SlideShare a Scribd company logo
1 of 10
Download to read offline
No. 1/XXVI/2007                                                                                Wawan Setiawan, Kecerdasan Komputasional




Kecerdasan Komputasional Berbasis Jaringan Neural
Buatan (JNB) Pada Sistem Pengenalan Wajah (Face
Recognition)

 Wawan Setiawan
       (Universitas Pendidikan Indonesia)

                                                         Abstrak
Model sistem pengenalan wajah yang diusulkan dalam penelitian ini merupakan pengembangan dari model sistem yang telah
dilakukan pada penelitian sebelumnya. Modifikasi yang dilakukan terdiri atas dua sisi yaitu modifikasi pada arsitektur jaringan
neural dengan penambahan lapis neuron hidden, dan penambahan jumlah ciri dengan menghadirkan ciri geometri selain ciri
geometri. Kedua modifikasi ini dapat meningkatkan kemampuan pengenalahan sekalipun dilatih dengan komposisi yang relatif
rendah yaitu 30%. Dengan pertimbangan optimalisasi komputasi eksekusi atau waktu, komposisi pelatihan 50% dapat
digunakan sebagai pembelajaran yang optimal. Komposisi 70% menghasilkan akurasi sangat baik namun biaya komputasi
pelatihannya cukup mahal. Sampel data yang digunakan adalah citra wajah 7 orang masing-masing dengan 6 poses. Ekstraksi
ciri dilakukan pada 12 bagian wajah dengan masing-masing diambil 3 variasi piksel ke segala arah sehingga menghasilkan 72
konfigutasi untuk setiap orang sampel dengan masing-masing 47 ciri. Arsitektur jaringan neural menjadi 47 neuron input, 8 kali
neuron hidden, dan 7 neuron output. Pembelajaran model sistem menggunakan algoritma pembelajaran supervisi propagasi balik
Komposisi pelatihan 30% mengasilkan rerata tingkat akurasi 90% untuk data pelatihan, dan rerata 89% untuk data testing.
Komposisi pelatihan 50% mengasilkan rerata tingkat akurasi 98% untuk data pelatihan, dan rerata 95% untuk data testing.
Komposisi pelatihan 70% mengasilkan rerata tingkat akurasi 100% untuk data pelatihan, dan rerata 98% untuk data testing.
Secara umum model sistem jaringan neural pengenal wajah yang diusulkan cukup handal untuk sistem pengenal wajah secara
frontal. Untuk pengembangan penelitian selanjutnya dapat rancang untuk wajah tiga dimensi dengan variasi jarak pandang.
Kata kunci : model sistem pengenal wajah, jaringan neural buatan, dan propagasi balik.


                                                                 sudah dilakukan oleh seorang anak sejak kecil
Pendahuluan                                                      untuk dapat berbicara, membaca, menulis, makan,


          K
                                                                 dan minum, menentukan jarak aman bagi
                emampuan otak manusia dalam                      keselamatannya dan bahkan dalam menentukan
                memproses     persoalan      yang                nilai-nilai moral yang dianutnya. Berkaitan dengan
                berkaitan dengan panca indera                    kelemahan bidang kecerdasan buatan untuk
dicoba untuk diimplementasikan dalam komputer,                   menyelesaikan problem indera manusia, maka
dengan mempelajari cara kerja jaringan neural                    pada tahun 1990-1991 lahir konsep baru yang
biologis yang mendasarinya. Pendekatan yang                      dinamakan Computational Intelligence (Kecerdasan
dilakukan dalam penelitian yang berkaitan dengan                 Komputasional). Dalam bidang kecerdasan
pengidentikan jaringan neural       bilologis ini                komputasional ini, diantaranya metodologi
dilakukan dengan menerapkan prinsip dasarnya                     komputasi seperti jaringan         neural buatan
pada sistem komputer dengan nama jaringan                        dikembangkan dan digabung menjadi satu untuk
neural buatan (JNB). Salah satu hal yang sangat                  mampu memberikan konsep fundamental bagi
rumit untuk diketahui dan kemudian dicoba                        pengembangan sistem cerdas (Intelligent System).
untuk ditiru adalah kemampuan otak manusia                               Sistem Indera Buatan merupakan sistem
untuk belajar dari pengalaman. Kemampuan                         yang sangat diperlukan dalam kehidupan manusia.
belajar dari pengalaman ini merupakan cara yang                  Hal ini disebabkan karena manusia mempunyai


Mimbar Pendidikan
                                                                                                                                 35
Wawan Setiawan, Kecerdasan Komputasional                                                    No. 1/XXVI/2007




beberapa      keterbatasan    dalam    melakukan    yang beberapa tahun terakhir menarik perhatian
aktifitasnya. Manusia akan selalu berupaya untuk    banyak      orang    adalah Sistem Pengenal
mengahindari daerah kerja yang berbahaya.           Wajah/Obyek secara otomatis (Automated
Apabila manusia berada dalam keadaan yang           Face/Object Recognition – AFR). Pengembangan
kurang sehat, baik fisik ataupun kejiwaan, maka     sistem ini didorong oleh penggunaan aplikasi ini
kemampuan sistem inderanya akan menurun.            di banyak bidang. Identifikasi wajah merupakan
Untuk dapat mengatasi hal tersebut, maka            masalah yang penting dalam bidang penegakan
beberapa pakar mengembangkan metodologi             hukum dan forensik, otensikasi pengaksesan
untuk sistem indera buatan berdasarkan cara kerja   gedung atau mesin transaksi otomatis.
manusia itu sendiri. Jaringan neural buatan         Bagaimanapun juga sistem AFR mempunyai
merupakan salah satu metode untuk dapat             kekurangan, karena wajah yang berbeda mungkin
membuat sebuah mesin komputer bereaksi              tampak       mirip     sehingga     membutuhkan
dengan sensor yang diserupakan kerjanya dengan      kemampuan pembedaan yang tinggi dari sistem
jaringan neural manusia. Penggunaan model           tersebut. Masalah lain misalnya beberapa citra
jaringan neural        buatan dalam kecerdasan      wajah mungkin tampak agak berbeda karena
komputasional terus dikembangkan untuk              batasan-batasan dari citra itu sendiri seperti
meningkatkan sistem indera buatan. Sistem           perubahan titik pencahayaan, ekpsresi wajah, dan
pengenalan wajah merupakan sistem indera            penggunaan aksesoris seperti kacamata dan yang
penglihatan banyak diterapkan terutama untuk        lainnya.
kontrol. Sebuah perusahaan atau institusi besar            Sistem pengenal wajah telah mengalami
dapat mengontrol karyawannya melalui kamera         kemajuan akhir-akhir ini, khususnya untuk
yang dipasang di tempat-tempat yang dilalui         mengenal citra wajah dengan tingkat kontrol yang
karyawan tersebut. Orang asing yang mencoba         tinggi pada pencahayaan dan skala. Hasil yang
menyelinap akan segera diketahui dan diambil        baik telah didapatkan untuk pengenalan citra 2-D
tindakan dengan cepat pula. Di negara maju          bagian depan (frontal), dengan menggunakan
sistem kontrol dengan indera penglihatan buatan     penyesuaian pola terhadap basis data yang besar,
telah banyak digunakan terutama untuk wilayah-      atau dengan mengkombinasikannya dengan
wilayah tertentu. Kepolisian dapat menggunakan      penyesuaian ciri dan pola. Penyesuaian pola
sistem pengenalan wajah untuk mengenali para        menggunakan Transformasi Karhunen-Loeve
penjahat terutama yang kambuhan. Sistem             pada sekumpulan citra yang besar. Penelitian awal
pengenal wajah dapat pula digunakan untuk           menunjukkan bahwa penggunaan jaringan neural
absensi karyawan dan mahasiswa. Sistem absensi      buatan       dengan      metode      pembelajaran
dengan fingerprint telah banyak digunakan namun     propagasibalik cukup mampu untuk dapat
ada kelemahan karena harus mengantri                menentukan citra wajah yang telah dilatih melalui
menempelkan jarinya pada sensor             yang    ciri optik. Untuk dapat menggunakan sistem
belakangan dapat membuat kejengkelan. Sistem        indera buatan penglihatan dengan kemampuan
pengenalan wajah dapat mengatasi masalah            yang lebih tinggi, dapat dilakukan dengan dengan
antrian     dan      kejengkelan.   Laboratorium    merubah sistem arsitektur jaringan neural yang
Kecerdasan Komputasional Universitas Indonesia      digunakan. Perubahan arsitektur ini dengan
telah mengembang model pengenalan wajah             mengganti setiap neuron pada layer tersembunyi
sampai akurasi 86%. Dalam penelitian ini            konvensional dengan sekumpulan neuron yang
dikembangkan model jaringan neural buatan           membentuk beberapa layer.
multihidden layer.                                         Dengan menggunakan informasi tambahan
                                                    berupa ciri geometri sederhana, maka jaringan
Sistem Indera Buatan Untuk Penglihatan              neural buatan ini diharapkan dapat mengenal citra
                                                    wajah dengan kemampuan yang lebih baik. Citra
         Indera buatan untuk sistem penglihatan


