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imageInput.c

@@ -9,7 +9,44 @@
  
 // TODO Implementieren Sie geeignete Hilfsfunktionen für das Lesen der Bildserie aus einer Datei
 
-static int checkDimensions(unsigned int width, unsigned int height){
+
+static FILE *openImageFile(const char *path)
+{
+    
+    return fopen(path, "rb");
+   
+}
+
+static int ReadCheckHeader(FILE *fp)
+{
+
+    char header[HEADER_LEN + 1]; //Array mit Platz für Header Länge + \0 Character -> String
+
+    if(fread(header, 1, HEADER_LEN, fp) != HEADER_LEN)
+        return 0;
+
+    header[HEADER_LEN] = '\0'; // Nullterminator am Ende anhängen
+ 
+    if(strcmp(header, FILE_HEADER_STRING) != 0) // wenn beide identische sind gibt cmp 0 zurück
+        return 0;
+
+    return 1;
+
+}
+
+static int readMetaData(FILE *fp, unsigned short *numImages, unsigned short *width, unsigned short *height)
+{
+    if(fread(numImages, sizeof(unsigned short), 1, fp) != 1 || fread(width, sizeof(unsigned short), 1, fp) != 1 || fread(height, sizeof(unsigned short), 1, fp)!= 1)
+    {
+        return 0;
+    }
+ 
+    return 1;
+}
+
+ 
+static int checkDimensions(unsigned int width, unsigned int height)
+{
  
     int ok = 0;
    
@@ -21,66 +58,17 @@ static int checkDimensions(unsigned int width, unsigned int height){
  
 }
  
-static int checkHeader(const GrayScalePixelType *buffer){
  
-    int ok = 0;
-    char header[HEADER_LEN + 1]; //Array mit Platz für Header Länge + \0 Character -> String
-
-    // Jeder Byte in String kopieren
-    for(int i = 0; i < HEADER_LEN; i++){
-
-        header[i] = buffer[i];
-
-    }
-
-    header[HEADER_LEN] = '\0'; // Nullterminator am Ende anhängen
-
-    if(strcmp(header, FILE_HEADER_STRING) == 0) // wenn beide identische sind gibt cmp 0 zurück
-        return ok = 1;
-
-    else
-        return ok = 0;
-
-}
-
-
-static FILE *openImageFile(const char *path)
-{
-    return fopen(path, "rb"); 
-    
-}
-
-static int ReadCheckHeader(FILE *fp, GrayScalePixelType *header)
-{
-    if(fread(header, sizeof(GrayScalePixelType), HEADER_LEN, fp) != HEADER_LEN)
-    {
-        return 0;
-    }
-    return 1;
-}
-
-static int readMetaData(FILE *fp, unsigned int *numImages, unsigned int *width, unsigned int *height)
-{
-    if(fread(numImages, sizeof(unsigned int), 1, fp) != 1 || fread(width, sizeof(unsigned int), 1, fp) != 1 || fread(height, sizeof(unsigned int), 1, fp)!= 1)
-    {
-        return 0;
-    }
-
-    return 1;
-}
-
-static GrayScaleImageSeries *allocateSeriesStruct(void)
+static GrayScaleImageSeries *allocateSeriesStruct(unsigned int numImages)
 {
     GrayScaleImageSeries *series = malloc(sizeof(GrayScaleImageSeries));
-    return series;
-}
+    if(!series)
+        return NULL;
 
-static int AllocateCheckImageAndLabels(GrayScaleImageSeries *series, unsigned int numImages)
-{
     series->count = numImages;
     //Speicher für die Pointer an sich belegen
     series->images = malloc(numImages * sizeof(GrayScaleImage)); //Speicher für alle Bild-Strukturen, nicht aber für die Pixel selbst (denn image ist nochmal ein Array selbst)
-    series->labels = malloc(numImages * sizeof(unsigned char)); //Speicher für alle Labels
+    series->labels = malloc(numImages * sizeof(unsigned char)); //Speicher für alle Labels, diese beiden zeilen in die funktion drüber mit rein 
  
     //Prüfen, ob Speicher für die Arrays reserviert werden konnte, wenn nicht -> Freigabe
     if(series->images == NULL || series->labels == NULL){
@@ -88,13 +76,15 @@ static int AllocateCheckImageAndLabels(GrayScaleImageSeries *series, unsigned in
         free(series->images); //wenn trotzdem was reingeschrieben wurde, dann freigeben
         free(series->labels);
         free(series);
-        return 0;
+        return NULL;
  
