쌓이는 {00020906-0000-0000-C000-000000000046} 보안에러
107정성태3/1/200518417COM 개체 관련: 15. COM: Control 유형인 경우, IObjectWithSite 를 구현해도 SetSite/GetSite 가 호출이 안됨
106정성태2/28/200517732COM 개체 관련: 14. 탐색기 "처럼" 파일 열기
105정성태2/28/200516777.NET Framework: 26. VS.NET 2005 : 설치 프로젝트 - .NET Framework 설치 강제화
139정성태11/14/200514973    답변글 .NET Framework: 26.1. ^^ 역시, 배려가 되어 있네요. 제가 못 찾은 것이었습니다.
104정성태2/27/200517684VS.NET IDE: 23. MSI 설치 중에 GetLocalTime / GetSystemTime API 사용
132정성태3/30/200517312    답변글 VS.NET IDE: 23.1. [추가]: MSI 설치 동작 원리
102정성태2/16/200519974.NET Framework: 25. Verify that you are a member of the 'Debugger Users' group on the server. [2]
101정성태2/15/200517711.NET Framework: 24. WMI Win32_NTLogEvent 관리 이벤트를 Windows 2000 에서는 "Access Denied" 가 발생하는 문제파일 다운로드1
100정성태2/15/200523793VS.NET IDE: 22. 방화벽 환경에서의 WMI 연결을 위한 포트 설정 [2]
99정성태2/15/200521740COM 개체 관련: 13. 비동기 Drag & Drop 구현 : IAsyncOperation
103정성태2/23/200517963    답변글 COM 개체 관련: 13.1. [관련 자료] 그외 Drag & Drop 링크파일 다운로드1
97정성태2/14/200520898VS.NET IDE: 21. 설치된 Platform SDK 버전확인 방법
96정성태2/14/200522902기타: 9. http://www.google.com/webhp?complete=1&hl=en 검색에 관해서.
95정성태2/14/200532247VS.NET IDE: 20. Win32 특권 정리 [1]
94정성태1/29/200523546VC++: 13. VS.NET 2005 VC++ 컴파일러 에러 : cannot instantiate abstract class
93정성태1/29/200519441VS.NET IDE: 19. 혹시 VS.NET 2005 Beta2(2004/12 CTP Team System 버전)이 다운이 자주 되나요? [2]
92정성태1/29/200518244.NET Framework: 23. Unmanaged 환경에서 Managed DLL에 정의된 메서드 호출 시 오류 확인하는 방법
... 181  182  183  184  185  186  187  188  189  190  191  192  [193]  194  195  ...