                                                                                         Mimbar Pendidikan
36
No. 1/XXVI/2007                                                              Wawan Setiawan, Kecerdasan Komputasional




wajah yang digunakan sebagai masukan sistem ini      menguji kinerja model yang dikembangkan,
diambil dari pelbagai pose yang menggambarkan        dilakukan uji tingkat akuarsi yang terdiri atas :
senang, netral, sedih, dan marah.                    1. User’s accuracy yaitu tingkat akurasi tiap
                                                          kelas yang merupakan perbandingan antara
Metodologi Penelitian                                     pengenalan yang benar terhadap jumlah yang
                                                          harus dikenali.
       Metode yang dikembangkan dalam                2. Producer’s accuracy yaitu tingkat akurasi tiap
peneltian ini mengikuti langkah-langkah sebagai           kelas yang merupakan perbandingan antara
berikut :                                                 pengenalan yang benar terhadap jumlah kelas
 1. Pengambilan citra wajah sejumlah orang                yang terjadi.
     pada berbagai variasi pose (mimik).             3. Overall accuracy yaitu tingkat akurasi untuk
 2. Pemrosesan awal untuk mendapatkan citra               seluruh kelas yang merupakan perbandingan
     yang berkualitas agar mudah dalam                    antara pengenalan yang benar semua kelas
     mengekstraksi fitur wajah.                           terhadap jumlah seluruh data.
 3. Mendisain arsitektur jaringan neural buatan
     yang optimal.                                          Berdasarkan hasil uji tingkat akuarsi, dapat
 4. Rancangan algoritma pembelajaran dan             didefinisikan kinerga model yang dikembangkan.
     redisain arsitektur.                                   Subyek dalam penelitian ini adalah citra
 5. Melakukan pelatihan dan uji coba jaringan        wajah 7 orang pada berbagai pose yang bervariasi.
     neural.                                         Variasi pose dilakukan dengan akting karena sulit
 6. Melakukan integrasi dan uji coba sistem.         mengkodisikan pose yang sesungguhnya. Pose
 7. Melakukan rekonstruksi citra wajah.              akting dengan pose sesungguhnya tentu akan
                                                     menghasilkan konfigurasi yang berbeda. Pose
                                                     yang sesungguhnya dibangun oleh dorongan jiwa
       Data dalam penelitian ada dua pandangan,      dan hati sedangkan pose akting lebh
pertama data masukan yang berupa citra wajah         mengandalkan perasaan. Namun demikian
yang mengalami proses transformasi matematik         melalui upaya akting ini diharapkan tidak terlalu
yang      merupakan       input     model     yang   jauh      perbedaannya       terutama       dengan
dikembangkan. Kedua data keluran yang                memperhatikan raut wajah. Pendekatan ini
merupakan hasil proses model sistem yang             merupakan teknik yang paling optimal untuk
kembangkan. Berhasarkan data keluaran,               dilakukan karena kesulitan untuk mendapatkan
selanjutnya diinterprtasi kualifikasi model sistem   yang sesungguhnya.
pengenal wajah.     Untuk             mendapatkan
kualifikasi model sistem yang dikembangkan,          Hasil dan Pembahasan
dilakukan pengukuran terhadap beberapa
parameter penelitian. Yang menjadi parameter                Pengambilan citra wajah menggunakan
dalam penelitian ini adalah : kompleksitas model     perangkat yang didisain secara khusus di bengkel
yang dikembangkan, dan kinerja model yang            FPMIPA dengan menggunakan kamera digital
dikembangkan.                                        dengan kualifikasi yang cukup optimal. Citra
       Model yang dikembangkan adalah sebuah         wajah diambil dari sejumlah orang secara frontal
model software aplikasi. Untuk menguji tingkat       pada beberapa variasi pose (mimik) yang terdiri
kompleksitas software sistem, digunakan uji          atas ; netral, senyum, gembira, sedih, bengis, dan
waktu eksekusi terutama waktu pelatihan. Waktu       marah sehingga untuk setiap orang terdapat 6
eksekusi biasanya dinyatakan dalam putaran           (enam) pose.
yang dikenal dengan epoch.            Model yang
dikembangkan adalah sarana pengenalan yang           Pemrosesan Awal (Praproses)
bertujuan untuk mengenali dengan baik. Untuk

Mimbar Pendidikan
                                                                                                               37
Wawan Setiawan, Kecerdasan Komputasional                                                       No. 1/XXVI/2007




        Praproses dilakukan untuk mendapatkan        ini ciri unik didasarkan pada gabungan ciri optik
 citra yang berkualitas dengan tujuan untuk          dan ciri geometri. Ciri optik terdiri atas : rerata,
 minimalisir gangguan (noise) dan agar mudah         median, maksimum, minimum, dan santar deviasi dari
 dalam mengekstraksi fitur wajah. Langkah-           setiap bagian. Sedangakn ciri geometrik adalah
 langkah praproses meliputi :                        jarak antar bagian yang menurut ahli forensik
 a. Filtering                                        bisa dijadikan ciri terdiri atas : jarak mata kiri-
        Filtering merupakan upaya memperjelas        kanan, jarak mata kanan-hidung, jarak mata kiri-
 batas-batas dari setiap bagian yang terdapat pada   hidung, jarak hidung-mulut, jarak mulut-dagu, dan
 wajah, dan menghilangkan noise atau informasi       jarak pangkal-dagu. Bagian-bagian wajah yang
 yang tidak diperlukan bahkan mengganggu.            diekstrak menjadi ciri terdiri atas mata, alis,
 Teknik filtering yang biasa digunakan adalah        hidung, pangkal, bibir, dan dagu (memiliki
 mean filtering yang merupakan nilai tengah dari     keunikan). Total ciri yang diambil 8 bagian kali 5
 informasi      yang     ada.          Berdasarkan   ciri optik ditambah 7 ciri geometri yaitu 47 ciri.
 karakteristiknya, noise tidak berada pada daerah              Setiap bagian diambil ciri optik masing-
 mean maka akan tereliminasi. Hasil dari filtering   masing 12 daerah sekitar melalui sebaran 3 piksel
 adalah citra wajah yang lebih jelas terutama        dengan 4 arah. Sehingga untuk setiap orang
 bagian-bagiannya dengan tetap mempertahankan        menghasilkan 6 pose kali 12 daerah menjadi 72
 keunikannya.                                        (tujuh puluh dua) konfigurasi optik . Sedangkan
                                                     untuk ciri geometrinya menggunakan ciri yang
 b. Ekstraksi Ciri                                   sama yaitu berdasrkan jarak antar pusat setiap
        Ekastraksi ciri merupakan upaya untuk        bagian untuk setiap pose. Dengan demikian
 mengambil ciri yang unik dari citra dari sebuah     pada penelitian ini digunakan 7 orang kali 72
 objek. Pada penelitian sebelumnya ekstraksi ciri    menjadi 504 konfigurasi yang merupakan data
 didasrkan pada ciri optik saja. Dalam penelitian    pengamatan.




                                                              Arsitektur jaringan neural buatan yang
Disain Arsitektur dan Algoritma Pembelajaran         digunakan, didisain terlebih dahulu agar
Jaringan Neural Buatan (JNB)                         didapatkan arsitektur yang memadai. Untuk
                                                     melakukan proses pengenalan atau identifikasi,


                                                                                            Mimbar Pendidikan
38
No. 1/XXVI/2007                                                                 Wawan Setiawan, Kecerdasan Komputasional




 digunakan algoritma pembelajaran backpropagation    menggunakan multi hidden.
 yang dimodifikasi pada struktur neuron hidden


                                             V’11                               W11
                      V11          Z1
 X1                                                           Z’1                                         Y1




 Xi                                                           Z’k                                         Yk
                                        Zj




                                                     V                             Wmo
                    Vnp              Zp        ’pm           Z’m                                          Yo
 Xn




                                  Arsitektur Jaringan Neural Buatan




x : neuron input = 47 buah
z : neruon hidden = 8 x 47 buah
y : neuraon output = 7 buah

Algoritma Pembelajaran Jaringan sebagai
berikut :                                            Langkah 4 : Setiap   neuron    pada    lapis
Langkah 0 : Inisialisasi bobot                                   tersembunyi-1   (Zj,    j=1…p)
Langkah 1 : Jika kondisi henti tidak terpenuhi,                  menjumlahkan bobot-bobot sinyal
            lakukan langkah 2 - 9                                masukan,
Langkah 2 : Untuk setiap pola input, lakukan                                             n

            step 3 – 8                                                  z _ in j              xi vij
                                                                                        i 1

  Feedforward:                                                 dan menerapkannya pada fungsi aktivasi
  Pembelajaran pada layer 1                              untuk menghitung sinyal keluarannya,
Langkah 3 : Setiap neuron masukan (Xi i=                                   zj         f ( z _ in j )
               1…n) menerima sinyal masukan xi                 dan mengirim sinyal ini ke semua
               dan menyebarkannya ke semua               neuron pada lapis keluaran
               neuron pada lapis tersembunyi.


