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Lexikon der Neurowissenschaft: Kohonen-Netz

Kohonen-Netz, selbstorganisierende Merkmalskarte (Abk. SOM), Eself-organising feature map, ein von Teuvo Kohonen entwickeltes künstliches neuronales Netz; gehört neben den geschichteten Netzwerken zu den bekanntesten neuronalen Netzen und hat auch bereits in Anwendungen große Verbreitung gefunden. Eine SOM besteht aus einer Schicht künstlicher Neurone, deren synaptische Kopplungen durch eine unüberwachte Lernregel adaptiert werden, das sogenannte Kohonen-Lernverfahren. Im Verlauf des Netzwerktrainings bilden die Gewichtsvektoren der Neurone prototypische Repräsentanten für die Eingabedatenmenge. Diese Clusterzentren bzw. Prototypen teilen den Eingaberaum in eine Menge von disjunkten Bereichen auf. Die Neurone der SOM sind typischerweise auf einem zweidimensionalen Gitter angeordnet ( siehe Abb. ), auf dem eine Nachbarschaftsfunktion definiert ist. In der Lernregel der SOM ist die Nachbarschaftsfunktion direkt enthalten. Wird der SOM ein Eingabevektor oder Stimulus präsentiert, so wird zunächst dasjenige Neuron in der SOM detektiert, dessen Gewichtsvektor den kleinsten euklidischen Abstand zur Eingabe hat (Gewinnerneuron). Nun können sämtliche Neurone der SOM adaptiert werden. Neurone, die auf dem Gitter näher am Gewinnerneuron liegen, werden stärker in Richtung der dargebotenen Eingabe verändert als solche, die einen größeren Abstand zum Gewinnerneuron haben. Durch den Einfluß der Nachbarschaftsfunktion in der Lernregel wird eine nachbarschaftserhaltende Projektion des Merkmalsraums auf das zweidimensionale Gitter erreicht. Man spricht hier von einer nachbarschaftserhaltenden Projektion, weil die im Merkmalsraum benachbarten neuronalen Gewichtsvektoren auf benachbarte Gitterpositionen abgebildet werden. Diese nachbarschaftserhaltende Projektion von Merkmalsvektoren beliebiger Dimension auf ein Gitter ist eine herausragende Eigenschaft der SOM.



Kohonen-Netz

Beispiel einer durch ein Kohonen-Netz geformten Karte mit vektorisierten Tiernamen, welche mit Eigenschaften verknüpft sind, als Eingaben. Durch das Netz werden die Eingaben selbsttätig kartiert; Tiere mit ähnlichen Eigenschaften sind nahe beieinander repräsentiert.

  • Die Autoren
Redaktion

Dr. Hartwig Hanser, Waldkirch (Projektleitung)
Christine Scholtyssek (Assistenz)

Fachberater

Prof. Albert Ludolph, Ulm
Prof. Lothar Pickenhain, Leipzig
Prof. Heinrich Reichert, Basel
Prof. Manfred Spitzer, Ulm

Autoren

Aertsen, Prof., Ad, Freiburg
Aguzzi, Prof., Adriano, Zürich
Baier, Dr., Harmut, Ulm
Bartels, Prof., Mathias, Tübingen
Becker, Dr., Andreas, Marburg
Born, Prof., Jan, Lübeck
Brecht, Dr., Stephan, Kiel
Breer, Prof., Heinz, Stuttgart
Carenini, Dr., Stefano, Würzburg
Cruse, Prof., Holk, Bielefeld
Culmsee, Dr., Carsten, Marburg
Denzer, Dr., Alain, Waldenburg
Egert, Dr., Ulrich, Freiburg
Ehrenstein, Dr., Walter, Dortmund
Eurich, Dr., Christian , Bremen
Eysel, Prof., Ulf, Bochum
Fischbach, Prof., Karl-Friedrich, Freiburg
Frey, Dunja, Basel
Fuhr, Dr., Peter, Basel
Greenlee, Prof., Marc, Oldenburg
Hartmann, Beate, Basel
Heck, Dr., Detlef, Freiburg
Heller, Prof., Kurt, München
Henkel , Dr., Rolf , Bremen
Herdegen, Prof., Thomas, Kiel
Herrmann, Dr., Gudrun, Bern
Hilbig, Dr., Heidegard, Leipzig
Hirth, Dr., Frank, Basel
Huber, Dr., Gerhard, Zürich
Hund, Martin, Basel
Illing, Dr., Robert Benjamin, Freiburg
Käch, Dr., Stefanie, Basel
Kästler, Dr., Hans, Ulm
Kaiser, Dr., Reinhard, Freiburg
Kaluza, Jan, Stuttgart
Kapfhammer, Dr., Josef P., Freiburg
Kestler, Dr., Hans, Ulm
Kittmann, Dr., Rolf, Freiburg
Klix, Prof., Friedhart , Berlin
Klonk, Dr., Sabine, Stuttgart
Klumpp, Prof., Susanne, Marburg
Kössl, Dr., Manfred, München
Köster, Dr., Bernd, Freiburg
Kraetschmar, Dr., Gerhard, Ulm
Krieglstein, Prof., Josef, Marburg
Krieglstein, Prof., Kerstin, Homburg
Kuschinsky, Prof., Wolfgang, Heidelberg
Lahrtz, Stephanie, Hamburg
Landgraf, Dr., Uta, Stegen
Laux, Thorsten, Basel
Lindemann, Prof., Bernd, Homburg
Löffler, Dr., Sabine, Leipzig
Ludolph, Prof., Albert, Ulm
Malessa, Dr., Rolf, Weimar
Marksitzer, Dr., Rene, Luzern
Martin, Dr., Peter, Kehl-Kork
Martini, Prof., Rudolf, Würzburg
Medicus, Dr., Gerhard, Thaur
Mehraein, Dr., Susan, Freiburg
Meier, Dr., Kirstin, Freiburg
Mendelowitsch, Dr., Aminadav, Basel
Mergner, Prof., Thomas, Freiburg
Metzinger, Dr., Thomas, Frankfurt am Main
Mielke, Dr., Kirsten, Kiel
Misgeld, Prof., Ulrich, Heidelberg
Moll, Joachim, Basel
Münte, Prof., Thomas, Magdeburg
Neumann, Dr., Harald, Planegg-Martinsried
Nitsch, Prof., Cordula, Basel
Oehler, Prof., Jochen, Dresden
Otten, Prof., Uwe, Basel
Palm, Prof., Günther, Ulm
Pawelzik, Prof., Klaus, Bremen
Pickenhain, Prof., Lothar, Leipzig
Ravati, Alexander, Marburg
Reichel, Dr., Dirk, Lübeck
Reichert, Prof., Heinrich, Basel
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Roth, Prof., Gerhard , Bremen
Roth, Lukas W.A., Bern
Rotter, Dr., Stefan, Freiburg
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Ruth, Dr., Peter, Giessen
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Schwegler, Prof., Helmut , Bremen
Schwenker, Dr., Friedhelm, Ulm
Singer, Prof., Wolf, Frankfurt am Main
Spiegel, Dr., Roland, Zürich
Spitzer, Prof., Manfred, Ulm
Steck, Prof., Andreas, Basel
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Stephan, Dr., Achim, Rüsselsheim
Stoeckli, Dr., Esther, Basel
Stürzel, Frank, Freiburg
Swandulla, Prof., Dieter, Erlangen
Tolnay, Dr., Markus, Basel
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van Velthoven-Wurster, Dr., Vera, Freiburg
Walter, Dr., Henrik, Ulm
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