Kaggle Challenge (Handwritten Digit Recognizer)

gistfile1.fs

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// See the 'F# Tutorial' project for more help.


open System.IO
open System
open System.Windows.Forms
open System.Drawing

type Entry = {Label :string; Values : int list}

let updateStatus (form:Form , text:string) = 
   let graphics = form.CreateGraphics()
   let point = new PointF((float32)5, (float32)5)
   let font = new Font(family = FontFamily.GenericSansSerif, emSize = (float32)30)        
   graphics.DrawString(text, font, new SolidBrush(Color.YellowGreen), point)

//Draws the digit 
let drawDigit (pixels:float[], label:string) =

        let tile = 20
        let form = new Form(TopMost = true, Visible = true, Width = 29 * tile, Height = 29 * tile)
                   
        let panel = new Panel(Dock = DockStyle.Fill)
        panel.BackColor <- Color.Black
        form.Controls.Add(panel)

        let graphics = panel.CreateGraphics()
   
        pixels 
        |> Array.iteri (fun i p ->
            let col = i % 28
            let row = i / 28
            let color = Color.FromArgb(int p, int p, int p)
            let brush = new SolidBrush(color)
            graphics.FillRectangle(brush,col*tile,row*tile,tile,tile))

        let point = new PointF((float32)5, (float32)5)
        let font = new Font(family = FontFamily.GenericSansSerif, emSize = (float32)30)        
        graphics.DrawString(label, font, new SolidBrush(Color.YellowGreen), point)
        form.Show()
//Euclidean distance
let distance ( values1 : int list  , values2 : int list) = 
    values1 
    |> List.zip values2 
    |> List.map ( fun it -> Math.Pow( float (fst it) - float (snd it),2.0))
    |> List.sum

//Loading values from the training/test data. 
//This assumes that the first one is the label/class/category of the data
let loadValues (filename : string) = 
    File.ReadAllLines(filename)
    |> Seq.ofArray 
    |> Seq.skip (1) // leave the first row as that's the column
    |> Seq.map ( fun line ->  {  Label = line.Substring(0,line.IndexOf(','));
                                 Values = line.Split(',') 
                                    |> Seq.ofArray 
                                    |> Seq.skip (1) //the first token is the label. So we have to skip it
                                    |> Seq.map( fun n -> Convert.ToInt32(n)) 
                                    |> Seq.toList 
                                  })
    |>Seq.toList 

//A generic k-nearest neighbour algorithm
let kNN ( entries : Entry list, newEntry : string * int[] , k : int) = 
 entries |> List.map( fun x -> ( x.Label, distance  (x.Values, snd (newEntry) |>Array.toList )))
                          |> List.sortBy ( fun x -> snd x)
                          |> Seq.ofList 
                          |> Seq.take k
                          |> Seq.countBy (fun x -> fst x)
                          |> Seq.toList
            
[<EntryPoint>]
let main argv = 
    
    let loaded =  loadValues @"C:\Users\mukhsudi\Downloads\train.csv"
    //Here is the unknown entry 
    let newEntry = ("X",[|0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;25;123;245;243;211;45;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;71;227;252;166;47;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;20;197;249;223;47;2;68;232;98;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;48;202;252;155;35;0;15;225;252;80;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;190;252;155;7;0;0;110;252;208;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;123;253;109;0;0;0;68;245;216;18;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;253;224;14;0;0;15;211;252;153;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;54;253;71;0;0;9;237;252;224;7;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;106;253;111;37;91;204;253;252;126;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;18;253;252;235;252;208;253;252;82;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;62;106;106;35;0;255;204;9;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;80;253;89;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;158;253;63;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;43;239;225;21;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;64;252;167;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;169;253;45;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;8;197;252;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;22;252;244;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;22;252;173;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;13;217;121;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0|])
   
    let pixels = snd(newEntry) |> Array.map (fun t -> float t)
    //let glabel = "9"
    
    
    //Let's consider only 5 nearest neighbors 
    let k = 5
   
    //Getting back the labels for each of the nearest neighbours 
    let labels = kNN (loaded , newEntry, k) 
    
    
    //Locating the guess. The one with the maximum votes 
    let guess = fst( List.nth labels 0)
    //Answer will be 9
    drawDigit (pixels , "I think that it is a " + guess)
    0 // return an integer exit code