CSharpNeuralNetworkSample-AI-decode

neural network sample in C# for Microsoft de:code 2018 AI sessions

C# でニューラルネットワークをスクラッチで書いて機械学習の原理を理解しよう

概要:

Microsoft de:code 2018 で提供されるサンプル コードです。 次のセッションで説明します。

• AI61 C# でニューラルネットワークをスクラッチで書いて機械学習の原理を理解しよう (2018/05/22 16:45 - 17:00)

C# で機械学習の原理であるニューラルネットワークをフルスクラッチで書いてみるサンプル コードと説明です。

ニューラルネットワークを実装してみることで、機械学習の基礎をきちんと理解できます。機械学習を基礎から理解することを目的としています。

プロジェクト:

NeuralNetwork.Core

機械学習 (Machine Learning) のコアとなる部分です。

C# で少数のニューロンからなる小規模なニューラル ネットワークを作成しています。 ニューロンからの出力には、シグモイド関数を使います。

名前空間 (namespace) - NeuralNetwork.Core

ソース コード	クラス	説明
NeuralNetwork.cs	EnumerableExtension	汎用拡張メソッド
	Math	数学
	Input	入力
	Neuron	ニューロン
	NeuralNetwork	ニューラル ネットワーク

NeuralNetworkSample.WPF

上記ニューラル ネットワークを使用したサンプルです。

福井県とその周辺の実際の座標を用いて上記ニューラル ネットワークを訓練します。

教師データは、"locations.csv" で、地名、緯度、経度、福井県内かどうか、からなる 1,088点の座標データです。

訓練後のニューラル ネットワークに、テスト用の座標データを入力し、福井県の中の座標かどうかを判定させています。

表示するものは以下のものです。

• シグモイド関数のグラフ
• 全座標データのプロット
• 訓練前のニューラル ネットワークによる判定結果
• 教師データ
• 教師データで訓練後のニューラル ネットワークによる判定結果

このプログラムは WPF で作られており、MVVM (Model-View-ViewModel) パターンで構成されています。

名前空間 (namespace) - NeuralNetworkSample.WPF.Models

モデル

ソース コード	クラス	説明
Model.cs	Coordinate	地名、緯度、経度を含む座標
	MathModel	数学モデル
	DataModelBase	データ モデルのベース クラス
	SampleDataModel	座標データ モデル
	NeuralNetworkModel	訓練前のデータ モデル
	TrainingDataModel	教師データ モデル
	MachineLearningModel	教師データで機械学習後のモデル

名前空間 (namespace) - NeuralNetworkSample.WPF.ViewModels

ビューモデル

ソース コード	クラス	説明
MainWindowViewModel.cs	LineSeriesViewModel	プロット用
	MathViewModel	シグモイド関数表示用
	SampleDataViewModel	座標データ表示用
	NeuralNetworkViewModel	訓練前のデータ表示用
	TrainingDataViewModel	教師データ表示用
	MachineLearningViewModel	教師データで機械学習後の表示用
	MainWindowViewModel	メイン画面全体の ViewModel

名前空間 (namespace) - NeuralNetworkSample.WPF.View

ビュー

ソース コード	クラス	説明
MainWindow.xaml	MainWindow	メイン画面
MainWindow.xaml.cs	MainWindow	メイン画面

名前空間 (namespace) - NeuralNetworkSample.WPF

ソース コード	クラス	説明
App.xaml	App	アプリケーション
App.xaml.cs	App	アプリケーション

データ ファイルその他

ファイル名	説明
locations.csv	座標データ ファイル (csv)
ClassDiagram.asta	クラス図 (Astah ファイル)
AI61.pdf	説明資料

クラス図

説明資料:

---

関連資料:

• PredictStockPrice-AI-decode: neural network sample in C# for Microsoft de:code 2018 AI sessions (Microsoft Azure Machine Learning Studio による株価予想プログラム)

---