Beschreibung des Netzwerkes
Das Neurale Gas (NG) geht auf Arbeiten von Martinetz aus dem Jahre 1991 zurück. Es ist ein neuronales Clusterverfahren welches versucht, die verschiedenen Schwachpunkte der klassischen Kohonennetzwerke zu umgehen. Ein Problem beim Clustern unbekannter Datenpunkte mit einem Kohonennetz besteht darin, dass der Designer vorab die Dimensionalität des Netzwerkes (1D-Kette, 2D- Gitter oder 3D-Raumgitter usw.) bestimmen muss. Paßt diese Wahl nicht zur Dimensionalität der Daten, so entstehen u.U. sogenannte Topologische Defekte, die zu einer fehlerhaften Abbildung führen können. Das NG umgeht diese Problematik dadurch, dass dem Netzwerk vorab keine vordefinierte Struktur aufgeprägt wird, die die Nachbarschaftsrelationen der Neuronen untereinander bestimmt. Die Nachbarschaft im NG wird ausschließlich durch die Lagebeziehungen der Neuronenwichtungen im Eingabedatenraum definiert. Die Referenzvektoren der Neuronen bewegen sich somit "frei" im Datenraum (daher auch die Namensgebung). Auf diese Weise können keine topologischen Defekte auftreten und eine optimale Clusterung ist gewährleistet.
Bedienungsanleitung
Die Simulation des Lernprozesses eines "Neural Gas" kann mit den drei Buttons "start", "step" und "reset" gesteuert werden. "start" startet einen fortlaufenden Lernprozeß. "step" führt genau einen Schritt beginnend mit der Präsentation eines Eingabedatums über die Bestimmung der Neuronenaktivierungen bis hin zur Wichtungsadaption aus. "reset" setzt alle Netzwerkparameter auf die Defaulteinstellungen zurück.
Die Grafische Darstellung zeigt die Positionen der Neuronenwichtungen in ihrem zweidimensionalen Eingaberaum. Die Verteiling der Daten im Eingaberaum wird durch die Farbmarkierung im Eingaberaum deutlich gemacht. Das aktuelle Eingabedatum wird zusätzlich durch einen roten Punkt dargestellt. Das zugehörige best-matching-Neuron wird weiß dargestellt, der Grauwert der übrigen Neuronen widerspiegelt deren Aktivierung bezüglich der jeweiligen Nachbarschaftsform.
Unterhalb der Netzwerkvisualisierung können verschiedene netzwerkspezifische Parameter eingestellt werden, welche jeweils nach Betätigen der ENTER-Taste aktiv werden.