Mimbar Pendidikan
                                                                                                                  39
Wawan Setiawan, Kecerdasan Komputasional                                                                                                No. 1/XXVI/2007




            Setiap neuron pada lapis tersembunyi-2                                        mengalikan dengan turunan fungsi
     (Z’j, j=1…m) menjumlahkan bobot-bobot                                                aktivasinya    untuk    menghitung
     sinyal masukan,                                                                      kesalahan informasinya,
                                                  n
                                                                                                     j         _ in j f ' (z' _ in j )
                            z' _ in j                  x i v ij
                                                 i 1                                      menghitung koreksi bobotnya (yang
           dan menerapkannya pada fungsi aktivasi                                         digunakan untuk memperbaiki v ij
     untuk menghitung sinyal keluarannya,                                                 nanti)
                                  z' j         f (z _ in j )                                             vij          j   xi
           dan mengirim sinyal ini ke semua
     neuron pada lapis keluaran                                                    Perbaiki bobot untuk proses selanjutnya
                                                                              Langkah 8 : Setiap neuron keluaran (Yk,
Langkah 5 : Setiap neuron keluaran (Yk,                                                   k=1…o) memperbaiki bobotnya
          k=1…o) menjumlahkan bobot                                                       (j=0…m)
          sinyal yang masuk,                                                          w jk (new)         w jk (old )           w jk
                                         p
                                                                                          Setiap neuron tersembunyi-1 (Zj,
                    y _ in k                   z' j w jk                                  j=1…p) memperbaiki bobotnya
                                         j 1
                    dan      mengaplikasikan    fungsi                                   vij (new)       vij (old )            vij
                    aktivasinya untuk menghitung sinyal                                   Setiap neuron tersembunyi-2 (Z’j,
                    yang akan dikeluarkannya                                              j=1…m) memperbaiki bobotnya
                     yk         f ( y _ ink )                                          v'ij (new )       v'ij (old )            v ij

         Backpropagasi error                                                  Langkah 9 :     Lakukan pengujian kondisi henti.

Langkah 6 : Setiap neuron keluaran (Yk,                                       Uji Coba
          k=1…o) menerima sebuah pola
          target yang berhubungan dengan                                             Uji coba ini dilakukan untuk mendapatkan
          pola masukan pelatihan dan                                          jumlah neuron hidden yang optimal. Uji coba ini
          menghitung kesalahan informasi                                      menggunakan metode trial and error karena tidak
                                                                              ada ketentukan yang pasti untuk menentukan
      k   (t k yk ) f ' ( y _ ink ) (2.19)                                    jumlah neuron hidden. Hal ini disebabkan bahwa
          menghitung koreksi bobot (yang                                      jumlah neuron hidden dipegaruhi oleh tingkat
          digunakan untuk memperbaiki w jk                                    kompleksitas atau karakteristik informasi
          nanti),                                                             (masukan). Uji coba neuron hidden didasarkan
             w jk           k   zj                                            pada jumlah neuron input menggunakan
                                                                              perbandingan data input fifty-fifty. Berikut ini
         dan mengirim                        k    ke         neuron   lapis
                                                                              hasil uji coba jumlah neuron hidden :
       tersembunyi.
                                                                                   Tabel-1 : Penentuan Jumlah Neuron Hidden
                                                                                          Jumlah Neuron
Langkah 7 : Setiap neuron tersembunyi-2
                                                                                                   Hidden        Tingkat
          (Z’j, j=1…m) menjumlahkan bobot                                       No.
                                                                                            ( … x Neuron         Akurasi
          setiap neuron yang yang telah dikali
                                                                                                     Input)
          dengan kesalahan informasinya,
                                                 m                               1               0,5              78 (%)
                                _ in j                      w jk                 2                 1              89 (%)
                                                        k
                                                 k 1                             3               1,5              92 (%)


                                                                                                                                     Mimbar Pendidikan
40
No. 1/XXVI/2007                                                                         Wawan Setiawan, Kecerdasan Komputasional




     4                  2              92 (%)
     5                2,5              92 (%)
     6                  3              93 (%)
     7                3,5              93 (%)
     8                  4              95 (%)
     9                4,5              95 (%)
    10                  5              95 (%)                         Tabel-2 : Hasil Uji Data Pelatihan
    11                5,5              96 (%)                No.        Data         Jumlah           Rerata
    12                  6              96 (%)                         Pelatihan       Epoch          Akurasi
    13                6,5              96 (%)                 1         30%            28977           90%
    14                  7              96 (%)                 2         50%            60678           98%
    15                7,5              96 (%)                 3         70%           112546          100%
    16                  8              98 (%)
    17                8,5              98 (%)                       Berdasarkan uji pelatihan, secara linier
    18                  9              97 (%)                tingkat akurasi semakin baik seiring jumlah data
    19                9,5              95 (%)                pelatihan. Hal ini analogi dengan pembelajaran
                                                             pada umumnya bahwa semakin sering
    20                10               93 (%)
                                                             mempelajari sesuatu maka tingkat pengenalannya
                                                             semakin baik. Namun demikian konsekuensinya
        Tingkat akurasi pengenalan sebanding
                                                             waktu pembelajaran akan bertambah dan hal ini
 dengan jumlah neuron hidden. Semakin besar
                                                             analoginya semakin lama mempelajari sesuatu
 jumlah neuraon hidden, model sistem pengenal
                                                             maka semakin baik pula pengenalannya. Dengan
 semakin tinggi akurasi pengenalannya namun ada
                                                             mempertibangkan waktu dan akurasi, maka
 batas optimalnya. Jumlah neuron hidden yang
                                                             cukup beralasan menggunakan komposisi 50%
 optimal sebanding dengan 8 dan 8,5 kali neuron
                                                             pelatihan akan menghasilkan tingkat akurasi
 input. Selanjutnya yang digunakan untuk uji
                                                             pengenalan yang baik meskipun bukan paling
 coba data testing adalah 8 kali atau yang lebih
                                                             baik.
 kecil karena akan terkait dengan waktu eksekusi
                                                                    Uji coba tingkat pengenalan model sistem
 program.
                                                             dilakukan untuk menentukan konfigurasi mana
        Uji coba pelatihan model sistem dilakukan
                                                             yang optimal untuk mendapatkan hasil yang baik.
 untuk mengetahui proses pembelajaran jaringan
                                                             Berikut ini hasil uji coba pengenalan :
 neural dengan 3 komposisi data pelatihan.
 Berikut ini hasil uji coba pelatihan :

                              Tabel-3 : Hasil Pelatihan data uji 30% data testing 70%

                                                                                Producer’s
       Kelas        C-1     C-2      C-3     C-4      C-5      C-6       C-7
                                                                                 Accuracy
         C-1        450      3        5       2        3        5         7        94,74
         C-2        22      456       3       6        6       10        22        86,86
         C-3        12       8       447     12       21       15         2        86,46
         C-4         7      15       20      460      12        5         4        87,95
         C-5         8       9       11      19       449      10         8        87,35
         C-6         3       7        6       4        9       451       16        90,93
         C-7         2       6       12       1        4        8        445       93,10
                                                                                Overall
     User’s
                    89,29   90,48   88,69   91,27    89,09    89,48     88,29   Accuracy -           PA =89,63
    Accuracy
                                                                                OA =89,51


Mimbar Pendidikan
                                                                                                                          41
Wawan Setiawan, Kecerdasan Komputasional                                                                    No. 1/XXVI/2007




                                                                                                    UA =89,51

        Dengan komposisi pelatihan yang                             konteks pengenalan wajah, komposisi ini tidak
 relatif kecil, masih teramati banyaknya                            dianjurkan untuk digunakan meskipun akurasinya
 kesalahan dalam pengenalan dan kesalatan                           lebih besar dari 80% diakrenakan terjadi konflik
 tersebar pada seluruh kelas yang ada. Dalam                        dengan seluruh kelas.

                                       Tabel-4 : Hasil Pelatihan data uji 50% data testing 50%
                                                                                       Producer’s
   Kelas             C-1         C-2       C-3      C-4      C-5       C-6     C-7
                                                                                        Accuracy
     C-1             480          3                                                       99,38
     C-2              9          487        5                                             97,21
     C-3              7           7        475       6                  3                 95,38
     C-4              8                    20       484       8                           93,08
     C-5                                    4       14       479        8       5         93,92
     C-6                                                     12        478     26         92,64
     C-7                           7                          5        15      473        94,60
                                                                                        Overall
 User’s                                                                                               PA =95.17
                    95,24       96,63      94,25   96,03    95,04     94,84   95,24    Accuracy -
Accuracy
                                                                                       OA =95.12      UA =95.12

       Dengan komposisi pelatihan yang                              masih terjadi konflik dengan rata-rata kesalahan
 seimbang,     termati  bahwa      kesalahan                        terjadi pada 3 kelas, dan komposisi ini bisa
 pengenalan tidak pada seluruh kelas, namun                         direkomendasi.

