Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
Math: 64. C# - 3층 구조의 신경망(분류) [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 18256
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
 




... 91  92  93  94  95  [96]  97  98  99  100  101  102  103  104  105  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
11535정성태6/7/201823440.NET Framework: 759. C# - System.Span<T> 성능 [1]
11534정성태6/6/201829206.NET Framework: 758. C# 7.2 - Span<T> [6]
11533정성태6/5/201831782.NET Framework: 757. 포인터 형 매개 변수를 갖는 C++ DLL의 함수를 C#에서 호출하는 방법파일 다운로드1
11532정성태6/5/201821763.NET Framework: 756. JSON의 escape sequence 문자 처리 방식
11531정성태6/4/201826053오류 유형: 468. JSON.parse가 허용하지 않는 문자 [9]
11530정성태5/31/201826135.NET Framework: 755. C# 7.2 - 스택에만 생성할 수 있는 값 타입 지원 - "ref struct" [2]파일 다운로드1
11529정성태5/23/201823428.NET Framework: 754. 닷넷의 관리 포인터(Managed Pointer)와 System.TypedReference [6]파일 다운로드1
11528정성태5/17/201822970.NET Framework: 753. C# 7.2 - 3항 연산자에 ref 지원(conditional ref operator) [1]
11527정성태5/17/201820592오류 유형: 467. RDP 로그인 에러 - This could be due to CredSSP encryption oracle remediation.
11526정성태5/16/201820710.NET Framework: 752. C# 7.2 - 메서드의 반환값 및 로컬 변수에 ref readonly 기능 추가파일 다운로드1
11525정성태5/16/201824735.NET Framework: 751. C# 7.2 - 메서드의 매개 변수에 in 변경자 추가 [3]파일 다운로드1
11524정성태5/15/201823660.NET Framework: 750. C# 7.2 - readonly 구조체 [5]파일 다운로드1
11523정성태5/15/201821477.NET Framework: 749. C# - 값 형식의 readonly 인스턴스에 대한 메서드 호출 시 defensive copy 발생 [1]파일 다운로드1
11522정성태5/15/201819225개발 환경 구성: 378. Azure - VM 진단 설정 화면의 "This subscription is not registered with the Microsoft.Insights resource provider."
11521정성태5/15/201818237개발 환경 구성: 377. Azure - 원하는 성능 데이터로 모니터링 대시보드 구성
11520정성태5/12/201819755.NET Framework: 748. C# 7.1 - 참조 어셈블리(Ref Assemblies)
11519정성태5/12/201821451개발 환경 구성: 376. ASP.NET Web Application 프로젝트의 FileSystem 배포(Publish) 시 Before/After Task 설정 방법 [1]
11518정성태5/10/201819766.NET Framework: 747. C# 7.0에서도 부분적으로 가능해진 "타입 추론을 통한 튜플의 변수명 자동 지정"
11517정성태5/10/201818806.NET Framework: 746. Azure runbook 예제 - 6시간 동안 수행 중인 VM을 중지 [1]파일 다운로드1
11516정성태5/9/201819002.NET Framework: 745. Azure runbook을 PowerShell 또는 C# 코드로 실행하는 방법파일 다운로드1
11515정성태5/9/201821396.NET Framework: 744. C# 6 - Expression bodied function [1]
11514정성태5/3/201819504오류 유형: 466. Bitvise - Error in component session/transport/kexHandler [2]
11513정성태5/3/201826388.NET Framework: 743. C# 언어의 공변성과 반공변성 [9]파일 다운로드2
11512정성태5/2/201818515개발 환경 구성: 375. Azure runbook 실행 시 "Errors", "All Logs"에 오류 메시지가 출력되는 경우
11511정성태5/2/201820665개발 환경 구성: 374. Azure - Runbook 기능 소개
11510정성태4/30/201821772.NET Framework: 742. windbg로 확인하는 Finalizer를 가진 객체의 GC 과정파일 다운로드1
... 91  92  93  94  95  [96]  97  98  99  100  101  102  103  104  105  ...