Ga naar hoofdinhoud

Een plaatje als getallen

Het laatste project van de route, Traffic van CS50 AI, herkent verkeersborden op foto's. Daarvoor heb je meer nodig dan één neuron: lagen van neuronen, en één uitgang per soort bord. Dat bouw je in dit project op kleine plaatjes van 3 bij 3 pixels. Eerst het begin: een neuron rekent alleen met getallen, dus een plaatje wordt een lijst getallen.

info

Je gebruikt hier neuron uit ja of nee en leer uit een functie leer, een plaatje als lijst van teksten uit Een heel plaatje, for teken in uit Een rij uit tekst, en append uit Lijst-methoden. Later in dit project lees je de plaatjes uit een dictionary, met een loop over de sleutels uit Door een dictionary lopen.

Voorspel​

plaatje = [".#.", "###", ".#."]

invoer = []
for rij in plaatje:
    for teken in rij:
        if teken == "#":
            invoer.append(1)
        else:
            invoer.append(0)
print(invoer)

Het plaatje is een plusteken: # is een zwarte pixel, . een witte. Wat print dit programma?

Antwoord
[0, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 0]

De buitenste loop pakt de rijen van boven naar beneden, de binnenste de tekens van links naar rechts. Elke zwarte pixel wordt een 1, elke witte een 0.

Zo werkt het​

Een plaatje van 3 bij 3 pixels wordt een lijst van 9 getallen: de bovenste rij op positie 0 tot en met 2, de middelste op 3 tot en met 5, de onderste op 6 tot en met 8. Die lijst is de invoer van een neuron, en elke pixel krijgt zijn eigen gewicht.

Een foto in Traffic is 30 bij 30 pixels, en elke pixel heeft drie getallen van 0 tot en met 255: hoeveel rood, groen en blauw erin zit. Het idee is hetzelfde, alleen zijn het veel meer getallen.

Onderzoek​

  1. Draai de code. Op welke positie in de lijst staat de middelste pixel?
  2. Teken een liggende streep: alleen de middelste rij zwart. Welke lijst krijg je?
  3. Maak het plaatje 4 bij 4, met vier teksten van vier tekens. Hoe lang wordt de lijst?
  4. Zet in een rij een o in plaats van een .. Wat wordt die pixel?
Python
Code-omgeving wordt voorbereid…
Wat zie je?
[0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0]
9 getallen
Antwoorden
  1. Op positie 4: de vijfde pixel, want je telt vanaf 0.
  2. [0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0].
  3. 16 getallen: vier rijen van vier.
  4. Een 0: alleen een # wordt een 1.

Opdracht: een functie naar_getallen​

Zet het omzetten in een functie naar_getallen(plaatje) die de lijst getallen teruggeeft. Test hem op een staande en een liggende streep:

[0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0]
[0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0]

Begin klein, en breid de code stap voor stap uit:

  1. Draai de code: naar_getallen geeft nog een lege lijst terug.
  2. Zet de loop in een loop uit het onderzoek in de functie, vóór de return. Nu krijg je de staande streep.
  3. Print ook naar_getallen(liggend).
Python
Code-omgeving wordt voorbereid…
Tip

Krijg je bij stap 2 maar één getal terug? Kijk hoe ver de return inspringt: staat hij in de loop, dan stopt de functie al na de eerste pixel.

Antwoord
def naar_getallen(plaatje):
    invoer = []
    for rij in plaatje:
        for teken in rij:
            if teken == "#":
                invoer.append(1)
            else:
                invoer.append(0)
    return invoer

staand = [".#.", ".#.", ".#."]
liggend = ["...", "###", "..."]

print(naar_getallen(staand))   # [0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0]
print(naar_getallen(liggend))   # [0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0]

De return staat op dezelfde hoogte als invoer = []: pas na alle pixels geeft de functie de lijst terug.

Er gaat iets mis​

AttributeError: 'NoneType' object has no attribute 'append'

Oorzaak: je schreef invoer = invoer.append(1). append verandert de lijst zelf en geeft niets terug, None. Daarna is invoer geen lijst meer, en bij de volgende pixel kan Python er niets aan vastmaken.

Oplossing: schrijf alleen invoer.append(1), zonder invoer = ervoor.

# FOUT
invoer = []
for teken in ".#.":
    if teken == "#":
        invoer = invoer.append(1)
    else:
        invoer = invoer.append(0)

# GOED
invoer = []
for teken in ".#.":
    if teken == "#":
        invoer.append(1)
    else:
        invoer.append(0)

Meer uitleg: Lijst-methoden.

Door naar een laag.