Projekt1, sprawozdanie, Politechnika Radomska

Politechnika Radomska

Wydział:

Nauczycielski

Kierunek:

Informatyka

Grupa:

Przedmiot:

Techniczne zastosowanie sieci neuronowych.

Temat:

1-7

Prowadzący:

Mgr A. Hermanowicz

Wykonała:

Michał Liwacki

Data:

27.03.2008

Ocena:

Cel:

Celem zadania jest skonstruowanie sieci neuronowej MLP [1] bez uczenia o strukturze 2x5x3x1 (Rysunek nr 1). Sprawdzenie odpowiedzi sieci i jej granic decyzyjnych. Przeprowadzenie testów dla dwóch różnych funkcji aktywacji:

0x08 graphic
1, dla y>=0 (1)

-1, dla y<0

dla β=1 (2)

Struktura sieci:

0x01 graphic

Rys. 1. Struktura sieci 2x3x1x1

Funkcje aktywacji:

Funkcje aktywacji podane są w punkcie 1. (Równania (1) i (2)).

Opis programu:

Rysunek nr 2 przedstawia interfejs graficzny programu. Dane do programu można wprowadzać na dwa sposoby:

Ręcznie - zatwierdzając klikając przycisk „Wprowadź wagi - zatwierdź.
Automatycznie po przez wciśnięcie przycisku „Losuj wagi - zatwierdź”.

0x01 graphic

Rys. 2. Interfejs graficzny programu

0x08 graphic

Rys. 3. Wynik programu dla pierwszej z funkcji aktywacji przy podanych wagach

0x08 graphic

Rys. 4. Wynik programu dla drugiej z funkcji aktywacji przy podanych wagach

Rys. 3 i Rys. 4 przedstawiają wynik programu dla tych samych danych, ale przy zastosowaniu dwóch różnych funkcji aktywacji.

Kod źródłowy:

public void won()

{

int x;

int y;

double[] wejs = new double[2];

double[] wejs2 = new double[3];

double[] wejs3 = new double[1];

Random los = new Random();

Graphics g = Graphics.FromImage(bmp);

while (true)

{

double koniec = 0;

x = los.Next(-100, 100);

wejs[0] = x;

y = los.Next(-100, 100);

wejs[1] = y;

if (radioButton1.Checked == true)

{

double neu1 = neur.wyjscia(wejs, wa1);

wejs2[0] = neur.fun_a(neu1);

double neu2 = neur.wyjscia(wejs, wa2);

wejs2[1] = neur.fun_a(neu2);

double neu3 = neur.wyjscia(wejs, wa3);

wejs2[2] = neur.fun_a(neu3);

double neu4 = neur.wyjscia(wejs2, wa4);

wejs3[0] = neur.fun_a(neu4);

double neu5 = neur.wyjscia(wejs2, wa5);

koniec = neur.fun_a(neu5);

Brush gr = new SolidBrush(Color.Green);

Pen z = new Pen(Color.Green, 1.0f);

Brush re = new SolidBrush(Color.Red);

Pen r = new Pen(Color.Red, 1.0f);

if (koniec == 1)

{

g.DrawEllipse(z, x + 100, 100 - y, 3, 3);

g.FillEllipse(gr, x + 100, 100 - y, 3, 3);

}

else

{

g.DrawEllipse(r, x + 100, 100 - y, 3, 3);

g.FillEllipse(re, x + 100, 100 - y, 3, 3);

}

try { pictureBox1.Image = bmp; }

catch { }

pictureBox1.Invalidate();

}

if (radioButton2.Checked == true)

{

double neu1 = neur.wyjscia(wejs, wa1);

wejs2[0] = neur.fun_b(neu1);

double neu2 = neur.wyjscia(wejs, wa2);

wejs2[1] = neur.fun_b(neu2);

double neu3 = neur.wyjscia(wejs, wa3);

wejs2[2] = neur.fun_b(neu3);

double neu4 = neur.wyjscia(wejs2, wa4);

wejs3[0] = neur.fun_b(neu4);

double neu5 = neur.wyjscia(wejs2, wa5);

koniec = neur.fun_b(neu5);

