Publikationen von Günter Bachelier


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Inhaltsverzeichnis


Günter Bachelier, M.A.

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Bachelier (1999c)

Bachelier, Günter: Anwendungsregionen stützpunktbasierter SOM-Approximationsmodelle. Tectum-Verlag, Marburg, ISBN 3-8288-5045, 1999c.
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Inhalt
1) Einleitung 7

1.1) Approximation, Interpolation, Regression 7

1.2) Symbolische und stützpunktorientierte Approximation 9

1.3) Gemeinsames Framework des überwachten und unüberwachten Lernens 10

 

2) Verwendete Basis-Modelle 11

2.1) Sensorische-SOM (S-SOM) 11

2.2) Growing-Neural-Gas (GNG-SOM) 13

2.3) Stimulus-Cluster-GNG-SOM (SC-GNG-SOM) 16

2.4) Interpolierende SOM (I-SOM) 20

2.5) Local-Weighted-Regression 23

2.6) Local-Weighted-Regression-SC-GNG-SOM (LWR-SC-GNG-SOM) 25

2.7) Evolutionäre Optimierung am Beispiel einer r-geschlechtlichen (m,l)-ES 26

2.8) Ordered-Weighted-Averaging-Operator 28

 

3) Resampling-Verfahren 28

3.1) Paar-Bootstrap 29

3.2) Paar-Bootstrap höherer Ordnung 29

3.3) Restwert-Bootstrap 31

3.4) Fehler-Häufigkeitsverteilung und externer Bootstrap 31

3.5) Jackknife 33

3.6) Ableitung eines SC-GNG-SOM-Modell-Pools durch Resampling-Verfahren 35

3.6.1) Ableitung durch Stimulus-Bootstrap 36

3.6.2) Ableitung durch Gewichtsvektoren- bzw. Neuronen-Bootstrap 38

3.6.3) Ableitung durch Jackknife-Verfahren 41

 

4) Modellqualität 44

4.1) Modellqualität durch globalen mittleren, quadratischen Fehler 44

4.2) Modellqualität durch lokale Fehler bei SC-GNG-SOM-Modellen 45

4.3) Zwei-Ziel-Bewertung durch MSE und Fehlervarianz 46

4.4) MSE-Integral und Bias-Varianz-Zerlegung 46

4.5) Zwei-Ziel-Bewertung durch Varianz- und Bias-Mittelwert 47

4.6) Häufigkeits-Verteilungen der Varianz- und Biaswerte 48

4.7) Modellbewertung durch Varianz- und Bias-Integrale 50

4.8) Fitness-, Bias-, und Varianz-Approximationsmodelle 51

4.9) Fitness-, Bias-, und Varianz-Bootstrap-Approximationsmodelle 53

4.10) OWA-Aggregations-Verfahren zur Qualitätsbestimmung 55

4.11) Suche nach Inputvektoren mit extremalen Werten 55

 

5) Anwendungsregionen stützpunktbasierter Approximationsmodelle 56

5.1) Beschreibung von Anwendungsregionen durch e-Umgebungen 57

5.2) Beschreibung instanzenbasierter Anwendungsregionen 57

5.3) Beschreibung prototypbasierter Anwendungsregionen 62

5.4) Innere und äussere Anwendungsregion 68

5.5) Schätzung der äusseren Anwendungsregion durch Approximationsfehler 74

5.5.1) Schätzung durch generationsinterne Stimuli 75

5.5.1.1) Schätzung durch entfernte Approximationsstützpunkte 75

5.5.1.2) Konfidenz-Anwendungsregionen 87

5.5.1.3) Schätzung durch Stimulus-Paar-Bootstrap 89

5.5.1.4) Fuzzy-Anwendungsregion 91

5.5.2) Schätzung durch generationsübergreifende Stimuli 96

5.5.2.1) Problem der Mächtigkeit von Testpunktmengen 102

5.5.2.2) Fehlerwerte für Deltaregionen 104

5.5.2.3) Fehlerwerte für Hypothensenregionen 105

5.5.2.4) Verwendung eines unstrukturierten Verfahrens 106

5.5.2.5) Nutzung einer Stimuluszentren-Trajektorie 107

5.5.2.6) Nutzung einer Anzahl diversiver Stimulusmengen 110

5.5.3) Schätzung durch Bias-Approximationsmodell 112

5.5.4) Schätzung durch Biaswerte auf der Basis eines Bootstrap-Modell-Pools 114

5.5.5) Bias-Intervalle durch Suche nach Inputvektoren mit extremalen Werten 116

5.6) Schätzung der äusseren Anwendungsregion durch Approximationsunsicherheit 125

