Contribuições a técnicas de agrupamento e visualização de dados multivariados utilizando mapas auto-organizáveis

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2013
Autor(a) principal: Silva, Leonardo Enzo Brito da
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
BR
UFRN
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Automação e Sistemas; Engenharia de Computação; Telecomunicações
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/15479
Resumo: Self-organizing maps (SOM) are artificial neural networks widely used in the data mining field, mainly because they constitute a dimensionality reduction technique given the fixed grid of neurons associated with the network. In order to properly the partition and visualize the SOM network, the various methods available in the literature must be applied in a post-processing stage, that consists of inferring, through its neurons, relevant characteristics of the data set. In general, such processing applied to the network neurons, instead of the entire database, reduces the computational costs due to vector quantization. This work proposes a post-processing of the SOM neurons in the input and output spaces, combining visualization techniques with algorithms based on gravitational forces and the search for the shortest path with the greatest reward. Such methods take into account the connection strength between neighbouring neurons and characteristics of pattern density and distances among neurons, both associated with the position that the neurons occupy in the data space after training the network. Thus, the goal consists of defining more clearly the arrangement of the clusters present in the data. Experiments were carried out so as to evaluate the proposed methods using various artificially generated data sets, as well as real world data sets. The results obtained were compared with those from a number of well-known methods existent in the literature
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spelling Contribuições a técnicas de agrupamento e visualização de dados multivariados utilizando mapas auto-organizáveisMapas auto-organizáveis. Mineração de dados. Técnicas de visualização. Algoritmos de agrupamentoData mining. Self-organizing maps. Visualization techniques. Clustering algorithmsCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICASelf-organizing maps (SOM) are artificial neural networks widely used in the data mining field, mainly because they constitute a dimensionality reduction technique given the fixed grid of neurons associated with the network. In order to properly the partition and visualize the SOM network, the various methods available in the literature must be applied in a post-processing stage, that consists of inferring, through its neurons, relevant characteristics of the data set. In general, such processing applied to the network neurons, instead of the entire database, reduces the computational costs due to vector quantization. This work proposes a post-processing of the SOM neurons in the input and output spaces, combining visualization techniques with algorithms based on gravitational forces and the search for the shortest path with the greatest reward. Such methods take into account the connection strength between neighbouring neurons and characteristics of pattern density and distances among neurons, both associated with the position that the neurons occupy in the data space after training the network. Thus, the goal consists of defining more clearly the arrangement of the clusters present in the data. Experiments were carried out so as to evaluate the proposed methods using various artificially generated data sets, as well as real world data sets. The results obtained were compared with those from a number of well-known methods existent in the literatureCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorOs mapas auto-organizáveis (SOM) são redes neurais artificiais amplamente utilizadas no campo da mineração de dados, principalmente por se constituírem numa técnica de redução de dimensionalidade dada a grade fixa de neurônios associada à rede. A fim de particionar e visualizar adequadamente a rede SOM, os diversos métodos existentes na literatura devem ser aplicados em uma etapa de pós-processamento nos seus neurônios, visando inferir características relevantes do conjunto de dados. Em geral, tal processamento efetuado sobre os neurônios da rede, ao invés do conjunto de dados em sua totalidade, reduz o custo computacional, dada a quantização vetorial. Este trabalho propõe pós-processamentos dos neurônios da rede SOM nos espaços de entrada e de saída, aliando técnicas de visualização a algoritmos baseados na força gravitacional e na procura do menor caminho com maior recompensa. Tais métodos levam em consideração forças de ligação entre neurônios vizinhos e características de distâncias e densidade de padrões, ambas associadas a posição que o neurônio ocupa no espaço dos dados após o treinamento da rede. Dessa forma, busca-se definir mais nitidamente a disposição dos agrupamentos presentes nos dados. Experimentos foram realizados para avaliar os métodos propostos utilizando diversos conjuntos de dados gerados artificialmente, assim como conjuntos de dados do mundo real. Os resultados obtidos foram comparados com aqueles provenientes de alguns métodos bem conhecidos existentes na literaturaUniversidade Federal do Rio Grande do NorteBRUFRNPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaAutomação e Sistemas; Engenharia de Computação; TelecomunicaçõesCosta, José Alfredo Ferreirahttp://lattes.cnpq.br/8092398102384904http://lattes.cnpq.br/9745845064013172Martins, Allan de Medeiroshttp://lattes.cnpq.br/4402694969508077Gorgonio, Flavius da Luz ehttp://lattes.cnpq.br/7375286161719016Peres, Sarajane Marqueshttp://lattes.cnpq.br/6265936760089757Silva, Leonardo Enzo Brito da2014-12-17T14:56:14Z2014-01-172014-12-17T14:56:14Z2013-07-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfSILVA, Leonardo Enzo Brito da. Contribuições a técnicas de agrupamento e visualização de dados multivariados utilizando mapas auto-organizáveis. 2013. 133 f. Dissertação (Mestrado em Automação e Sistemas; Engenharia de Computação; Telecomunicações) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2013.https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/15479porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRN2017-10-31T23:11:06Zoai:repositorio.ufrn.br:123456789/15479Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/repositorio@bczm.ufrn.bropendoar:2017-10-31T23:11:06Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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