Brush gr = new SolidBrush(Color.Green);

Pen z = new Pen(Color.Green, 1.0f);

Brush re = new SolidBrush(Color.Red);

Pen r = new Pen(Color.Red, 1.0f);

if (koniec > 0)

{

g.DrawEllipse(z, x + 100, 100 - y, 3, 3);

g.FillEllipse(gr, x + 100, 100 - y, 3, 3);

}

else

{

g.DrawEllipse(r, x + 100, 100 - y, 3, 3);

g.FillEllipse(re, x + 100, 100 - y, 3, 3);

}

try { pictureBox1.Image = bmp; }

catch { }

pictureBox1.Invalidate();

}

Thread.Sleep(2);

}

private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)

{

neur = new Tneur();

bmp = new Bitmap(pictureBox1.Width, pictureBox1.Height);

}

private void sta_Click(object sender, EventArgs e)

{

wont = new Thread(new ThreadStart(won));

wont.Priority = ThreadPriority.Normal;

wont.IsBackground = true;

wont.Start();

sta.Enabled = false;

stp.Enabled = true;

res.Enabled = true;

}

private void stp_Click(object sender, EventArgs e)

{

wont.Suspend();

pon.Enabled = true;

stp.Enabled = false;

res.Enabled = false;

}

private void pon_Click(object sender, EventArgs e)

{

wont.Resume();

pon.Enabled = false;

stp.Enabled = true;

res.Enabled = true;

}

private void res_Click(object sender, EventArgs e)

{

res.Enabled = false;

stp.Enabled = false;

pon.Enabled = false;

sta.Enabled = true;

wont.Abort();

Graphics c = Graphics.FromImage(bmp);

c.Clear(Color.White);

pictureBox1.Image = bmp;

pictureBox1.Invalidate();

c.Dispose();

}

private void butLos_Click(object sender, EventArgs e)

{

this.w1.Text = Convert.ToString(String.Format("{0:F2}", los.NextDouble() * 2 - 1));

this.w2.Text = Convert.ToString(String.Format("{0:F2}", los.NextDouble() * 2 - 1));

this.w3.Text = Convert.ToString(String.Format("{0:F2}", los.NextDouble() * 2 - 1));

this.w4.Text = Convert.ToString(String.Format("{0:F2}", los.NextDouble() * 2 - 1));

this.w5.Text = Convert.ToString(String.Format("{0:F2}", los.NextDouble() * 2 - 1));

this.w6.Text = Convert.ToString(String.Format("{0:F2}", los.NextDouble() * 2 - 1));

this.w7.Text = Convert.ToString(String.Format("{0:F2}", los.NextDouble() * 2 - 1));

this.w8.Text = Convert.ToString(String.Format("{0:F2}", los.NextDouble() * 2 - 1));

this.w9.Text = Convert.ToString(String.Format("{0:F2}", los.NextDouble() * 2 - 1));

this.w10.Text = Convert.ToString(String.Format("{0:F2}", los.NextDouble() * 2 - 1));

this.w11.Text = Convert.ToString(String.Format("{0:F2}", los.NextDouble() * 2 - 1));

this.w12.Text = Convert.ToString(String.Format("{0:F2}", los.NextDouble() * 2 - 1));

this.w13.Text = Convert.ToString(String.Format("{0:F2}", los.NextDouble() * 2 - 1));

this.w14.Text = Convert.ToString(String.Format("{0:F2}", los.NextDouble() * 2 - 1));

this.w15.Text = Convert.ToString(String.Format("{0:F2}", los.NextDouble() * 2 - 1));

this.dos = 1;

wa1 = new double[3];

wa2 = new double[3];

wa3 = new double[3];

wa4 = new double[4];

wa5 = new double[2];

this.wa1[0] = wag1;

this.wa1[1] = wag2;

this.wa1[2] = wag3; /// bias1

this.wa2[0] = wag4;

this.wa2[1] = wag5;

this.wa2[2] = wag6; ///bias2

this.wa3[0] = wag7;

this.wa3[1] = wag8;

this.wa3[2] = wag9; ///bias3

this.wa4[0] = wag10;

this.wa4[1] = wag11;

this.wa4[2] = wag12;

this.wa4[3] = wag13; ///bias4

this.wa5[0] = wag14;

this.wa5[1] = wag15;///bias5

if (dos == 1)