5.6.1) Schätzung durch Varianz-Modell-Disagreement 125

5.6.1.1) Bootstrap-Disagreement 125

5.6.1.2) Bootstrap-Verfahren höherer Ordnung beim Modell-Disagreement 128

5.6.2) Schätzung durch direkte Varianzschätzung bei LWR-Verfahren 130

5.6.3) Schätzung durch Output-Varianz-Approximationsmodell 132

5.6.4) Varianz-Intervalle durch Suche nach Inputvektoren mit extremalen Varianzen 134

5.6.5) Individuelle äussere Anwendungsregionen durch Approximationsunsicherheit 138

5.6.5.1) Individuelle Anwendungsregionen für Gewichtsvektoren 138

5.6.5.2) Individuelle Anwendungsregionen für äussere Voronoi-Regionen 140

5.6.5.3) Individuelle Anwendungsregionen von Voronoi-Regionen mit Gewichtsvektoren als Zentren 144

5.6.6) Nicht-kragenbasierte äussere Anwendungsregionen 146

5.6.6.1) Zuordnung durch nächste Teststimuli 147

5.6.6.2) Zuordnung durch topologische Modellierung 148

5.6.6.3) Beschreibung durch e-Umgebungen 149

5.6.6.4) Verknüpfung unabhängig erzeugter Verbindungsgraphen 153

5.6.6.5) Erzeugung und Zerlegung eines Gesamtgraphen 154

5.6.6.6) Grenzregion-Graph zwischen Anwendungs- und Restregion 156

5.6.6.7) Einfügeoperation in Abhängigkeit von Output-Varianzen 157

5.6.6.8) Einfügeoperation für die Suche nach extremalen Inputvektoren 162

5.6.6.9) Schätzung der fraktalen Dimension einer Grenzregion 164

5.6.6.10) Alternative Graphen zur Modellierung der Anwendungs- und Restregion 170

5.6.6.11) Häufigkeitsverteilungen von Output-Varianzen 172

5.6.6.12) Teilgraphen und Häufigkeitsverteilungen 174

5.6.6.13) Beziehungen zwischen G(AR-) und G(X' \ AR-) 175

5.7) Kombination von unabhängigen Schätzungen durch Approximationsfehler und Approximationsunsicherheit 177

5.8) Systematische Generierung von Testpunkten 184

5.8.1) Testpunkte auf der Oberfläche von Deltaregionen 184

5.8.2) äquidistante Testpunktgitter 185

5.8.3) Chebyshev-Testpunktgitter 186

5.8.4) Skalierung des Verbindungsgraphen 187

5.8.5) Zentrale Translation von Gewichtsvektoren 189

5.8.6) Exploitatives und exploratives Wachstum einer Verbindungsstruktur 190

5.8.6.1) Exploitatives und exploratives Wachstum 190

5.8.6.2) Lage der Einfügezentren 191

5.8.6.3) Einfügerichtung 192

5.8.6.4) Einfügedistanz 194

5.8.6.5) Aktualisierung der Verbindungsstruktur 194

5.8.6.6) Einzel-Einfügung vs. enumerative Einfügung 196

5.8.6.7) Intermediärer Zwischenvektor und zentrale Translation 198

5.8.6.8) Virtuelle Stimuli und Nachadaption 203

 

6) Zusammenfassung der relevantesten Modelle zur Schätzung der äusseren Anwendungsregion 205

 

Literaturverzeichnis 208

Abbildungsverzeichnis 213

 


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Dokument zuletzt geändert am 05.12.1999