Berikut ini merupakan contoh aplikasi pemrograman matlab untuk mengklasifikasi bentuk suatu objek dalam citra digital menggunakan algoritma jaringan syaraf tiruan propagasi balik (backpropagation neural network).

Pada contoh ini dilakukan pengklasifikasian terhadap bentuk segi-3, segi-4, dan segi-5. Ciri yang digunakan untuk membedakan ketiga jenis bentuk tersebut adalah metric dan eccentricity.

Metric merupakan nilai perbandingan antara luas  dan keliling objek. Sedangkan eccentricity merupakan nilai perbandingan antara jarak foci ellips minor dengan foci ellips mayor suatu objek. (Materi mengenai ekstraksi ciri lebih lanjut dapat dilihat pada laman berikut ini: Ekstraksi Ciri Citra).

Langkah-langkah pemrograman matlab untuk mengklasifikasi bentuk suatu objek dalam citra digital menggunakan matlab adalah sebagai berikut:
1. Menyiapkan data latih untuk proses pelatihan (training). Pada proses ini digunakan 45 citra data latih yang terdiri dari 15 citra segi-3, 15 citra segi-4, dan 15 citra segi-5.

2. Menyiapkan data uji untuk proses pengujian (testing). Pada proses ini digunakan 15 citra data uji yang terdiri dari 5 citra segi-3, 5 citra segi-4, dan 5 citra segi-5.

3. Mengekstrak ciri masing-masing bentuk berdasarkan parameter eccentricity dan metric.

clc;clear;close all;

image_folder = 'Pattern Recognition\data latih';
filenames = dir(fullfile(image_folder, '*.gif'));
total_images = numel(filenames);

for n = 1:total_images
    full_name= fullfile(image_folder, filenames(n).name);
    our_images = logical(imread(full_name));
    our_images = bwconvhull(our_images,'objects');
    stats = regionprops(our_images,'Area','Perimeter','Eccentricity');
    area(n) = stats.Area;
    perimeter(n) = stats.Perimeter;
    metric(n) = 4*pi*area(n)/(perimeter(n)^2);
    eccentricity(n) = stats.Eccentricity;
    input = [metric;eccentricity];
    target = zeros(1,45);
    target(:,1:15) = 3;
    target(:,16:30) = 4;
    target(:,31:45) = 5;
end

4. Nilai metric dan eccentricity yang telah diekstrak kemudian dijadikan sebagai data masukan pada jaringan syaraf tiruan backpropagation. Sedangkan pada data target digunakan nilai 3 untuk kelas segi-3, nilai 4 untuk kelas segi-4, dan nilai 5 untuk kelas segi-5. Langkah selanjutnya yaitu membangun jaringan dengan arsitektur 2-10-5-1 yang artinya memiliki 2 data masukan yaitu metric dan eccentricity, memiliki 2 layer tersembunyi (hidden layer) di mana pada hidden layer pertama berisi 10 neuron dan pada hidden layer kedua berisi 5 neuron. Dan memiliki 1 data keluaran yaitu jenis bentuk (segi-3, segi-4, atau segi-5).

net = newff(input,target,[10 5],{'logsig','logsig'},'trainlm');
net.trainParam.epochs = 100;
net.trainParam.goal = 1e-5;
net = train(net,input,target);
output = round(sim(net,input))
save net.mat net

5. Sehingga dihasilkan tampilan pelatihan jaringan seperti pada gambar berikut:

sedangkan nilai keluaran pada proses pelatihan adalah

Perbandingan antara nilai keluaran JST pada proses pelatihan dengan data target latih ditunjukkan pada tabel di berikut:

Pada tabel di atas, terdapat dua data yang diklasifikasikan secara salah (tidak sesuai dengan target) yaitu data ke-21 dan data ke-28. Sehingga akurasi yang dihasilkan JST pada proses pelatihan adalah (43/45) x 100% = 95,56%. Nilai akurasi tersebut menunjukkan bahwa JST cukup baik dalam mengklasifikasikan pola bentuk objek dari citra yang diberikan.

6. Sedangkan pemrograman untuk proses pengujian adalah:

clc;clear;close all;

image_folder = 'Pattern Recognition\data uji';
filenames = dir(fullfile(image_folder, '*.gif'));
total_images = numel(filenames);
for n = 1:total_images
    full_name= fullfile(image_folder, filenames(n).name);
    our_images = logical(imread(full_name));
    our_images = bwconvhull(our_images,'objects');
    stats = regionprops(our_images,'Area','Perimeter','Eccentricity');
    area(n) = stats.Area;
    perimeter(n) = stats.Perimeter;
    metric(n) = (4*pi*area(n))./(perimeter(n).^2);
    eccentricity(n) = stats.Eccentricity;
    input = [metric;eccentricity];
end

load net
output = round(sim(net,input))

7. Nilai keluaran yang dihasilkan pada proses pengujian adalah:

Perbandingan antara nilai kelaran JST pada proses pengujian dengan data target ditunjukkan pada tabel di bawah ini

Berdasarkan data pada tabel tersebut terdapat satu data yang diklasifikasikan ke dalam kelas yang salah (tidak sesuai dengan target) yaitu data ke-11. Sehingga akurasi yang dihasilkan JST dalam proses pengujian adalah (14/15) x 100% = 93,33%. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa JST dapat mengklasifikasikan pola bentuk objek dalam citra dengan baik.

File source code lengkap beserta citra untuk mengklasifikasikan pola bentuk suatu objek dalam citra digital dapat diperoleh melalui halaman berikut ini: Source Code

Materi mengenai jaringan syaraf tiruan untuk mengidentifikasi wajah dapat dilihat pada laman berikut: Identifikasi Wajah menggunakan Algoritma Jaringan Syaraf Tiruan

Sedangkan materi mengenai definisi dan konsep jaringan syaraf tiruan dapat dilihat pada: Jaringan Syaraf Tiruan

Save

Save

Save