Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi 2004 Yogyakarta, 19 Juni 2004

Transkripsi

1 Senar asonal Aplas enolog Inforas 004 ogyaarta, 9 Jun 004 Perancangan Jarngan Syaraf ruan Upan Bal Berbass ndows Stud Kasus Pengenalan uer Arab Sauel Luas, Arnold Arbowo, Sepren Faultas Ilu Koputer Unverstas Pelta Harapan Alun Jurusan en Inforata Unverstas Pelta Harapan UPH ower, M.H. harn o.. Lppo Karawac, angerang, 58, Indonesa e-al: sluas@consultant.co, arnold_phd@hotal.co Abstract Artfcal eural wors are bascally software applcatons that need to be prograed. Le any other applcaton, an A can be prograed wth a prograng language, a tool, or both. hs paper dscussed an analyss how an A based on bac propagaton learnng algorth can be constructed by usng Vsual Basc language. Moreover ths paper also dscusses how we can ae an A syste to dentfy handwrtng of nne nuercal Arabc characters. Keywords: artfcal neural networs, prograng language, nne nuercal arabc characters.. Pendahuluan Serng dengan perebangan generas oputer yang dula dar penggunaan oputer sebaga alat htung dawal tahuan 60an yang eudan berebang e pengolahan ata yang dlanutan dengan pengolahan data dan nforas aa generas oputer searang n easu duna ecerdasan yang lebh enyerupa daya nalar anusa. Suatu pertanyaan endasar yang elandas peran n adalah apuan anusa encptaan suatu esn yang epunya eapuan tda hanya elauan perosesan data dan nforas dar data yang dberannya aan tetap engabl suatu espulan yang cerdas dar data tu. Untu tu aa debangan suatu bdang lu soft coputng. Softcoputng adalah suatu pendeatan lu pengetahuan dala bdang oputas untu elauan perhtungan paralel engut pola eapuan daya pr anusa untu belaar dala suatu lngungan yang tda past dan ta enentu. Salah satu cabang dar softcoputng tu adalah pengebangan Jarngan Syaraf ruan JS yang erupaan suatu sste odel arngan yang eapuannya engadops daya pr anusa. Model arngan yang dbentu adalah seupulan node yang terhubung satu dengan lannya dengan suatu besaran tertentu yang dsebut bobot. Berdasaran fata hasl peneltan engena cara era sste syaraf bologs anusa, berbaga aca odel JS terus dcptaan dan debangan e arah yang lebh ba sehngga lahrlah berbaga aca odel untu tu. Salah satu odel yang palng populer adalah odel arngan Bacpropagaton Propogas uan bal. Perasalahnya tdalah udah untu endapatan prant luna JS. Apalag prant luna tu apu dengan udah untu beradaptas dengan aplas-aplas yang aan debangan eudan. Maalah n enyaan analss pengebangan prant luna JS berbass ndow yang daplasan pada sste pengenalan nuer Arab dar hngga 9. J-

2 . Jarngan Syaraf ruan Upan Bal Jarngan Syaraf ruan Bacpropagaton BP pertaa al dperenalan oleh Ruelhart, Hnton dan lla pada tahun 986, eudan Ruelhart dan Mc Clelland engebangannya pada tahun 988. Jarngan n erupaan odel arngan ultlayer. Bacpropagaton palng banya dgunaan oleh para peaa Jarngan Syaraf ruan, bahan dperraan lebh dar 80% proye Jarngan Syaraf ruan yang tengah debangan enggunaan Bacpropagaton. Model Jarngan Syaraf ruan epunya dua fase dala proses pelathannya, fase propagas au forward propagaton, dan fase propagas undur bacwad propagaton. Pada fase Propagas au, pola asuan dberan epada lapsan pertaa dar arngan, eudan dolah dan dterusan e lapsan berutnya sapa dhaslan suatu eluaran ahr actual output. Keluaran ahr n eudan dbandngan dengan nla eluaran deal dan ddapatan penypangan error pada setap eluaran. rror eudan dtranssan bal bacward dar lapsan eluaran, e asng-asng sel pada lapsan sebelunya. Proses n berlangsung terus selaa proses pebelaaran hngga ddapat error yang nu atau yang dharapan. Arstetur JS dperlhatan pada gabar. Gabar. Arstetur arngan bacpropagaton 3. Analss dan Perancangan JS Perancangan prant luna Jarngan Syaraf ruan ddasar atas odel ultlayer perseptron dengan propogas bal dan fungs atfas sgod untu setap neuronnya. Fungs sgod yang dgunaan dnyataan pada persaaan x f x e. Banyanya node pada lapsan asuan, lapsan tersebuny pertaa, lapsan tersebuny e dua dan lapsan eluaran adalah adalah I, H, H dan buah. Penggabaran dagra blo JS dperlhatan pada gabar. H H Gabar. Blo dagra perancangan JS o Ja x,,,, dan asng-asng adalah nput pada neuron e dlapsan nput, harga awal neuron e pada lapsan tersebuny pertaa, harga awal neuron e pada J-

