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Méthodes prédictives Discussion :

Perceptron pour avoir la parité des chiffres d'un afficheur à LED


Sujet :

Méthodes prédictives

  1. #1
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    Par défaut Perceptron pour avoir la parité des chiffres d'un afficheur à LED
    Bonjour,

    je souhaite obtenir la parité des nombres qui sont affichés sur un afficheur à 7 leds. Pour cela, j'ai utilisé un perceptron à 7 entrées et une sortie.

    Voici l'énoncé exacte de ce que je dois faire :

    http://www-lih.univ-lehavre.fr/~duto...Perceptron.pdf

    C'est la partie parité qui m'intéresse ici. Voici le code JAVA que j'ai utilisé :

    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
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    import java.text.DecimalFormat;
    import java.text.NumberFormat;
     
     
    public class Afficheur {
     
    	int[][] patterns = { 
    	    { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0 }, //0
    	    { 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0 }, //1
    	    { 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1 }, //2
    	    { 1, 1, 1, 1, 0, 0, 1 }, //3
    	    { 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1 }, //4
    	    { 1, 0, 1, 1, 0, 1, 1 }, //5
    	    { 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1 }, //6
    	    { 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0 }, //7
    	    { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 }, //8
    	    { 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1 } };//9
     
     
    	int[][] teachingOutput = { 
    	    { 0 },
    	    { 1 }, 
    	    { 0 },
    	    { 1 }, 
    	    { 0 },
    	    { 1 }, 
    	    { 0 },
    	    { 1 }, 
    	    { 0 },
    	    { 1 } };
    			//{ 0 , 1 , 0 , 1 , 0 , 1 , 0 , 1 , 0, 1 } };
     
     
    	int numberOfInputNeurons = patterns[0].length;
    	int numberOfOutputNeurons = teachingOutput[0].length;
    	int numberOfPatterns = patterns.length;
    	double[][] weights;
     
    	public Afficheur() {
    		System.out.println("numberOfInputNeurons : "+numberOfInputNeurons);
    		System.out.println("numberOfOutputNeurons : "+numberOfOutputNeurons);
    		System.out.println("numberOfPatterns : "+numberOfPatterns);
    	    weights = new double[numberOfInputNeurons][numberOfOutputNeurons];
    	}
     
    	public void deltaRule() 
    	{
    		//System.out.println("delatarule");
    		boolean allCorrect = false;
    		boolean error = false;
    		double learningFactor = 0.9;
    		while (!allCorrect) 
    		{
    			error = false;
    			for (int i = 0; i < numberOfPatterns; i++) 
    			{				
    				int[] output = setOutputValues(i);
    				for (int j = 0; j < numberOfOutputNeurons; j++) 
    				{
    				    if (teachingOutput[i][j] != output[j]) 
    				    {
    				        for (int k = 0; k < numberOfInputNeurons; k++) 
    				        {
    				            weights[k][j] = weights[k][j] + learningFactor
    				                    * patterns[i][k]
    				                    * (teachingOutput[i][j] - output[j]);
    				        }
    				    }
    				}
    				for (int z = 0; z < output.length; z++) 
    				{
    				    if (output[z] != teachingOutput[i][z])
    				        error = true;
    				}
     
    			 }
    			if (!error) 
    			{
    				allCorrect = true;
    			}
    		}
    	}
     
    	int[] setOutputValues(int patternNo) 
    	{
    		double seuil = 0.7;
    		double net=0;
    		int[] result = new int[numberOfOutputNeurons];
    		int[] toImpress = patterns[patternNo];
    		for (int i = 0; i < toImpress.length; i++) 
    		{			
    			for (int j = 0; j < result.length; j++) 
    			{
    			    /*net = weights[0][j] * toImpress[0] + weights[1][j]
    			            * toImpress[1] + weights[2][j] * toImpress[2]
    			            + weights[3][j] * toImpress[3];*/
    				for (int k = 0; k < numberOfInputNeurons; k++) 
    		        {
    					net+=weights[k][j] * toImpress[k];
    		        }
     
    			    if (net > seuil)
    			        result[j] = 1;
    			    else
    			        result[j] = 0;
    			    //net=0;
    			}
     
