Segmentação de mapas auto-organizáveis com espaço de saída 3-d

SEGMENTAÇÃO DE MAPAS AUTO-ORGANIZÁVEIS COM ESPAÇO DE SAÍDA 3-D
José Alfredo Ferreira Costa1 e Márcio Luiz de Andrade Netto2
Departamento de Engenharia Elétrica – Centro de Tecnologia Universidade Federal do Rio Grande do Norte - 59.072-970 - Natal - RN 2 Dept. de Engenharia de Computação e Automação – FEEC - UNICAMP - 13083-970 - Campinas - SP E-mails: [e-mail], [e-mail]
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Resumo: O mapa de Kohonen (SOM) tem sido utilizado como ferramenta para visualização de dados de elevada dimensionalidade. Características importantes do 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 no SOM (Costa, 1999), 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 Umatrix, o U-array, para espaços de saída maior que 2-D e sua aplicação em conjunto com o algoritmo SL-SOM, que detecta o número e o formato 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. Palavras Chaves: Classificação automática de dados, segmentação de volumes, mapa de Kohonen, Redes neurais, mineração de dados. Abstract: The self-organizing map