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Type: Artigo de periódico
Title: Segmentação de mapas auto-organizáveis com espaço de saída 3-D
Author: Costa, José Alfredo Ferreira
Andrade Netto, Márcio Luiz de
Abstract: The self-organizing map (SOM) has been widely used as a software tool for visualization of high-dimensional data. Important SOM features include information compression while trying to preserve topological and metric relationship of the primary data items. Similar data in the input space would be mapped to the same neuron or in a nearby unit. The clustering properties of a trained SOM 2-D can be visualized by the U-matrix, which is a neuron's neighborhood distance based image. This assumption of topological preservation is not true for many SOM mappings involving dimension reduction. With the automation of cluster detection in SOM network higher output dimensions can be used in problems involving discovery of classes in multidimensional data. Results of topological errors are shown in a simple 2-D clustering in a 1-D output grid SOM. This paper presents the U-array as an extension of the U-matrix for 3-D output grids. The advantage of the method relies in working with higher dimensions in the output space, which can lead to a better topological preservation in data analysis. Examples of automatic class discovery using U-arrays are also presented.
O mapa de Kohonen (SOM) tem sido utilizado como ferramenta para visualização de dados de elevada dimensionalidade. Características importantes da rede SOM incluem a compressão de informação e a tentativa de manutenção da topologia dos dados. Dados similares no espaço de entrada deveriam ser mapeados no mesmo neurônio, ou em neurônios vizinhos. Uma das ferramentas de visualização de um mapa 2-D treinado é U-matrix, que apresenta as relações de distância de pesos entre neurônios vizinhos do espaço de saída. A suposição de preservação topológica não é verdade em muitos problemas envolvendo redução de dimensionalidade. Com a automação da detecção de agrupamentos na rede SOM espaços de saída maiores podem ser utilizados em problemas envolvendo a descoberta de classes em dados multidimensionais. Mostra-se a ocorrência de erros topológicos em um exemplo simples de agrupamentos de dados 2-D em um mapa com saída 1-D. Este artigo apresenta uma extensão da U-matrix, o U-array, para espaços de saída maior que 2-D e sua aplicação em conjunto com o algoritmo SL-SOM, que possibilita a detecção do número e o geometria das classes em mapas treinados. Todo o processo é não-supervisionado. A vantagem de trabalhar com dimensões mais elevadas no espaço de saída é a melhor preservação da topologia em problemas de análise automática de dados. Apresenta-se um exemplo de uso de descoberta de classes de dados não linearmente separáveis.
Subject: Classificação não supervisionada de dados
segmentação de volumes
mapa de Kohonen
Redes neurais
mineração de dados
Data Clustering
Volume Segmentation
Self-Organizing Maps
Neural Networks
Data Mining
Editor: Sociedade Brasileira de Automática
Rights: aberto
Identifier DOI: 10.1590/S0103-17592007000200002
Address: http://dx.doi.org/10.1590/S0103-17592007000200002
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-17592007000200002
Date Issue: 1-Jun-2007
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