                                    Tabel-5 : Hasil Pelatihan dan data uji 70% data testing 30%
                                                                                       Producer’s
   Kelas             C-1         C-2       C-3      C-4      C-5       C-6     C-7
                                                                                        Accuracy
     C-1             493                                                                 100,00
     C-2              5          500                                                      99,01
     C-3                          2        487       1                                    99,39
     C-4              6                    12       500       8                           95,06
     C-5                                    5        3       490        2       2         97,61
     C-6                                                      6        496     13         96,31
     C-7                           2                                    6      489        98,39
                                                                                        Overall
 User’s                                                                                              PA =97,97
                   97,82        99,21      96,63   99,21    97,22     98,41   97,02    Accuracy -
Accuracy
                                                                                       OA =97,93     UA =97,93

       Komposisi pelatihan yang lebih besar,
tingkat akurasi pengenalan juga meningkat namun                      Kesimpulan dan Rekomendasi
masih terjadi kesalahan rata-rata dengan dua
kelas. Komposisi ini akan beresiko biaya pelatihan
yang besar seperti pada tabel 2, namun akurasinya                    Kesimpulan
meningkat meskipun tidak terlalu besar, maka                               Berdasarkan data dan hasil pengolahannya
komposisi ini jarang digunakan.                                      dapat ditarik beberapa kesimpulan mengenai

                                                                                                         Mimbar Pendidikan
42
No. 1/XXVI/2007                                                                           Wawan Setiawan, Kecerdasan Komputasional




model      sistem   pengenalan     wajah     yang            G. Lohmann, 1994, Co-occurrence-based Analysis and
dikembangkan antara lain :                                           Synthesis of Textures, Proc. 12th Int. Conference on
                                                                     Pattern Recognition, Jerusalem, pp. 449-453.
1. Model sistem pengenalan wajah jaringan
                                                             Haykin Simon, 1994, Neural Network: A Comprehensive
    neural buatan dengan pembelajaran propagasi                      Foundation, Prentice-Hall, New Jersey.
    balik yang diusulkan dapat meningkatkan                  W. Setiawan, A. Murni, and B. Kusumoputro, 2003,
    akurasi pengenalan dari sistem yang telah ada                    Probabilistic Neural Network Based on Multinomial
    sebelumnya (propagasi balik standar).                            Model for Remote Sensing Image Classification,
2. Peningkatan akurasi pengenalan dapat                              Proceedings Computer, Communication and
                                                                     Control Technologies : II, Vol. V ISBN : 980-6560-
    dilakukan melalui redesain arsitektur yaitu
                                                                     05-1. pp. 132-136, Orlando.
    penambahan jumlah lapis tersembunyi, dan                 W. Setiawan, A. Murni, dan B. Kusumoputro, 2000,
    penambahan jumlah ciri yaitu ciri geometri.                      Klasifikasi Parameter Konstrain Kawasan Andalan
3. Model sistem pengenalan wajah dapat                               Menggunakan Jaringan Neural Buatan (JNB)
    mengenali kelas wajah dengan komposisi                           Berbasis     Pembelajaran     Adaptif, Proceeding
    pelatihan 30%, dengan tingkat akurasi yang                       SITIA2000, Surabaya.
    sudah cukup baik namun bukan yang terbaik.               W. Setiawan, and B. Kusumoputro, 2003, Propagasi Balik
                                                                     Termodifikasi Untuk Pengenalan Image Wajah
4. Tingkat pengenalan semakin baik dengan                            Menggunakan Jaringan Neural Buatan Berbasis
    semakin besarnya komposisi pelatihan dengan                      Eigenfaces, Prosiding SNKK I, Jakarta.
    konsekuensi waktu pelatihan yang semakin                 W. Setiawan, and B. Kusumoputro, 1998, Shape and color
    besar pula.                                                      analysis of Malignant Skin Cansers Using Artificial
                                                                     Neural Network Approach, Proc. 5th Asian Symp.
                                                                     On Visualization, with B. Kusumoputro, Jakarta.
Rekomendasi
                                                             W. Setiawan, dan B. Kusumoputro, 2001, Pengembangan
    Berdasarkan data dan hasil pengolahannya                         Algoritma Propagasi Balik Untuk Pengenalan Image
dapat dipertimbangkan beberapa rekomendasi                           Wajah Berbasis Eigenfaces, Jurnal ICIS, Jakarta.
untuk mendapatkan model sistem pengenalan                    W. Setiawan, A. Murni, and B. Kusumoputro, 2002,
                                                                     Multitemporal Optical-Sensor Image Classification
wajah yang optimal antara lain :
                                                                     Based on A. Cascade of Neural Network, EM
    1. Hendaknya          untuk       menggunakan                    Algorithm and Compound Classifier, Proceeding
        pelatihan dengan komposisi yang tidak                        The 2002 International Conference On Opto-
        terlalu kecil dan juga tidak terlalu besar.                  Electronic and Laser Applications ISBN : 979-
    2. Model sistem pengenalan wajah yang                            8575-03-2 pp. C48-C53, Program Opto-
                                                                     Elektroteknik and Laser Appication, Universitas
        telah dihasilkan dapat dikembangkan                          Indonesia, Jakarta.
        untuk berbagai sudut pandang dan juga                W. Setiawan, A. Murni, dan B. Kusumoputro, 2005, Model
        jarak pengambilan citra (tidak hanya                         Jaringan Neural Buatan dalam Konteks Keputusan
        frontal).                                                    Komputasional. Prosiding Seminar Nasional IPA,
                                                                     Bandung.
      VII. DAFTAR PUSTAKA                                    W. Setiawan, A. Murni, dan B. Kusumoputro, 2001,
                                                                     Pendekatan Neural Network berbasis Algoritma
Alessandro, S., et. al., 1993, Speed Up Learning and                 EM untuk masalah Klasifikasi Campuran, Prosiding
      Network       Optimization     With       Extended             SNKK II, Jakarta.
      Backpropagation, Proc. Neural Networks Vol. 6,
                                                             W. Setiawan,, A. Murni, dan B. Kusumoputro, 2005,
      pp.365-383.
                                                                     Pengembangan Jaringan Neural Buatan Model
Dempster A. P., N. M. Laird, and D. B. Rubin,                        Multinomial untuk Klasifikasi Citra Inderaja,
      1997,Maximum Likelihood from Incomplete Data                   Prosiding Seminar Nasional Matematika, Bandung.
      via the EM Algorithm, J. R. Stat. Soc., Vol. 39, No.
      1, pp. 1-38.                                           W. Setiawan, A. Murni, B. Kusumoputro, and Selly Feranie,
                                                                     2005, Probabilistic Neural Network Based on
Donald F.S., et al.,1991, Generalization Accuracy of                 Multinomial Model for Remote Sensing Image
      Probabilistic Neural Networks Compare with Back-               Classification, Jurnal Ilmu Komputer, IPB, Bogor.
      Propagation Networks, IEEE Transaction on
      Neural Network.
                                                             Penulis:


Mimbar Pendidikan
                                                                                                                            43
Wawan Setiawan, Kecerdasan Komputasional                                               No. 1/XXVI/2007




Dr. Wawan Setiawan, M.Si. adalah Dosen            Program Studi Ilmu Komputer FPMIPA UPI
Pendidikan Fisikan FPMIPA UPI dan sebagai Ketua




                                                                                    Mimbar Pendidikan
44

More Related Content

Similar to Kecerdasan komputasional _berbasis_jaringan_neural_buatan_(jnb)_pada_sistem_pengenalan_wajah_(face_recognition)

1. UTS_KECERDASAN_KOMPUTASIONAL_200401072103_HENDRO_GUNAWAN_IT-701.pdf
1. UTS_KECERDASAN_KOMPUTASIONAL_200401072103_HENDRO_GUNAWAN_IT-701.pdf1. UTS_KECERDASAN_KOMPUTASIONAL_200401072103_HENDRO_GUNAWAN_IT-701.pdf
1. UTS_KECERDASAN_KOMPUTASIONAL_200401072103_HENDRO_GUNAWAN_IT-701.pdfHendroGunawan8
 
Pengenalan Wajah Dua Dimensi Menggunakan Multi-Layer Perceptron Berdasarkan N...
Pengenalan Wajah Dua Dimensi Menggunakan Multi-Layer Perceptron Berdasarkan N...Pengenalan Wajah Dua Dimensi Menggunakan Multi-Layer Perceptron Berdasarkan N...
Pengenalan Wajah Dua Dimensi Menggunakan Multi-Layer Perceptron Berdasarkan N...Noor Azizah
 
Kecerdasan Komputasional Diskusi 2.pdf
Kecerdasan Komputasional Diskusi 2.pdfKecerdasan Komputasional Diskusi 2.pdf
Kecerdasan Komputasional Diskusi 2.pdfHendroGunawan8
 
Sistem berbasis pengetahuan 2
Sistem berbasis pengetahuan 2Sistem berbasis pengetahuan 2
Sistem berbasis pengetahuan 2mantap bana yaung
 
Dw 7-intelijensi buatan
Dw 7-intelijensi buatanDw 7-intelijensi buatan
Dw 7-intelijensi buatanDian Sari
 
Makalah Jaringan Syaraf Tiruan
Makalah Jaringan Syaraf TiruanMakalah Jaringan Syaraf Tiruan
Makalah Jaringan Syaraf TiruanYono Pambungsu
 
Sistem Pakar Intro-sant
Sistem Pakar Intro-santSistem Pakar Intro-sant
Sistem Pakar Intro-santMaikelPaijovka
 
