Auf die Beschreibung zur Implementation des Simulators möchte ich
verzichten. Die Quelltexte der Software sind über die HTML-Dokumentation
der Arbeit (Anhang / Quelltexte) zu erreichen. Die Anwendungsumgebung des
Simulators entspricht der in Abschnitt
2.3 beschriebenen Ausführung.
Zur Beschreibung der Leistungsfähigkeit des Simulators verweise
ich ebenfalls auf den Abschnitt 2.3.
Der SOM-Simulator ist nur unwesentlich langsamer als der LVQ-Simulator.
Im Durchschnitt schafft der SOM-Simulator auf einem P200MMX 3.5 Millionen
atomare Berechnungen je Sekunde.
Eine Ausführliche Dokumentation der Programme ist auf der beigelegten
CD als Hilfedatei zu den Programmen sowie im Anhang
zu finden. In dieser Arbeit möchte ich nur eine kurze Einführung
in den SOM-Simulator geben, um einen flüchtigen Eindruck von der Software
zu vermitteln. Anhand ausgewählter Abbildungen der Benutzeroberfläche
meines Programms möchte ich die Funktionsweise und die Bedienung meines
Programms erklären. Es gelten die gleichen Gestaltungsaspekte wie
beim LVQ-Simulator.
In den Abb. 3.4 und 3.5 ist das Hauptfenster abgebildet. Über
das Hauptmenü können Trainingsdaten in den Simulator geladen
werden sowie alle weiteren Formulare geöffnet werden, bspw. Optionen
(Abb. 3.6) und die Auswertung (Abb. 3.7). Mit dem Button „Training“ wird
das SOM-Training gestartet. Der Trainingsablauf erfolgt genau nach den
Schritten 1 bis 4, die ich im Abschnitt 3.1 beschrieben habe. Ist das Training
abgeschlossen, kann man sich die Ergebnisse des Trainings anhand der „Auswertung“
(Abb. 3.7) ansehen.
Die wichtigsten Parametereinstellungen habe ich als Erläuterungen
zu den Abbildungen hinzugefügt. Weitere Parameter und deren Einstellungsmöglichkeiten
sind in der HTML-Dokumentation sowie in der Hilfe zum Simulator zu finden.
Die Benutzeroberflächen des LVQ- und SOM-Simulators sind sich sehr
ähnlich, um ein Arbeiten mit beiden Programmen zu erleichtern.
Ein zusätzliches Formular ist die „SomGrafik“ (Gewichtsraum, s.
Abb. 3.8). Hier werden die Gewichte mit ihren Nachbarschaftsbeziehungen
dargestellt. Dieses Formular dient dazu, die Entfaltung der SOM-Karte zu
überwachen. Alle Neuronen werden durch rote Kreise dargestellt, wobei
Linien die Nachbarschaftsbeziehungen zwischen den Gewichten beschreiben.
Der Maßstäbe der Bildauswertung und der SomGrafik konnten leider
nicht immer gleich gehalten werden, da sich die SomGrafik automatisch an
die Entfaltung der SOM-Karte anpaßt (s. Abb. 3.16 und 3.17).
Bei schlecht entfalteten Karten sind die topologisch nächsten
Nachbarn nicht die nächsten Nachbarn im Gewichtsraum. Die SomGrafik
zeigt einen zweidimensionalen Ausschnitt des Gewichtsraums. Schlechte
Entfaltungen sind durch sich überkreuzende Nachbarschaftslinien leicht
zu erkennen.
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Abb. 3.4 Hauptfenster
Hier können wichtige Parameter festgelegt werden: Startwert der Lernschrittweite; Anzahl der Epochen |
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Abb. 3.5 Hauptfenster
Die Anzahl der Neuronen in jeder Richtung kann an dieser Stelle eingestellt werden. |
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Abb. 3.6 Optionen (Erweiterte Einstellungen)
In diesem Dialog kann bspw. die Länge der Ordnungsphase (Grobordnung) , der Startwert für den Nachbarschaftsradius (Radius) und der Wert von aus Gl. (7) festgelegt werden. |
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Abb. 3.7 Auswertung: In diesem Formular wird angezeigt, wie erfolgreich der SOM-Algorithmus die Musterklassen mit den aktuellen Gewichtswerten nach der Kalibrierung der Karte trennen kann. Die Anzahl der Neuronen je Klasse, zeigt die Aufteilung der Neuronen durch die Kalibrierung der Karte |
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Abb. 3.8 Formular SomGrafik (Gewichtsraum)
Hier werden die Gewichte mit ihren Nachbarschaftsverhältnisse dargestellt. Dieses Formular dient dazu, die Entfaltung der SOM-Karte zu überwachen. |