3 J-3 lapsan tersebuny edua, harga awal neuron e pada lapsan eluaran dan bobot ones neuron e I pada lapsan nput e neuron pada lapsan tersebuny pertaa aa berlau persaaan-persaaan berut: X JI, f H, f H, f Ja,, asng-asng adalah besaran error, target output dan besaran output pada neuron e d lapsan eluaran, dan adalah RMS error pada lapsan output aa, Proses pebelaaran pada JS bertuuan untu endapatan nla bobot ones pada setap node yang sesua dengan harapan oleh arena tu perbaan setap bobot ones e lapsan eluaran dar lapsan tersebuny dua dnyataan dengan forula: Sehngga nla bobot yang baru dengan learnng rate 0 ddapat Forula perbaan bobot pada node e dar lapsan tersebuny pertaa e node e pada lapsan tersebuny eenuh persaaan H Ruus perbaan bobot pada node e dar lapsan asuan e node e pada lapsan tersebuny pertaa eenuh persaaan H X

4 H X Ja dgunaan varabel oentu 0 aa besaran bobot ones antar lapsan enad Perancangan JS yang dbangun engunaan bahasa perograan vsual basc berdasaran enu drven. Gabar 3 engabaran enu pelathan JS yang engunaan node nput dan node output. 4. Ipleentas dan valuas JS Gabar 3. Menu pelathan JS Penguan JS dlauan dengan enerapannya pada stud asus pengenalan tulsan tangan nuer arab anga satu sapa dengan seblan. Gabar tulsan tangan dabl dengan forat BMP dengan uuran asal 0 x 00 pxel dengan resolus hta puth. Sebaga data pelathan dbuat la buah varas gabar untu setap arater nuer yang aan denal. Sedangan pada data percobaan dbuat 0 varas gabar untu asng-asng arater. Setap gabar data pelathan dolah dan dlauan noralsas hngga beruuran x 0 pxel. Data n eudan dasuan e JS sebaga data pelathan. Dbuat dua odel onfguras JS. Pertaa onfguras yang enggunaan satu lapsan tersebuny dan yang edua dengan enggunaan dua lapsan tersebuny. Pada setap onfguras, ulah node pada setap lapsannya dubah-ubah. Pada onfguras pertaa ulah node pada lapsan tersebuny adalah 0, 5, 7, 30, 33, 35, dan 40. Sedangan pada onfguras edua, ulah node pada lapsan tersebuny satu dan dua dubah sebaga berut 6:4; 9:; :8; 5:5; 8:; : 9; dan 4: 6. Kedua elopo onfguras tu duan dengan nla learnng rate 0.0 dan oentu 0.5 dengan 000 epoch dengan error asu 0.00 ddapat graf error pada gabar 4. J-4

5 Gabar 4. Graf rata-rata LMS error satu lapsan Penguan e dua untu ulah node 30 pada satu lapsan tersebuny dengan engubah nla learnng dan oentu fator tetap ddapat gabar 5. Gabar 5. Graf rata-rata LMS error dengan oentu tetap untu satu lapsan tersebuny Penguan terahr untu satu lapsan dengan engubah nla oentunya dengan learnng rate terba pada gabar 5 yatu 0.8 ddapat gabar 6. Gabar 6. Graf rata-rata LMS error dengan learnng rate 0.8 untu satu lapsan tersebuny J-5

6 Jad ddapat onfguras JS terba satu lapsan adalah 0 x 30 x 9 neuron dengan learnng rate 0.8 dan oentu 0.5 Penguan dengan dua lapsan tersebuny dlauan dengan cara yang saa. Konfguras JS terbanya adalah 0 x x 8 x 9 neuron dengan learnng rate 0.9 dan oentu 0.6 Analss lebh lanut dlauan dengan ebandngan onfguras ana yang terba dar edua onfguras tu. Perbandngan tu dperlhatan pada gabar 7. Gabar 7. Graf perbandngan rata-rata LMS error Setelah endapatan onfguras terba yatu dengan satu lapsan tersebuny aa penguan sste pengenalan nuer Arab dpleentasan dan haslnya dperlhatan pada tabel. abel. Persentas pengenalan nuer Arab o Keluaran Mn Ma Krts Kenal % % % % % % % % % % Dar percobaan terlhat bahwa JS beera dengan sangat ba dan aurat. Pada asus pengenalan tulsan tangan nuer Arab terlhat bahwa nuer dan 3 epunya tngat pengenalan yang rendahhal n darenaan edua nuer relatf enyerupa satu dengan lannya. 5. Kespulan dan Saran Dar percobaan yang telah dlauan dapat dspulan sebaga berut: a. JS yang drancang untu beroperas secara ultlayer, berarstetur upan au, enggunaan etode supervsed learnng. J-6

7 b. JS yang dbangun asal engunaan dua lapsan tersebuny yang ulah asngasng neuron pada setap lapsan tda ddefnsan. Mespun dean dasar analss untu pengebangan e banya lapsan tersebuny sudah deraan. c. Penguan pada stud asus tulsan tangan nuer Arab tercapau dengan ba Saran untu peneltan lebh lanut adalah pengebangan dengan ulah lapsan yang tda ddefnssan. Daftar Pustaa Bart Koso., eural wors and Fuzzy Systes., A dynacal systes approach to achne ntellgence, Prentce Hall, Inc, ew or, 99. Freean, J., Sapura, D.M. 99. eural wors Algorths, Aplcaton and Prograng echnques. Addson-esley Publshng Copany, Inc, ew or. Levne, R.I,; Drang, D eural wor Algorths, Aplcaton and Prograng echnques. ew or : Addson-esley Publshng Copany,Inc Ln., eural wors n Coputer Intellgence., Mcgrow-Hll Internatonal dtons., 997. Rao, V.B., Rao, H.V C++ eural wors and Fuzzy Logc, Frst dton. MIS Press, ew or. J-7