Sim,mikel, prof. dr. hapzi, mm, kecerdasan buatan, universitas mercu buana, 2017
Sim,mikel, prof. dr. hapzi, mm, kecerdasan buatan, universitas mercu buana, 2017Sim,mikel, prof. dr. hapzi, mm, kecerdasan buatan, universitas mercu buana, 2017
Sim,mikel, prof. dr. hapzi, mm, kecerdasan buatan, universitas mercu buana, 2017mikelmini
 
SIM,Galih Dwi Santoso, Hapzi Ali, Kecerdasan Buatan, Universitas Mercu Buana,...
SIM,Galih Dwi Santoso, Hapzi Ali, Kecerdasan Buatan, Universitas Mercu Buana,...SIM,Galih Dwi Santoso, Hapzi Ali, Kecerdasan Buatan, Universitas Mercu Buana,...
SIM,Galih Dwi Santoso, Hapzi Ali, Kecerdasan Buatan, Universitas Mercu Buana,...galih dwi
 
Permasalahan terstruktur, semi terstruktur dan tidak terstruktur dan penerapa...
Permasalahan terstruktur, semi terstruktur dan tidak terstruktur dan penerapa...Permasalahan terstruktur, semi terstruktur dan tidak terstruktur dan penerapa...
Permasalahan terstruktur, semi terstruktur dan tidak terstruktur dan penerapa...I Gede Iwan Sudipa
 
Artificial Intelligence
Artificial IntelligenceArtificial Intelligence
Artificial Intelligencedio nugroho
 
dio nugroho (41816010074) - kecerdasan buatan
dio nugroho (41816010074) - kecerdasan buatandio nugroho (41816010074) - kecerdasan buatan
dio nugroho (41816010074) - kecerdasan buatandio nugroho
 
AI-1-Konsep AI.pptx
AI-1-Konsep AI.pptxAI-1-Konsep AI.pptx
AI-1-Konsep AI.pptxSamFChaerul
 
Kecerdasan-Buatan-Pertemuan-2.pptx
Kecerdasan-Buatan-Pertemuan-2.pptxKecerdasan-Buatan-Pertemuan-2.pptx
Kecerdasan-Buatan-Pertemuan-2.pptxVirjayantiLazinu
 
Slide-INF401-KECERDASAN-BUATAN-PERTEMUAN-1.pptx
Slide-INF401-KECERDASAN-BUATAN-PERTEMUAN-1.pptxSlide-INF401-KECERDASAN-BUATAN-PERTEMUAN-1.pptx
Slide-INF401-KECERDASAN-BUATAN-PERTEMUAN-1.pptxssuser637fdc
 
Pengertian Inteligen Semu - Bidang Aplikasi Inteligen Semu
Pengertian Inteligen Semu - Bidang Aplikasi Inteligen SemuPengertian Inteligen Semu - Bidang Aplikasi Inteligen Semu
Pengertian Inteligen Semu - Bidang Aplikasi Inteligen Semunabila rahmalia
 
2 Intelegensi Buatan.pptx
2 Intelegensi Buatan.pptx2 Intelegensi Buatan.pptx
2 Intelegensi Buatan.pptxAditiyaHerawan
 

Similar to Kecerdasan komputasional _berbasis_jaringan_neural_buatan_(jnb)_pada_sistem_pengenalan_wajah_(face_recognition) (20)

1. UTS_KECERDASAN_KOMPUTASIONAL_200401072103_HENDRO_GUNAWAN_IT-701.pdf
1. UTS_KECERDASAN_KOMPUTASIONAL_200401072103_HENDRO_GUNAWAN_IT-701.pdf1. UTS_KECERDASAN_KOMPUTASIONAL_200401072103_HENDRO_GUNAWAN_IT-701.pdf
1. UTS_KECERDASAN_KOMPUTASIONAL_200401072103_HENDRO_GUNAWAN_IT-701.pdf
 
Pengenalan Wajah Dua Dimensi Menggunakan Multi-Layer Perceptron Berdasarkan N...
Pengenalan Wajah Dua Dimensi Menggunakan Multi-Layer Perceptron Berdasarkan N...Pengenalan Wajah Dua Dimensi Menggunakan Multi-Layer Perceptron Berdasarkan N...
Pengenalan Wajah Dua Dimensi Menggunakan Multi-Layer Perceptron Berdasarkan N...
 
Kecerdasan Komputasional Diskusi 2.pdf
Kecerdasan Komputasional Diskusi 2.pdfKecerdasan Komputasional Diskusi 2.pdf
Kecerdasan Komputasional Diskusi 2.pdf
 
A 3-5
A 3-5A 3-5
A 3-5
 
Sistem berbasis pengetahuan 2
Sistem berbasis pengetahuan 2Sistem berbasis pengetahuan 2
Sistem berbasis pengetahuan 2
 
Dw 7-intelijensi buatan
Dw 7-intelijensi buatanDw 7-intelijensi buatan
Dw 7-intelijensi buatan
 
Makalah Jaringan Syaraf Tiruan
Makalah Jaringan Syaraf TiruanMakalah Jaringan Syaraf Tiruan
Makalah Jaringan Syaraf Tiruan
 
Sistem Pakar Intro-sant
Sistem Pakar Intro-santSistem Pakar Intro-sant
Sistem Pakar Intro-sant
 
Sim,mikel, prof. dr. hapzi, mm, kecerdasan buatan, universitas mercu buana, 2017
Sim,mikel, prof. dr. hapzi, mm, kecerdasan buatan, universitas mercu buana, 2017Sim,mikel, prof. dr. hapzi, mm, kecerdasan buatan, universitas mercu buana, 2017
Sim,mikel, prof. dr. hapzi, mm, kecerdasan buatan, universitas mercu buana, 2017
 
SIM,Galih Dwi Santoso, Hapzi Ali, Kecerdasan Buatan, Universitas Mercu Buana,...
SIM,Galih Dwi Santoso, Hapzi Ali, Kecerdasan Buatan, Universitas Mercu Buana,...SIM,Galih Dwi Santoso, Hapzi Ali, Kecerdasan Buatan, Universitas Mercu Buana,...
SIM,Galih Dwi Santoso, Hapzi Ali, Kecerdasan Buatan, Universitas Mercu Buana,...
 
Jurnal
Jurnal Jurnal
Jurnal
 
Permasalahan terstruktur, semi terstruktur dan tidak terstruktur dan penerapa...
Permasalahan terstruktur, semi terstruktur dan tidak terstruktur dan penerapa...Permasalahan terstruktur, semi terstruktur dan tidak terstruktur dan penerapa...
Permasalahan terstruktur, semi terstruktur dan tidak terstruktur dan penerapa...
 
Artificial Intelligence
Artificial IntelligenceArtificial Intelligence
Artificial Intelligence
 
dio nugroho (41816010074) - kecerdasan buatan
dio nugroho (41816010074) - kecerdasan buatandio nugroho (41816010074) - kecerdasan buatan
dio nugroho (41816010074) - kecerdasan buatan
 
AI-1-Konsep AI.pptx
AI-1-Konsep AI.pptxAI-1-Konsep AI.pptx
AI-1-Konsep AI.pptx
 
Kecerdasan-Buatan-Pertemuan-2.pptx
Kecerdasan-Buatan-Pertemuan-2.pptxKecerdasan-Buatan-Pertemuan-2.pptx
Kecerdasan-Buatan-Pertemuan-2.pptx
 
Perbedaan deep learn
Perbedaan deep learnPerbedaan deep learn
Perbedaan deep learn
 
Slide-INF401-KECERDASAN-BUATAN-PERTEMUAN-1.pptx
Slide-INF401-KECERDASAN-BUATAN-PERTEMUAN-1.pptxSlide-INF401-KECERDASAN-BUATAN-PERTEMUAN-1.pptx
Slide-INF401-KECERDASAN-BUATAN-PERTEMUAN-1.pptx
 
Pengertian Inteligen Semu - Bidang Aplikasi Inteligen Semu
Pengertian Inteligen Semu - Bidang Aplikasi Inteligen SemuPengertian Inteligen Semu - Bidang Aplikasi Inteligen Semu
Pengertian Inteligen Semu - Bidang Aplikasi Inteligen Semu
 
2 Intelegensi Buatan.pptx
2 Intelegensi Buatan.pptx2 Intelegensi Buatan.pptx
2 Intelegensi Buatan.pptx
 

Kecerdasan komputasional _berbasis_jaringan_neural_buatan_(jnb)_pada_sistem_pengenalan_wajah_(face_recognition)