{ sta.Enabled = true; }

else

{ sta.Enabled = false; }

}

private void butAnuluj_Click(object sender, EventArgs e)

{

this.dos = 0;

}

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)

{

if ((this.w1.Text.Trim() == "") || (this.w2.Text.Trim() == "") || (this.w3.Text.Trim() == "")

|| (this.w4.Text.Trim() == "") || (this.w5.Text.Trim() == "") || (this.w6.Text.Trim() == "")

|| (this.w7.Text.Trim() == "") || (this.w8.Text.Trim() == "") || (this.w9.Text.Trim() == "")

|| (this.w10.Text.Trim() == "") || (this.w11.Text.Trim() == "") || (this.w12.Text.Trim() == "")

|| (this.w13.Text.Trim() == "") || (this.w14.Text.Trim() == "") || (this.w15.Text.Trim() == "")

)

{

System.Windows.Forms.MessageBox.Show(this, "Pole niewypełnione",

"Komunikat", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information);

}

else

{

this.wag1 = Convert.ToDouble(this.w1.Text);

this.wag2 = Convert.ToDouble(this.w2.Text);

this.wag3 = Convert.ToDouble(this.w3.Text);

this.wag4 = Convert.ToDouble(this.w4.Text);

this.wag5 = Convert.ToDouble(this.w5.Text);

this.wag6 = Convert.ToDouble(this.w6.Text);

this.wag7 = Convert.ToDouble(this.w7.Text);

this.wag8 = Convert.ToDouble(this.w8.Text);

this.wag9 = Convert.ToDouble(this.w9.Text);

this.wag10 = Convert.ToDouble(this.w10.Text);

this.wag11 = Convert.ToDouble(this.w11.Text);

this.wag12 = Convert.ToDouble(this.w12.Text);

this.wag13 = Convert.ToDouble(this.w13.Text);

this.wag14 = Convert.ToDouble(this.w14.Text);

this.wag15 = Convert.ToDouble(this.w15.Text);

}

this.dos = 1;

wa1 = new double[3];

wa2 = new double[3];

wa3 = new double[3];

wa4 = new double[4];

wa5 = new double[2];

this.wa1[0] = wag1;

this.wa1[1] = wag2;

this.wa1[2] = wag3; /// bias1

this.wa2[0] = wag4;

this.wa2[1] = wag5;

this.wa2[2] = wag6; ///bias2

this.wa3[0] = wag7;

this.wa3[1] = wag8;

this.wa3[2] = wag9; ///bias3

this.wa4[0] = wag10;

this.wa4[1] = wag11;

this.wa4[2] = wag12;

this.wa4[3] = wag13; ///bias4

this.wa5[0] = wag14;

this.wa5[1] = wag15;///bias5

if (dos == 1)

{ sta.Enabled = true; }

else

{ sta.Enabled = false; }

}

public double fun_a(double ne)

{

int w;

if (ne >= 0) w = 1;

else w = -1;

return w;

}

public double fun_b(double ne)

{

double w;

w = (1 - Math.Exp(-ne)) / (1 + Math.Exp(-ne));

return w;

}

public double wyjscia(double[] wejs, double[] wa)

{

wyjscie = 0;

for (int i = 0; i <= wa.Length - 2; i++)

{

wyjscie= wyjscie + wa[i] * wejs[i];

}

wyjscie = wyjscie + wa[wa.Length - 1];

return wyjscie;

}

Dane:

Dane wejściowe to wektory dwuwymiarowe, każda składowa wektora wejściowego zawiera się w przedziale od -1 do 1.

Wnioski:

Zmiana wag powoduje zmianę odpowiedzi sieci.
Nie zawsze dla tych samych wag przy zastosowaniu różnych funkcji aktywacji odpowiedź sieci jest taka sama. (Rys. 3. i rys. 4.)

Bibliografia:

Masters T. Sieci neuronowe w praktyce, WNT, Warszawa 1996.

0x01 graphic

Wyszukiwarka