Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
Math: 64. C# - 3층 구조의 신경망(분류) [링크 복사], [링크+제목 복사]
조회: 10569
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
 




... 16  [17]  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
13197정성태12/17/20224308.NET Framework: 2079. .NET Core/5+ 환경에서 XmlSerializer 사용 시 System.IO.FileNotFoundException 예외 발생하는 경우파일 다운로드1
13196정성태12/16/20224424.NET Framework: 2078. .NET Core/5+를 위한 SGen(Microsoft.XmlSerializer.Generator) 사용법
13195정성태12/15/20224989개발 환경 구성: 655. docker - bridge 네트워크 모드에서 컨테이너 간 통신 시 --link 옵션 권장 이유
13194정성태12/14/20225026오류 유형: 833. warning C4747: Calling managed 'DllMain': Managed code may not be run under loader lock파일 다운로드1
13193정성태12/14/20225074오류 유형: 832. error C7681: two-phase name lookup is not supported for C++/CLI or C++/CX; use /Zc:twoPhase-
13192정성태12/13/20225081Linux: 55. 리눅스 - bash shell에서 실수 연산
13191정성태12/11/20225981.NET Framework: 2077. C# - 직접 만들어 보는 SynchronizationContext파일 다운로드1
13190정성태12/9/20226449.NET Framework: 2076. C# - SynchronizationContext 기본 사용법파일 다운로드1
13189정성태12/9/20227086오류 유형: 831. Visual Studio - Windows Forms 디자이너의 도구 상자에 컨트롤이 보이지 않는 문제
13188정성태12/9/20225916.NET Framework: 2075. C# - 직접 만들어 보는 TaskScheduler 실습 (SingleThreadTaskScheduler)파일 다운로드1
13187정성태12/8/20225846개발 환경 구성: 654. openssl - CA로부터 인증받은 새로운 인증서를 생성하는 방법 (2)
13186정성태12/6/20224370오류 유형: 831. The framework 'Microsoft.AspNetCore.App', version '...' was not found.
13185정성태12/6/20225359개발 환경 구성: 653. Windows 환경에서의 Hello World x64 어셈블리 예제 (NASM 버전)
13184정성태12/5/20224654개발 환경 구성: 652. ml64.exe와 link.exe x64 실행 환경 구성
13183정성태12/4/20224499오류 유형: 830. MASM + CRT 함수를 사용하는 경우 발생하는 컴파일 오류 정리
13182정성태12/4/20225207Windows: 217. Windows 환경에서의 Hello World x64 어셈블리 예제 (MASM 버전)
13181정성태12/3/20224611Linux: 54. 리눅스/WSL - hello world 어셈블리 코드 x86/x64 (nasm)
13180정성태12/2/20224839.NET Framework: 2074. C# - 스택 메모리에 대한 여유 공간 확인하는 방법파일 다운로드1
13179정성태12/2/20224259Windows: 216. Windows 11 - 22H2 업데이트 이후 Terminal 대신 cmd 창이 뜨는 경우
13178정성태12/1/20224740Windows: 215. Win32 API 금지된 함수 - IsBadXxxPtr 유의 함수들이 안전하지 않은 이유파일 다운로드1
13177정성태11/30/20225458오류 유형: 829. uwsgi 설치 시 fatal error: Python.h: No such file or directory
13176정성태11/29/20224398오류 유형: 828. gunicorn - ModuleNotFoundError: No module named 'flask'
13175정성태11/29/20225965오류 유형: 827. Python - ImportError: cannot import name 'html5lib' from 'pip._vendor'
13174정성태11/28/20224575.NET Framework: 2073. C# - VMMap처럼 스택 메모리의 reserve/guard/commit 상태 출력파일 다운로드1
13173정성태11/27/20225248.NET Framework: 2072. 닷넷 응용 프로그램의 스레드 스택 크기 변경
13172정성태11/25/20225096.NET Framework: 2071. 닷넷에서 ESP/RSP 레지스터 값을 구하는 방법파일 다운로드1
... 16  [17]  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ...