/// <summary>
/// Метод вычисления состояния нижнего слоя нейронов выбранной нейросети.
/// </summary>
/// <param name="Neuronet">Указатель на нейросеть.</param>
public static void ComputeNeuronet(ref StructureNeuronet Neuronet)
{
Int32 i = 0, j = 0, i0 = 0, j0 = 0, k, l; // Переменные для четырех циклов.
Int32 Square = 0; // Номер текущего квадратика.
Int32 Side = (Int32)Math.Sqrt(Neuronet.Pixel.Length / Neuronet.Neuron.Length); // Сторона квадратика, на которые разбиваем все изображение.
float Excitation;
// Основной цикл по квадратикам:
while (i < (Int32)Math.Sqrt(Neuronet.Neuron.Length))
{
j = 0;
j0 = 0;
while (j < (Int32)Math.Sqrt(Neuronet.Neuron.Length))
{
// ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Excitation = 0.0f;
for (k = 0; k < Side; k++)
{
for (l = 0; l < Side; l++)
{
Excitation += ColorToExcitation(ref Neuronet.Pixel[j0 + l, i0 + k]);
}
}
Neuronet.Neuron[Square] = Excitation;
Square++;
// ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
j0 += Side;
j++;
}
i0 += Side;
i++;
}
}
/// <summary>
/// Метод переобучения нейросети с коэффициентом памяти (aka коэф.забывания).
/// </summary>
/// <param name="Destination">Указатель на принимающую нейросеть.</param>
/// <param name="Source">Указатель на исходную нейросеть.</param>
/// <param name="MemoryFactor">Коэффициент памяти.</param>
public static void MemorizeNeuronet(ref StructureNeuronet Destination, ref StructureNeuronet Source, float MemoryFactor)
{
Int32 i, j, k = (Int32)Math.Sqrt(Source.Pixel.Length); // i, j - переменные для цыклов; k - размерность матрицы изображения.
Destination.Name = Source.Name;
// Копирование изображения:
Destination.Pixel = new StructureColor[k, k];
for (i = 0; i < k; i++)
{
for (j = 0; j < k; j++)
{
Destination.Pixel[j, i] = Source.Pixel[j, i];
}
}
// Копирование нижнего состояния нижнего слоя нейронов с учетом коэффициента памяти (aka коэф. забывания):
if (MemoryFactor < 0.0f)
{
MemoryFactor = 0.0f;
}
if (MemoryFactor > 1.0f)
{
MemoryFactor = 1.0f;
}
Destination.Neuron = new float[Source.Neuron.Length];
for (i = 0; i < Source.Neuron.Length; i++)
{
Destination.Neuron[i] = Destination.Neuron[i] * MemoryFactor + Source.Neuron[i] * (1.0f - MemoryFactor);
}
}
/// <summary>
/// Метод создания экземпляра образа.
/// </summary>
/// <param name="Name">Имя образа.</param>
/// <param name="SideLength">Длина стороны образа.</param>
/// <param name="BottomLayerLength">Длина нижнего слоя нейронов (количество нейронов в нижнем слое).</param>
/// <returns>Указатель на созданный образ.</returns>
public static void CreateNeuronet(ref StructureNeuronet Neuronet, String Name, Int32 PictureDimension, Int32 ImageDimension)
{
Neuronet = new StructureNeuronet();
Neuronet.Name = Name;
Neuronet.Pixel = new StructureColor[PictureDimension, PictureDimension];
Neuronet.Neuron = new float[ImageDimension];
}
/// <summary>
/// Метод сравнения двух нейросетей. Именно нейросетей. Каждый образ поступает на чувствительные нейроны (верхний слой), далее
/// возбуждает нижний слой. Вот в таком состоянии хранятся образы, в виде возбужденных нейросетей. Сравнивая состояние нейросетей,
/// мы как бы сравниваем образы, вот и получается это самое распознавание изображений. На выходе этого метода получаем
/// число, которое показывает степень отличия образов. Чем оно меньше, тем похожее образы.
/// </summary>
/// <param name="Neuronet1">Указатель на первую нейросеть.</param>
/// <param name="Neuronet2">Указатель на вторую нейросеть.</param>
/// <returns>Степень соответствия нейросетей (ну или образов, как хотите).</returns>
public static Single CompareImages(ref StructureNeuronet Neuronet1, ref StructureNeuronet Neuronet2)
{
Single Result = 0.0f;
Int32 Length = Math.Min(Neuronet1.Neuron.Length, Neuronet2.Neuron.Length);
for (Int32 i = 0; i < Length; i++)
{
Result += (Single)Math.Pow((Single)(Neuronet1.Neuron[i] - Neuronet2.Neuron[i]), 2.0f);
}
return(Result / (Single)Length);
}
/// <summary>
/// Метод копирования содержимого одного образа в другой.
/// </summary>
/// <param name="Destination">Принимающий образ.</param>
/// <param name="Source">Исходный образ.</param>
public static void CopyNeuronet(ref StructureNeuronet Destination, ref StructureNeuronet Source)
{
Int32 i, j, k = (Int32)Math.Sqrt(Source.Pixel.Length); // i, j - переменные для цыклов; k - размерность матрицы изображения.
Destination.Name = Source.Name;
// Копирование изображения:
Destination.Pixel = new StructureColor[k, k];
for (i = 0; i < k; i++)
{
for (j = 0; j < k; j++)
{
Destination.Pixel[j, i] = Source.Pixel[j, i];
}
}
// Копирование нижнего слоя нейронов:
Destination.Neuron = new float[Source.Neuron.Length];
for (i = 0; i < Source.Neuron.Length; i++)
{
Destination.Neuron[i] = Source.Neuron[i];
}
}
/// <summary>
/// Метод отрисовки диаграммы возбужденности нейронных слоев нейросети.
/// </summary>
/// <param name="Neuronet">Указатель на нейросеть.</param>
/// <param name="Canvas">Графический буфер для рисования.</param>
/// <param name="x">Координата по оси OX.</param>
/// <param name="y">Координата по оси OY.</param>
/// <param name="Angle">Угол поворота диаграммы.</param>
public static void DrawNeuronet(ref StructureNeuronet Neuronet, Graphics Canvas, float x, float y, float Angle)
{
Pen Pen = new Pen(Color.White, 45.0f); // Кисть с соответствующим цветом и размером.
float Angl, dAngl, Excitation; // Текущий угол; приращение кугла; цвет сектора диаграммы (пропорционален возбужденности блока нейронов).
Int32 i = 0, i0 = 0, j, j0, k, l; // Переменные цикла.
Int32 c, s, Block, Side; // Переменные цикла; c - номер текущего нейрона в блоке; s - текущая часть блока (в данном случае всего 3 части в каждом блоке);
// Block - количество нейронов в блоке; Side - сторона квадратика, см. ниже.
// Рисуем верхний (чувствительный слой нейронов):
Angl = Angle; // Установка угла, под которым будем рисовать круговую диаграмму состояния нейросети.
dAngl = 360.0f / (3 * Neuronet.Neuron.Length); // Установка приращения угла, в которое будет укладываться блок нейронов верхнего слоя.
Side = (Int32)Math.Sqrt(Neuronet.Pixel.Length / Neuronet.Neuron.Length); // Сторона квадратика, на которые разбиваем все изображение.
Block = (Int32)(Math.Pow(Side, 2) / 3); // Вычисление количества нейронов в блоке.
while (i < (Int32)Math.Sqrt(Neuronet.Neuron.Length)) // (Int32) используется для правильного округления и предотвращения выхода за границы массива.
{
j = 0; // Количество пройденных кубиков по горизонтали (необходимо для правильного вывода нестандартных нейросетей, т.е. у которых Side не целое число).
// i - по вертикали.
j0 = 0; // Позиция (по горизонтали) в матрице с изображением.
// i0 - по вертикали.
while (j < (Int32)Math.Sqrt(Neuronet.Neuron.Length))
{
//MessageBox.Show(m_PictureDimension.ToString() + " " + j.ToString() + " " + i.ToString());
c = 0; // Количество подсчитанных нейронов в блоке.
s = 0; // Пройденное количество блоков.
Excitation = 0.0f;
for (k = 0; k < Side; k++)
{
for (l = 0; l < Side; l++)
{
Excitation += ColorToExcitation(ref Neuronet.Pixel[j0 + l, i0 + k]); // Ссумируем напряженность текущего нейрона.
c++;
if (c == Block)
{
s++;
c = 0;
Excitation /= Block; // Смегчаем цвет для более приятного и информативного отображения на экране.
Pen.Color = Color.FromArgb(0, ExcitationToByte(Excitation / 3.0f), 0); // Вычисляем цвет нейронного блока в зависимости от их возбужденности (делим для более приятного отображения на экране).
Canvas.DrawArc(Pen, x, y, 5 * Pen.Width, 5 * Pen.Width, -Angl, -dAngl); // Отрисовка блока нейронов в 3-ех градусах диаграммы.
Angl += dAngl; // Переход на новый угол диаграммы.
if (s == 3)
{
k = Side; // Принудительно завершаем третий цикл.
break; // И выхоим из текущего.
}
}
}
}
j0 += Side;
j++;
}
i0 += Side;
i++;
}
// Рисуем нижний слой нейронов (образ):
Angl = Angle; // Установка угла, под которым будем рисовать круговую диаграмму состояния нейросети.
dAngl = 360.0f / Neuronet.Neuron.Length; // Установка приращения угла, в которое будет укладываться блок нейронов верхнего слоя.
for (i = 0; i < Neuronet.Neuron.Length; i++)
{
Pen.Color = Color.FromArgb(0, ExcitationToByte(Neuronet.Neuron[i] / 42.0f), 0); // Вычисляем цвет нейронного блока в зависимости от их возбужденности.
Canvas.DrawArc(Pen, x + Pen.Width, y + Pen.Width, 3 * Pen.Width, 3 * Pen.Width, -Angl, -dAngl); // Отрисовка блока нейронов в 3-ех градусах диаграммы.
Angl += dAngl; // Переход на новый угол диаграммы.
}
}