  • 1. No. 1/XXVI/2007 Wawan Setiawan, Kecerdasan Komputasional Kecerdasan Komputasional Berbasis Jaringan Neural Buatan (JNB) Pada Sistem Pengenalan Wajah (Face Recognition)  Wawan Setiawan (Universitas Pendidikan Indonesia) Abstrak Model sistem pengenalan wajah yang diusulkan dalam penelitian ini merupakan pengembangan dari model sistem yang telah dilakukan pada penelitian sebelumnya. Modifikasi yang dilakukan terdiri atas dua sisi yaitu modifikasi pada arsitektur jaringan neural dengan penambahan lapis neuron hidden, dan penambahan jumlah ciri dengan menghadirkan ciri geometri selain ciri geometri. Kedua modifikasi ini dapat meningkatkan kemampuan pengenalahan sekalipun dilatih dengan komposisi yang relatif rendah yaitu 30%. Dengan pertimbangan optimalisasi komputasi eksekusi atau waktu, komposisi pelatihan 50% dapat digunakan sebagai pembelajaran yang optimal. Komposisi 70% menghasilkan akurasi sangat baik namun biaya komputasi pelatihannya cukup mahal. Sampel data yang digunakan adalah citra wajah 7 orang masing-masing dengan 6 poses. Ekstraksi ciri dilakukan pada 12 bagian wajah dengan masing-masing diambil 3 variasi piksel ke segala arah sehingga menghasilkan 72 konfigutasi untuk setiap orang sampel dengan masing-masing 47 ciri. Arsitektur jaringan neural menjadi 47 neuron input, 8 kali neuron hidden, dan 7 neuron output. Pembelajaran model sistem menggunakan algoritma pembelajaran supervisi propagasi balik Komposisi pelatihan 30% mengasilkan rerata tingkat akurasi 90% untuk data pelatihan, dan rerata 89% untuk data testing. Komposisi pelatihan 50% mengasilkan rerata tingkat akurasi 98% untuk data pelatihan, dan rerata 95% untuk data testing. Komposisi pelatihan 70% mengasilkan rerata tingkat akurasi 100% untuk data pelatihan, dan rerata 98% untuk data testing. Secara umum model sistem jaringan neural pengenal wajah yang diusulkan cukup handal untuk sistem pengenal wajah secara frontal. Untuk pengembangan penelitian selanjutnya dapat rancang untuk wajah tiga dimensi dengan variasi jarak pandang. Kata kunci : model sistem pengenal wajah, jaringan neural buatan, dan propagasi balik. sudah dilakukan oleh seorang anak sejak kecil Pendahuluan untuk dapat berbicara, membaca, menulis, makan, K dan minum, menentukan jarak aman bagi emampuan otak manusia dalam keselamatannya dan bahkan dalam menentukan memproses persoalan yang nilai-nilai moral yang dianutnya. Berkaitan dengan berkaitan dengan panca indera kelemahan bidang kecerdasan buatan untuk dicoba untuk diimplementasikan dalam komputer, menyelesaikan problem indera manusia, maka dengan mempelajari cara kerja jaringan neural pada tahun 1990-1991 lahir konsep baru yang biologis yang mendasarinya. Pendekatan yang dinamakan Computational Intelligence (Kecerdasan dilakukan dalam penelitian yang berkaitan dengan Komputasional). Dalam bidang kecerdasan pengidentikan jaringan neural bilologis ini komputasional ini, diantaranya metodologi dilakukan dengan menerapkan prinsip dasarnya komputasi seperti jaringan neural buatan pada sistem komputer dengan nama jaringan dikembangkan dan digabung menjadi satu untuk neural buatan (JNB). Salah satu hal yang sangat mampu memberikan konsep fundamental bagi rumit untuk diketahui dan kemudian dicoba pengembangan sistem cerdas (Intelligent System). untuk ditiru adalah kemampuan otak manusia Sistem Indera Buatan merupakan sistem untuk belajar dari pengalaman. Kemampuan yang sangat diperlukan dalam kehidupan manusia. belajar dari pengalaman ini merupakan cara yang Hal ini disebabkan karena manusia mempunyai Mimbar Pendidikan 35
  • 2. Wawan Setiawan, Kecerdasan Komputasional No. 1/XXVI/2007 beberapa keterbatasan dalam melakukan yang beberapa tahun terakhir menarik perhatian aktifitasnya. Manusia akan selalu berupaya untuk banyak orang adalah Sistem Pengenal mengahindari daerah kerja yang berbahaya. Wajah/Obyek secara otomatis (Automated Apabila manusia berada dalam keadaan yang Face/Object Recognition – AFR). Pengembangan kurang sehat, baik fisik ataupun kejiwaan, maka sistem ini didorong oleh penggunaan aplikasi ini kemampuan sistem inderanya akan menurun. di banyak bidang. Identifikasi wajah merupakan Untuk dapat mengatasi hal tersebut, maka masalah yang penting dalam bidang penegakan beberapa pakar mengembangkan metodologi hukum dan forensik, otensikasi pengaksesan untuk sistem indera buatan berdasarkan cara kerja gedung atau mesin transaksi otomatis. manusia itu sendiri. Jaringan neural buatan Bagaimanapun juga sistem AFR mempunyai merupakan salah satu metode untuk dapat kekurangan, karena wajah yang berbeda mungkin membuat sebuah mesin komputer bereaksi tampak mirip sehingga membutuhkan dengan sensor yang diserupakan kerjanya dengan kemampuan pembedaan yang tinggi dari sistem jaringan neural manusia. Penggunaan model tersebut. Masalah lain misalnya beberapa citra jaringan neural buatan dalam kecerdasan wajah mungkin tampak agak berbeda karena komputasional terus dikembangkan untuk batasan-batasan dari citra itu sendiri seperti meningkatkan sistem indera buatan. Sistem perubahan titik pencahayaan, ekpsresi wajah, dan pengenalan wajah merupakan sistem indera penggunaan aksesoris seperti kacamata dan yang penglihatan banyak diterapkan terutama untuk lainnya. kontrol. Sebuah perusahaan atau institusi besar Sistem pengenal wajah telah mengalami dapat mengontrol karyawannya melalui kamera kemajuan akhir-akhir ini, khususnya untuk yang dipasang di tempat-tempat yang dilalui mengenal citra wajah dengan tingkat kontrol yang karyawan tersebut. Orang asing yang mencoba tinggi pada pencahayaan dan skala. Hasil yang menyelinap akan segera diketahui dan diambil baik telah didapatkan untuk pengenalan citra 2-D tindakan dengan cepat pula. Di negara maju bagian depan (frontal), dengan menggunakan sistem kontrol dengan indera penglihatan buatan penyesuaian pola terhadap basis data yang besar, telah banyak digunakan terutama untuk wilayah- atau dengan mengkombinasikannya dengan wilayah tertentu. Kepolisian dapat menggunakan penyesuaian ciri dan pola. Penyesuaian pola sistem pengenalan wajah untuk mengenali para menggunakan Transformasi Karhunen-Loeve penjahat terutama yang kambuhan. Sistem pada sekumpulan citra yang besar. Penelitian awal pengenal wajah dapat pula digunakan untuk menunjukkan bahwa penggunaan jaringan neural absensi karyawan dan mahasiswa. Sistem absensi buatan dengan metode pembelajaran dengan fingerprint telah banyak digunakan namun propagasibalik cukup mampu untuk dapat ada kelemahan karena harus mengantri menentukan citra wajah yang telah dilatih melalui menempelkan jarinya pada sensor yang ciri optik. Untuk dapat menggunakan sistem belakangan dapat membuat kejengkelan. Sistem indera buatan penglihatan dengan kemampuan pengenalan wajah dapat mengatasi masalah yang lebih tinggi, dapat dilakukan dengan dengan antrian dan kejengkelan. Laboratorium merubah sistem arsitektur jaringan neural yang Kecerdasan Komputasional Universitas Indonesia digunakan. Perubahan arsitektur ini dengan telah mengembang model pengenalan wajah mengganti setiap neuron pada layer tersembunyi sampai akurasi 86%. Dalam penelitian ini konvensional dengan sekumpulan neuron yang dikembangkan model jaringan neural buatan membentuk beberapa layer. multihidden layer. Dengan menggunakan informasi tambahan berupa ciri geometri sederhana, maka jaringan Sistem Indera Buatan Untuk Penglihatan neural buatan ini diharapkan dapat mengenal citra wajah dengan kemampuan yang lebih baik. Citra Indera buatan untuk sistem penglihatan Mimbar Pendidikan 36