    		}
    		return result;
    	}
     
    	public void printMatrix(double[][] matrix) {
     
    		for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
    		    for (int j = 0; j < matrix[i].length; j++) {
    		        NumberFormat f = NumberFormat.getInstance();
    		        if (f instanceof DecimalFormat) {
    		            DecimalFormat decimalFormat = ((DecimalFormat) f);
    		            decimalFormat.setMaximumFractionDigits(1);
    		            decimalFormat.setMinimumFractionDigits(1);
    		            System.out.print("(" + f.format(matrix[i][j]) + ")");
    		        }
    		    }
    		    System.out.println();
    		}
     
    	}
     
    	public void verif()
    	{
    		double net=0;
    		for (int i = 0; i < numberOfPatterns; i++) 
    		{
    			for (int k = 0; k < numberOfInputNeurons; k++) 
    			{
    				net+=weights[k][0] * patterns[i][k];
    				//System.out.println(weights[k][0]+" * "+patterns[i][k]+" calcul "+net);
    			}
    			System.out.println(i+" : "+net);
    			net=0;
    		}
     
    	}
     
     
    	public static void main(String[] args)
    	{		
    		Afficheur p = new Afficheur();
    		System.out.println("Poids de depart : ");
    		p.printMatrix(p.weights);
    		p.deltaRule();
    		System.out.println("Poids apres apprentissage: ");
    		p.printMatrix(p.weights);
    		System.out.println("Resultat : ");
    		p.verif();
    	}
    }
    Le soucis est qu' après l'apprentissage je n'obtiens pas les bons poids. J'ai relu entièrement mon code et j'ai même démandé à un collègue de regarder, mais on ne trouve pas la faille. Soit elle est petite et on ne la voit pas soit on a mal compris le perceptron.

    Merci d'avance, si quelqu'un peut m'éclairer
    @+

  2. #2
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    Par défaut
    Quand tu dis "après l'apprentissage", tu veux dire après avoir exécuté deltaRule non ?
    Donc tu as bien eu en sortie tout les bons résultats non ?

  3. #3
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    Par défaut
    Oui, désolé de pas avoir précisé, l'apprentissage est fait par deltarule.

    Mais quand j'affiche les résultats que j'obtiens avec les poids obtenus, je n'obtiens pas ce que je souhaitais.

    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
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    3 : 5.4
    4 : 0.0
    5 : 3.6000000000000005
    6 : -0.8999999999999997
    7 : 3.6
    8 : -0.8999999999999997
    9 : 3.6000000000000005
    Pour 0, je souhaitais obtenir 0(pair).Pour 1, je souhaitais obtenir 1(impair).Pour 2, je souhaitais obtenir 0(pair) etc

  4. #4
    Alp
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    Par défaut
    Ce qui est bizarre (mais alors TRES bizarre), c'est que dans le code que tu as donné tu utilises la fonction seuil mais là dans la sortie que tu donnes, ce sont des réels "quelconques".
    Tu devrais n'obtenir que des 0 et des 1 normalement !
    Citation Envoyé par Gasimoto
    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
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    if (net > seuil)
    	       result[j] = 1;
    	 else
    	       result[j] = 0;
             //net=0;
    Tu es sûr que c'est bien ce code que tu as compilé ?

  5. #5
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    Par défaut
    Ou alors le problème est que je n'ai pas appliqué la fonction de seuil en sortie ce qui ferait que mes résultats seraient bons

    Seuil=0.7

    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
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    0 : -0.8999999999999997<0.7 --> 0
    1 : 1.8>0.7 --> 1
    2 : -0.8999999999999999<0.7 --> 0
    3 : 5.4>0.7 --> 1
    4 : 0.0<0.7 --> 0
    5 : 3.6000000000000005>0.7 --> 1
    6 : -0.8999999999999997<0.7 --> 0
    7 : 3.6>0.7 --> 1
    8 : -0.8999999999999997<0.7 --> 0
    9 : 3.6000000000000005>0.7 --> 1
    Tu pense que ça peut être ça ?

  6. #6
    Alp
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    Par défaut
    C'est ce que j'ai voulu dire dans mon précédent message. Je n'ai pas été très clair.
    En gros : oui !


    Ah ! Je viens de voir dans verif que tu ne calcules que net mais que tu ne prends pas l'image de net par la fonction seuil.
    (au passage, pour que ce soit plus propre, tu devrais faire une fonction pour faire la fonction d'activation (la fonction seuil ici), une peut-être pour la somme pondérée des entrées, ...)

  7. #7
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    Par défaut
    Merci beaucoup de m'avoir éclairé. Je pouvais toujours cherché une erreur si y'en avai pas

    Je vais faire les améliorations que tu m'indique ça me semble aussi plus propre ainsi

    @+ et encore merci

  8. #8
    Alp
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    C'est bon tu obtiens les bonnes sorties ?

  9. #9
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    import java.text.DecimalFormat;
    import java.text.NumberFormat;
     
     
    public class Afficheur {
     
    	int[][] patterns = { 
    	    { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0 }, //0
    	    { 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0 }, //1
    	    { 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1 }, //2
    	    { 1, 1, 1, 1, 0, 0, 1 }, //3
    	    { 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1 }, //4
    	    { 1, 0, 1, 1, 0, 1, 1 }, //5
    	    { 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1 }, //6
    	    { 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0 }, //7
    	    { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 }, //8
    	    { 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1 } };//9
     
     
    	int[][] teachingOutput = { 
    	    { 0 },
    	    { 1 }, 
    	    { 0 },
    	    { 1 }, 
    	    { 0 },
    	    { 1 }, 
    	    { 0 },
    	    { 1 }, 
    	    { 0 },
    	    { 1 } };
    			//{ 0 , 1 , 0 , 1 , 0 , 1 , 0 , 1 , 0, 1 } };
     
     
    	int numberOfInputNeurons = patterns[0].length;
    	int numberOfOutputNeurons = teachingOutput[0].length;
    	int numberOfPatterns = patterns.length;
    	double[][] weights;
    	double seuil=0.7;
    	double[] somme=new double[numberOfPatterns];
     
    	public Afficheur() {
    		System.out.println("numberOfInputNeurons : "+numberOfInputNeurons);
    		System.out.println("numberOfOutputNeurons : "+numberOfOutputNeurons);
    		System.out.println("numberOfPatterns : "+numberOfPatterns);
    	    weights = new double[numberOfInputNeurons][numberOfOutputNeurons];
    	}
     
    	public void deltaRule() 
    	{
    		//System.out.println("delatarule");
    		boolean allCorrect = false;
    		boolean error = false;
    		double learningFactor = 0.9;
    		while (!allCorrect) 
    		{
    			error = false;
    			for (int i = 0; i < numberOfPatterns; i++) 
    			{				
    				int[] output = setOutputValues(i);
    				for (int j = 0; j < numberOfOutputNeurons; j++) 
    				{
    				    if (teachingOutput[i][j] != output[j]) 
    				    {
    				        for (int k = 0; k < numberOfInputNeurons; k++) 
    				        {
    				            weights[k][j] = weights[k][j] + learningFactor
    				                    * patterns[i][k]
    				                    * (teachingOutput[i][j] - output[j]);
    				        }
    				    }
    				}
    				for (int z = 0; z < output.length; z++) 
    				{
    				    if (output[z] != teachingOutput[i][z])
    				        error = true;
    				}
     
    			 }
    			if (!error) 
    			{
    				allCorrect = true;
    			}
    		}
    	}
     
    	int[] setOutputValues(int patternNo) 
    	{
    		//double seuil = 0.7;
    		double net=0;
    		int[] result = new int[numberOfOutputNeurons];
    		int[] toImpress = patterns[patternNo];
    		for (int i = 0; i < toImpress.length; i++) 
    		{			
    			for (int j = 0; j < result.length; j++) 
    			{
    			    /*net = weights[0][j] * toImpress[0] + weights[1][j]
    			            * toImpress[1] + weights[2][j] * toImpress[2]
    			            + weights[3][j] * toImpress[3];*/
    				for (int k = 0; k < numberOfInputNeurons; k++) 
    		        {
    					net+=weights[k][j] * toImpress[k];
    		        }
     
    			    if (net > seuil)
    			        result[j] = 1;
    			    else
    			        result[j] = 0;
    			    //net=0;
    			}
     
    		}
    		return result;
    	}
     
    	public void printMatrix(double[][] matrix) {
     
    		for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
    		    for (int j = 0; j < matrix[i].length; j++) {
    		        NumberFormat f = NumberFormat.getInstance();
    		        if (f instanceof DecimalFormat) {
    		            DecimalFormat decimalFormat = ((DecimalFormat) f);
    		            decimalFormat.setMaximumFractionDigits(1);
    		            decimalFormat.setMinimumFractionDigits(1);
    		            System.out.print("(" + f.format(matrix[i][j]) + ")");
    		        }
    		    }
    		    System.out.println();
    		}
     
    	}
     
    	public int seuil(double net)
    	{
    		int result;
    		if (net > seuil)
    	        result = 1;
    	    else
    	        result = 0;
     
    		return result;
    	}
     
    	public double[] somme_pondere()
    	{
    		double net=0;
    		for (int i = 0; i < numberOfPatterns; i++) 
    		{
    			for (int k = 0; k < numberOfInputNeurons; k++) 
    			{
    				net+=weights[k][0] * patterns[i][k];
    				//System.out.println(weights[k][0]+" * "+patterns[i][k]+" calcul "+net);
    			}
    			somme[i]=net;
    			net=0;
    		}
    		return somme;
    	}
     
    	public void verif()
    	{
    		somme_pondere();
    		for (int i = 0; i < somme.length; i++) 
    		{
    			System.out.println(i+" : "+seuil(somme[i]));
    		}
     
    	}
     
     
    	public static void main(String[] args)
    	{		
    		Afficheur p = new Afficheur();
    		System.out.println("Poids de depart : ");
    		p.printMatrix(p.weights);
    		p.deltaRule();
    		System.out.println("Poids apres apprentissage: ");
    		p.printMatrix(p.weights);
    		System.out.println("Resultat : ");
    		p.verif();
    	}
    }
    Trace d'exécution:
    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
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    26
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    Poids de depart : 
    (0,0)
    (0,0)
    (0,0)
    (0,0)
    (0,0)
    (0,0)
    (0,0)
    Poids apres apprentissage: 
    (1,8)
    (0,0)
    (1,8)
    (1,8)
    (-4,5)
    (-1,8)
    (0,0)
    Resultat : 
    0 : 0
    1 : 1
    2 : 0
    3 : 1
    4 : 0
    5 : 1
    6 : 0
    7 : 1
    8 : 0
    9 : 1
    ça me semble correct, et toi ?

    Par contre, il y a des chances que je refasse appel à toi pour la suite du TP. Car il y a une sacré différence entre la parité et reconnaitre les valeurs(déduire ce que l'afficheur affiche)

  10. #10
    Alp
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    Du moment que les résultats sont corrects, oui c'est bon

    Ton algo était correct, il manquait simplement le fait d'appliquer la fonction seuil à ta somme pondérée des informations.

    Pas de problème pour la suite

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