     }
  
-    return 1;
+    return series;
 }
 
+ 
+
 static int AllocateCheckPixelData(GrayScaleImageSeries *series, unsigned int numImages, unsigned int width, unsigned int height)
 {
     for(unsigned int i = 0; i < numImages; i++){
@@ -119,6 +109,7 @@ static int AllocateCheckPixelData(GrayScaleImageSeries *series, unsigned int num
     return 1;
 }
 
+ 
 static int ReadImagesAndLabels(FILE *fp, GrayScaleImageSeries *series, unsigned int numImages, unsigned int width, unsigned int height)
 {
     for(int i = 0; i < numImages; i++)
@@ -146,66 +137,57 @@ static int ReadImagesAndLabels(FILE *fp, GrayScaleImageSeries *series, unsigned
 }
  
 
-
-
-
-
-
-
-
 // TODO Vervollständigen Sie die Funktion readImages unter Benutzung Ihrer Hilfsfunktionen
-GrayScaleImageSeries *readImages(const char *path)
+GrayScaleImageSeries *readImages(const char *path)//funktionsnamen immer klein anfangen
 {
     GrayScaleImageSeries *series = NULL;
  
     //Datei im Binärmodus öffnen
-    FILE *fp = openImageFile(path);
+    FILE *fp = openImageFile(path); //funktion weglassen weil sie keine zusätzlichen infos bringt
     if(!fp)
         return NULL;
  
     //Buffer zum Einlesen des Headers
-    GrayScalePixelType header[HEADER_LEN];
+    char header[HEADER_LEN]; 
    
     //Prüfen, ob genau die HEADER_LEN Bytes eingelesen werden
-    if(!ReadCheckHeader(fp, header)){
+    if(!ReadCheckHeader(fp)){ 
+
         fclose(fp);
         return NULL;
+
     }
  
-    //Prüfen, ob es sich um den korrekten Header handelt mit Hilfsfunktion
-    if(!checkHeader(header)){
-        fclose(fp);
-        return NULL;
-    }
      
     //Anzahl der Bilder, Breite und Höhe einlesen
-    unsigned  int numImages, width, height; //muss man das als Zeiger initialisieren?????????
+    unsigned  short numImages, width, height; 
     if(!readMetaData(fp, &numImages, &width, &height)){
+
         fclose(fp);
         return NULL;
+
     }
  
  
     //Prüfen, ob gültige Länge oder Breite
     if(!checkDimensions(width, height)){
+
         fclose(fp);
         return NULL;
+
     }
  
     //Speicher für die gesamte Bildserie reservieren (aber nur für die Struktur)
-    series = allocateSeriesStruct();
+    series = allocateSeriesStruct(numImages);
     if(!series) {
+
         fclose(fp);
         return NULL; //Fehler bei Speicherreservierung
-    }
 
-    if(!AllocateCheckImageAndLabels(series, numImages)){
-        fclose(fp);
-        return NULL;
     }
    
  
-    //Speicher für die Pixeldaten selbst reserviern und Prüfen, ob er reserviert werden konnte 
+    //Speicher für die Pixeldaten selbst reserviern und prüfen, ob er reserviert werden konnte
     if(!AllocateCheckPixelData(series, numImages, width, height)){
        
         fclose(fp);
@@ -213,11 +195,13 @@ GrayScaleImageSeries *readImages(const char *path)
  
     }
    
-
+    //Einlesen der Pixeldaten und des zugehörigen Labels und prüfen auf Fehler 
     if(!ReadImagesAndLabels(fp, series, numImages, width, height)){
+
         fclose(fp);
         return NULL;
-    }
+
+    } // funktionen anders aufteilen: erst für alles speicher holen und dann bild und label einlesen aber ist geschmackssache, ziel ist es ohne kommentare auskommen zu können
  
     fclose(fp);  
     return series;
@@ -241,3 +225,4 @@ void clearSeries(GrayScaleImageSeries *series)
     free(series);
    
 }
+ 

matrix.c

@@ -5,7 +5,7 @@
  
 // TODO Matrix-Funktionen implementieren
  
-enum addModes{SAMEDIMENSIONS, COLVEC, ROWVEC};
+enum addModes{SAMEDIMENSIONS, COLVEC, ROWVEC}; // mit typedef arbeiten
 