  • 3. No. 1/XXVI/2007 Wawan Setiawan, Kecerdasan Komputasional wajah yang digunakan sebagai masukan sistem ini menguji kinerja model yang dikembangkan, diambil dari pelbagai pose yang menggambarkan dilakukan uji tingkat akuarsi yang terdiri atas : senang, netral, sedih, dan marah. 1. User’s accuracy yaitu tingkat akurasi tiap kelas yang merupakan perbandingan antara Metodologi Penelitian pengenalan yang benar terhadap jumlah yang harus dikenali. Metode yang dikembangkan dalam 2. Producer’s accuracy yaitu tingkat akurasi tiap peneltian ini mengikuti langkah-langkah sebagai kelas yang merupakan perbandingan antara berikut : pengenalan yang benar terhadap jumlah kelas 1. Pengambilan citra wajah sejumlah orang yang terjadi. pada berbagai variasi pose (mimik). 3. Overall accuracy yaitu tingkat akurasi untuk 2. Pemrosesan awal untuk mendapatkan citra seluruh kelas yang merupakan perbandingan yang berkualitas agar mudah dalam antara pengenalan yang benar semua kelas mengekstraksi fitur wajah. terhadap jumlah seluruh data. 3. Mendisain arsitektur jaringan neural buatan yang optimal. Berdasarkan hasil uji tingkat akuarsi, dapat 4. Rancangan algoritma pembelajaran dan didefinisikan kinerga model yang dikembangkan. redisain arsitektur. Subyek dalam penelitian ini adalah citra 5. Melakukan pelatihan dan uji coba jaringan wajah 7 orang pada berbagai pose yang bervariasi. neural. Variasi pose dilakukan dengan akting karena sulit 6. Melakukan integrasi dan uji coba sistem. mengkodisikan pose yang sesungguhnya. Pose 7. Melakukan rekonstruksi citra wajah. akting dengan pose sesungguhnya tentu akan menghasilkan konfigurasi yang berbeda. Pose yang sesungguhnya dibangun oleh dorongan jiwa Data dalam penelitian ada dua pandangan, dan hati sedangkan pose akting lebh pertama data masukan yang berupa citra wajah mengandalkan perasaan. Namun demikian yang mengalami proses transformasi matematik melalui upaya akting ini diharapkan tidak terlalu yang merupakan input model yang jauh perbedaannya terutama dengan dikembangkan. Kedua data keluran yang memperhatikan raut wajah. Pendekatan ini merupakan hasil proses model sistem yang merupakan teknik yang paling optimal untuk kembangkan. Berhasarkan data keluaran, dilakukan karena kesulitan untuk mendapatkan selanjutnya diinterprtasi kualifikasi model sistem yang sesungguhnya. pengenal wajah. Untuk mendapatkan kualifikasi model sistem yang dikembangkan, Hasil dan Pembahasan dilakukan pengukuran terhadap beberapa parameter penelitian. Yang menjadi parameter Pengambilan citra wajah menggunakan dalam penelitian ini adalah : kompleksitas model perangkat yang didisain secara khusus di bengkel yang dikembangkan, dan kinerja model yang FPMIPA dengan menggunakan kamera digital dikembangkan. dengan kualifikasi yang cukup optimal. Citra Model yang dikembangkan adalah sebuah wajah diambil dari sejumlah orang secara frontal model software aplikasi. Untuk menguji tingkat pada beberapa variasi pose (mimik) yang terdiri kompleksitas software sistem, digunakan uji atas ; netral, senyum, gembira, sedih, bengis, dan waktu eksekusi terutama waktu pelatihan. Waktu marah sehingga untuk setiap orang terdapat 6 eksekusi biasanya dinyatakan dalam putaran (enam) pose. yang dikenal dengan epoch. Model yang dikembangkan adalah sarana pengenalan yang Pemrosesan Awal (Praproses) bertujuan untuk mengenali dengan baik. Untuk Mimbar Pendidikan 37
  • 4. Wawan Setiawan, Kecerdasan Komputasional No. 1/XXVI/2007 Praproses dilakukan untuk mendapatkan ini ciri unik didasarkan pada gabungan ciri optik citra yang berkualitas dengan tujuan untuk dan ciri geometri. Ciri optik terdiri atas : rerata, minimalisir gangguan (noise) dan agar mudah median, maksimum, minimum, dan santar deviasi dari dalam mengekstraksi fitur wajah. Langkah- setiap bagian. Sedangakn ciri geometrik adalah langkah praproses meliputi : jarak antar bagian yang menurut ahli forensik a. Filtering bisa dijadikan ciri terdiri atas : jarak mata kiri- Filtering merupakan upaya memperjelas kanan, jarak mata kanan-hidung, jarak mata kiri- batas-batas dari setiap bagian yang terdapat pada hidung, jarak hidung-mulut, jarak mulut-dagu, dan wajah, dan menghilangkan noise atau informasi jarak pangkal-dagu. Bagian-bagian wajah yang yang tidak diperlukan bahkan mengganggu. diekstrak menjadi ciri terdiri atas mata, alis, Teknik filtering yang biasa digunakan adalah hidung, pangkal, bibir, dan dagu (memiliki mean filtering yang merupakan nilai tengah dari keunikan). Total ciri yang diambil 8 bagian kali 5 informasi yang ada. Berdasarkan ciri optik ditambah 7 ciri geometri yaitu 47 ciri. karakteristiknya, noise tidak berada pada daerah Setiap bagian diambil ciri optik masing- mean maka akan tereliminasi. Hasil dari filtering masing 12 daerah sekitar melalui sebaran 3 piksel adalah citra wajah yang lebih jelas terutama dengan 4 arah. Sehingga untuk setiap orang bagian-bagiannya dengan tetap mempertahankan menghasilkan 6 pose kali 12 daerah menjadi 72 keunikannya. (tujuh puluh dua) konfigurasi optik . Sedangkan untuk ciri geometrinya menggunakan ciri yang b. Ekstraksi Ciri sama yaitu berdasrkan jarak antar pusat setiap Ekastraksi ciri merupakan upaya untuk bagian untuk setiap pose. Dengan demikian mengambil ciri yang unik dari citra dari sebuah pada penelitian ini digunakan 7 orang kali 72 objek. Pada penelitian sebelumnya ekstraksi ciri menjadi 504 konfigurasi yang merupakan data didasrkan pada ciri optik saja. Dalam penelitian pengamatan. Arsitektur jaringan neural buatan yang Disain Arsitektur dan Algoritma Pembelajaran digunakan, didisain terlebih dahulu agar Jaringan Neural Buatan (JNB) didapatkan arsitektur yang memadai. Untuk melakukan proses pengenalan atau identifikasi, Mimbar Pendidikan 38
  • 5. No. 1/XXVI/2007 Wawan Setiawan, Kecerdasan Komputasional digunakan algoritma pembelajaran backpropagation menggunakan multi hidden. yang dimodifikasi pada struktur neuron hidden V’11 W11 V11 Z1 X1 Z’1 Y1 Xi Z’k Yk Zj V Wmo Vnp Zp ’pm Z’m Yo Xn Arsitektur Jaringan Neural Buatan x : neuron input = 47 buah z : neruon hidden = 8 x 47 buah y : neuraon output = 7 buah Algoritma Pembelajaran Jaringan sebagai berikut : Langkah 4 : Setiap neuron pada lapis Langkah 0 : Inisialisasi bobot tersembunyi-1 (Zj, j=1…p) Langkah 1 : Jika kondisi henti tidak terpenuhi, menjumlahkan bobot-bobot sinyal lakukan langkah 2 - 9 masukan, Langkah 2 : Untuk setiap pola input, lakukan n step 3 – 8 z _ in j xi vij i 1 Feedforward: dan menerapkannya pada fungsi aktivasi Pembelajaran pada layer 1 untuk menghitung sinyal keluarannya, Langkah 3 : Setiap neuron masukan (Xi i= zj f ( z _ in j ) 1…n) menerima sinyal masukan xi dan mengirim sinyal ini ke semua dan menyebarkannya ke semua neuron pada lapis keluaran neuron pada lapis tersembunyi. Mimbar Pendidikan 39
