Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
Math: 64. C# - 3층 구조의 신경망(분류) [링크 복사], [링크+제목 복사]
조회: 10706
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
 




... 31  32  [33]  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
12801정성태8/23/20218378.NET Framework: 1101. C# 10 - (6) record class 타입의 ToString 메서드를 sealed 처리 허용파일 다운로드1
12800정성태8/22/20218590개발 환경 구성: 599. PyCharm - (반대로) 원격 프로세스가 PyCharm에 디버그 연결하는 방법
12799정성태8/22/20218664.NET Framework: 1100. C# 10 - (5) 속성 패턴의 개선파일 다운로드1
12798정성태8/21/20219976개발 환경 구성: 598. PyCharm - 원격 프로세스를 디버그하는 방법
12797정성태8/21/20217714Windows: 197. TCP의 MSS(Maximum Segment Size) 크기는 고정된 것일까요?
12796정성태8/21/20218369.NET Framework: 1099. C# 10 - (4) 상수 문자열에 포맷 식 사용 가능파일 다운로드1
12795정성태8/20/20218956.NET Framework: 1098. .NET 6에 포함된 신규 BCL API - 스레드 관련
12794정성태8/20/20218421스크립트: 23. 파이썬 - WSGI를 만족하는 최소한의 구현 코드 및 PyCharm에서의 디버깅 방법 [1]
12793정성태8/20/20219137.NET Framework: 1097. C# 10 - (3) 개선된 변수 초기화 판정파일 다운로드1
12792정성태8/19/20219607.NET Framework: 1096. C# 10 - (2) 전역 네임스페이스 선언파일 다운로드1
12791정성태8/19/20217947.NET Framework: 1095. C# COM 개체를 C++에서 사용하는 예제 [3]파일 다운로드1
12790정성태8/18/202110179.NET Framework: 1094. C# 10 - (1) 구조체를 생성하는 record struct파일 다운로드1
12789정성태8/18/20219190개발 환경 구성: 597. PyCharm - 윈도우 환경에서 WSL을 이용해 파이썬 앱 개발/디버깅하는 방법
12788정성태8/17/20217749.NET Framework: 1093. C# - 인터페이스의 메서드가 다형성을 제공할까요? (virtual일까요?)파일 다운로드1
12787정성태8/17/20217975.NET Framework: 1092. (책 내용 수정) "4.5.1.4 인터페이스"의 "인터페이스와 다형성"
12786정성태8/16/20219476.NET Framework: 1091. C# - Python range 함수 구현 (2) INumber<T>를 이용한 개선 [1]파일 다운로드1
12785정성태8/16/20217720.NET Framework: 1090. .NET 6 Preview 7에 추가된 숫자 형식에 대한 제네릭 연산 지원 [1]파일 다운로드1
12784정성태8/15/20217146오류 유형: 757. 구글 메일 - 아웃룩에서 메일 전송 시 Sending' reported error (0x800CCC0F, 0x800CCC92)
12783정성태8/15/20216741.NET Framework: 1089. C# - Indexer에 Range 및 람다 식을 이용한 필터 구현 [1]파일 다운로드1
12782정성태8/14/20216527오류 유형: 756. 파이썬 - 윈도우 환경에서 pytagcloud의 한글 출력 방법
12781정성태8/14/20218673오류 유형: 755. 파이썬 - konlpy 사용 시 JVM과 jpype1 관련 오류
12780정성태8/13/20217064.NET Framework: 1088. C# - 버스 노선 및 위치 정보 조회 API 사용을 위한 기초 라이브러리 [2]
12779정성태8/13/20218924개발 환경 구성: 596. 공공 데이터 포털에서 버스 노선 및 위치 정보 조회 API 사용법
12778정성태8/12/20216209오류 유형: 755. PyCharm - "Manage Repositories"의 목록이 나오지 않는 문제
12777정성태8/12/20217844오류 유형: 754. Visual Studio - Input or output cannot be redirected because the specified file is invalid.
12776정성태8/12/20217163오류 유형: 753. gunicorn과 uwsgi 함께 사용 시 ERR_CONNECTION_REFUSED
... 31  32  [33]  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  ...