  
 Matrix createMatrix(unsigned int rows, unsigned int cols)
@@ -84,7 +84,7 @@ MatrixType getMatrixAt(const Matrix matrix, unsigned int rowIdx, unsigned int co
 }
  
 
-static int get_add_mode(Matrix matrix1, Matrix matrix2) 
+static int get_add_mode(Matrix matrix1, Matrix matrix2) //int stimmt zwar, aber man kann auch statt int den enum als typedef und dann als rückgabetyp nehmen
 {
     int get_add_mode = -1;
  
@@ -114,7 +114,7 @@ static int get_add_mode(Matrix matrix1, Matrix matrix2)
  
 
  
-Matrix addSameDim(Matrix matrix1, Matrix matrix2)
+Matrix addSameDim(Matrix matrix1, Matrix matrix2) //static funktionen!!!
 {
     Matrix matrix_erg = createMatrix(matrix1.rows, matrix1.cols);
  
@@ -197,7 +197,7 @@ Matrix addRowVec(Matrix matrix1, Matrix matrix2)
 
 Matrix add(const Matrix matrix1, const Matrix matrix2)
 {
-    int ok = get_add_mode(matrix1,matrix2);
+    int ok = get_add_mode(matrix1,matrix2); //auch wieder enum als typ statt int (wenn oben typedef dann kann man sich auch das enum sparen)
     Matrix matrix_erg = createMatrix(0, 0);
    
     switch(ok)

neuralNetwork.c

@@ -170,7 +170,7 @@ NeuralNetwork loadModel(const char *path)
 
 static Matrix imageBatchToMatrixOfImageVectors(const GrayScaleImage images[], unsigned int count)
 {
-    Matrix matrix = {NULL, 0, 0};
+    Matrix matrix = {0, 0, NULL};
 
     if(count > 0 && images != NULL)
     {

neuralNetworkTests.c

@@ -4,11 +4,61 @@
 #include <math.h>
 #include "unity.h"
 #include "neuralNetwork.h"
+#define IDENT_TAG "__info2_neural_network_file_format__"
 
 
+static void writeWeights(Layer layer, FILE *file)
+{
+    unsigned int n = (unsigned int)layer.weights.rows * layer.weights.cols; //col und row müssen nicht extra eingelesen werden, da loadModel die Dimensionen selbst aus der Datei liest
+    fwrite(layer.weights.buffer, sizeof(MatrixType), n, file);
+}
+
+static void writeBiases(Layer layer, FILE *file)
+{
+    unsigned int n = (unsigned int)layer.biases.rows * layer.biases.cols;
+    fwrite(layer.biases.buffer, sizeof(MatrixType), n, file);
+}
+
 static void prepareNeuralNetworkFile(const char *path, const NeuralNetwork nn)
 {
-    // TODO
+    //file erstellen und zum Binärschreiben öffnen
+    FILE *file = fopen(path, "wb");
+    if(file == NULL)
+        return;
+       
+    //header reinschreiben
+    const char *header = IDENT_TAG;
+    fwrite(header, sizeof(char), strlen(header), file);
+
+    //Schließen der Datei, falls kein Layer vorhanden
+    if (nn.numberOfLayers == 0 || nn.layers == NULL)
+    {
+        fclose(file);
+        return;
+    }
+
+    //Erste Eingangsdimension: Spalten der ersten Gewichtsmatrix
+    unsigned int inputDim = (unsigned int)nn.layers[0].weights.cols;
+    fwrite(&inputDim, sizeof(unsigned int), 1, file);
+
+    //für jede Schicht: Dimension, Gewichte und Biases schreiben
+    for (unsigned int i = 0; i < nn.numberOfLayers; i++)
+    {
+        Layer layer = nn.layers[i];
+   
+        unsigned int outputDim = (unsigned int)layer.weights.rows;
+        fwrite(&outputDim, sizeof(unsigned int), 1, file);
+   
+        //Weight-Matrixwerte schreiben
+        writeWeights(layer, file);
+    
+
+        //Bias-Vektorwerte schreiben
+        writeBiases(layer, file);
+
+    
+    }
+    fclose(file);
 }
 
 void test_loadModelReturnsCorrectNumberOfLayers(void)