  • 6. Wawan Setiawan, Kecerdasan Komputasional No. 1/XXVI/2007 Setiap neuron pada lapis tersembunyi-2 mengalikan dengan turunan fungsi (Z’j, j=1…m) menjumlahkan bobot-bobot aktivasinya untuk menghitung sinyal masukan, kesalahan informasinya, n j _ in j f ' (z' _ in j ) z' _ in j x i v ij i 1 menghitung koreksi bobotnya (yang dan menerapkannya pada fungsi aktivasi digunakan untuk memperbaiki v ij untuk menghitung sinyal keluarannya, nanti) z' j f (z _ in j ) vij j xi dan mengirim sinyal ini ke semua neuron pada lapis keluaran Perbaiki bobot untuk proses selanjutnya Langkah 8 : Setiap neuron keluaran (Yk, Langkah 5 : Setiap neuron keluaran (Yk, k=1…o) memperbaiki bobotnya k=1…o) menjumlahkan bobot (j=0…m) sinyal yang masuk, w jk (new) w jk (old ) w jk p Setiap neuron tersembunyi-1 (Zj, y _ in k z' j w jk j=1…p) memperbaiki bobotnya j 1 dan mengaplikasikan fungsi vij (new) vij (old ) vij aktivasinya untuk menghitung sinyal Setiap neuron tersembunyi-2 (Z’j, yang akan dikeluarkannya j=1…m) memperbaiki bobotnya yk f ( y _ ink ) v'ij (new ) v'ij (old ) v ij Backpropagasi error Langkah 9 : Lakukan pengujian kondisi henti. Langkah 6 : Setiap neuron keluaran (Yk, Uji Coba k=1…o) menerima sebuah pola target yang berhubungan dengan Uji coba ini dilakukan untuk mendapatkan pola masukan pelatihan dan jumlah neuron hidden yang optimal. Uji coba ini menghitung kesalahan informasi menggunakan metode trial and error karena tidak ada ketentukan yang pasti untuk menentukan k (t k yk ) f ' ( y _ ink ) (2.19) jumlah neuron hidden. Hal ini disebabkan bahwa menghitung koreksi bobot (yang jumlah neuron hidden dipegaruhi oleh tingkat digunakan untuk memperbaiki w jk kompleksitas atau karakteristik informasi nanti), (masukan). Uji coba neuron hidden didasarkan w jk k zj pada jumlah neuron input menggunakan perbandingan data input fifty-fifty. Berikut ini dan mengirim k ke neuron lapis hasil uji coba jumlah neuron hidden : tersembunyi. Tabel-1 : Penentuan Jumlah Neuron Hidden Jumlah Neuron Langkah 7 : Setiap neuron tersembunyi-2 Hidden Tingkat (Z’j, j=1…m) menjumlahkan bobot No. ( … x Neuron Akurasi setiap neuron yang yang telah dikali Input) dengan kesalahan informasinya, m 1 0,5 78 (%) _ in j w jk 2 1 89 (%) k k 1 3 1,5 92 (%) Mimbar Pendidikan 40
  • 7. No. 1/XXVI/2007 Wawan Setiawan, Kecerdasan Komputasional 4 2 92 (%) 5 2,5 92 (%) 6 3 93 (%) 7 3,5 93 (%) 8 4 95 (%) 9 4,5 95 (%) 10 5 95 (%) Tabel-2 : Hasil Uji Data Pelatihan 11 5,5 96 (%) No. Data Jumlah Rerata 12 6 96 (%) Pelatihan Epoch Akurasi 13 6,5 96 (%) 1 30% 28977 90% 14 7 96 (%) 2 50% 60678 98% 15 7,5 96 (%) 3 70% 112546 100% 16 8 98 (%) 17 8,5 98 (%) Berdasarkan uji pelatihan, secara linier 18 9 97 (%) tingkat akurasi semakin baik seiring jumlah data 19 9,5 95 (%) pelatihan. Hal ini analogi dengan pembelajaran pada umumnya bahwa semakin sering 20 10 93 (%) mempelajari sesuatu maka tingkat pengenalannya semakin baik. Namun demikian konsekuensinya Tingkat akurasi pengenalan sebanding waktu pembelajaran akan bertambah dan hal ini dengan jumlah neuron hidden. Semakin besar analoginya semakin lama mempelajari sesuatu jumlah neuraon hidden, model sistem pengenal maka semakin baik pula pengenalannya. Dengan semakin tinggi akurasi pengenalannya namun ada mempertibangkan waktu dan akurasi, maka batas optimalnya. Jumlah neuron hidden yang cukup beralasan menggunakan komposisi 50% optimal sebanding dengan 8 dan 8,5 kali neuron pelatihan akan menghasilkan tingkat akurasi input. Selanjutnya yang digunakan untuk uji pengenalan yang baik meskipun bukan paling coba data testing adalah 8 kali atau yang lebih baik. kecil karena akan terkait dengan waktu eksekusi Uji coba tingkat pengenalan model sistem program. dilakukan untuk menentukan konfigurasi mana Uji coba pelatihan model sistem dilakukan yang optimal untuk mendapatkan hasil yang baik. untuk mengetahui proses pembelajaran jaringan Berikut ini hasil uji coba pengenalan : neural dengan 3 komposisi data pelatihan. Berikut ini hasil uji coba pelatihan : Tabel-3 : Hasil Pelatihan data uji 30% data testing 70% Producer’s Kelas C-1 C-2 C-3 C-4 C-5 C-6 C-7 Accuracy C-1 450 3 5 2 3 5 7 94,74 C-2 22 456 3 6 6 10 22 86,86 C-3 12 8 447 12 21 15 2 86,46 C-4 7 15 20 460 12 5 4 87,95 C-5 8 9 11 19 449 10 8 87,35 C-6 3 7 6 4 9 451 16 90,93 C-7 2 6 12 1 4 8 445 93,10 Overall User’s 89,29 90,48 88,69 91,27 89,09 89,48 88,29 Accuracy - PA =89,63 Accuracy OA =89,51 Mimbar Pendidikan 41
  • 8. Wawan Setiawan, Kecerdasan Komputasional No. 1/XXVI/2007 UA =89,51 Dengan komposisi pelatihan yang konteks pengenalan wajah, komposisi ini tidak relatif kecil, masih teramati banyaknya dianjurkan untuk digunakan meskipun akurasinya kesalahan dalam pengenalan dan kesalatan lebih besar dari 80% diakrenakan terjadi konflik tersebar pada seluruh kelas yang ada. Dalam dengan seluruh kelas. Tabel-4 : Hasil Pelatihan data uji 50% data testing 50% Producer’s Kelas C-1 C-2 C-3 C-4 C-5 C-6 C-7 Accuracy C-1 480 3 99,38 C-2 9 487 5 97,21 C-3 7 7 475 6 3 95,38 C-4 8 20 484 8 93,08 C-5 4 14 479 8 5 93,92 C-6 12 478 26 92,64 C-7 7 5 15 473 94,60 Overall User’s PA =95.17 95,24 96,63 94,25 96,03 95,04 94,84 95,24 Accuracy - Accuracy OA =95.12 UA =95.12 Dengan komposisi pelatihan yang masih terjadi konflik dengan rata-rata kesalahan seimbang, termati bahwa kesalahan terjadi pada 3 kelas, dan komposisi ini bisa pengenalan tidak pada seluruh kelas, namun direkomendasi. Tabel-5 : Hasil Pelatihan dan data uji 70% data testing 30% Producer’s Kelas C-1 C-2 C-3 C-4 C-5 C-6 C-7 Accuracy C-1 493 100,00 C-2 5 500 99,01 C-3 2 487 1 99,39 C-4 6 12 500 8 95,06 C-5 5 3 490 2 2 97,61 C-6 6 496 13 96,31 C-7 2 6 489 98,39 Overall User’s PA =97,97 97,82 99,21 96,63 99,21 97,22 98,41 97,02 Accuracy - Accuracy OA =97,93 UA =97,93 Komposisi pelatihan yang lebih besar, tingkat akurasi pengenalan juga meningkat namun Kesimpulan dan Rekomendasi masih terjadi kesalahan rata-rata dengan dua kelas. Komposisi ini akan beresiko biaya pelatihan yang besar seperti pada tabel 2, namun akurasinya Kesimpulan meningkat meskipun tidak terlalu besar, maka Berdasarkan data dan hasil pengolahannya komposisi ini jarang digunakan. dapat ditarik beberapa kesimpulan mengenai Mimbar Pendidikan 42
  • 9. No. 1/XXVI/2007 Wawan Setiawan, Kecerdasan Komputasional model sistem pengenalan wajah yang G. Lohmann, 1994, Co-occurrence-based Analysis and dikembangkan antara lain : Synthesis of Textures, Proc. 12th Int. Conference on Pattern Recognition, Jerusalem, pp. 449-453. 1. Model sistem pengenalan wajah jaringan Haykin Simon, 1994, Neural Network: A Comprehensive neural buatan dengan pembelajaran propagasi Foundation, Prentice-Hall, New Jersey. balik yang diusulkan dapat meningkatkan W. Setiawan, A. Murni, and B. Kusumoputro, 2003, akurasi pengenalan dari sistem yang telah ada Probabilistic Neural Network Based on Multinomial sebelumnya (propagasi balik standar). Model for Remote Sensing Image Classification, 2. Peningkatan akurasi pengenalan dapat Proceedings Computer, Communication and Control Technologies : II, Vol. V ISBN : 980-6560- dilakukan melalui redesain arsitektur yaitu 05-1. pp. 132-136, Orlando. penambahan jumlah lapis tersembunyi, dan W. Setiawan, A. Murni, dan B. Kusumoputro, 2000, penambahan jumlah ciri yaitu ciri geometri. Klasifikasi Parameter Konstrain Kawasan Andalan 3. Model sistem pengenalan wajah dapat Menggunakan Jaringan Neural Buatan (JNB) mengenali kelas wajah dengan komposisi Berbasis Pembelajaran Adaptif, Proceeding pelatihan 30%, dengan tingkat akurasi yang SITIA2000, Surabaya. sudah cukup baik namun bukan yang terbaik. W. Setiawan, and B. Kusumoputro, 2003, Propagasi Balik Termodifikasi Untuk Pengenalan Image Wajah 4. Tingkat pengenalan semakin baik dengan Menggunakan Jaringan Neural Buatan Berbasis semakin besarnya komposisi pelatihan dengan Eigenfaces, Prosiding SNKK I, Jakarta. konsekuensi waktu pelatihan yang semakin W. Setiawan, and B. Kusumoputro, 1998, Shape and color besar pula. analysis of Malignant Skin Cansers Using Artificial Neural Network Approach, Proc. 5th Asian Symp. On Visualization, with B. Kusumoputro, Jakarta. Rekomendasi W. Setiawan, dan B. Kusumoputro, 2001, Pengembangan Berdasarkan data dan hasil pengolahannya Algoritma Propagasi Balik Untuk Pengenalan Image dapat dipertimbangkan beberapa rekomendasi Wajah Berbasis Eigenfaces, Jurnal ICIS, Jakarta. untuk mendapatkan model sistem pengenalan W. Setiawan, A. Murni, and B. Kusumoputro, 2002, Multitemporal Optical-Sensor Image Classification wajah yang optimal antara lain : Based on A. Cascade of Neural Network, EM 1. Hendaknya untuk menggunakan Algorithm and Compound Classifier, Proceeding pelatihan dengan komposisi yang tidak The 2002 International Conference On Opto- terlalu kecil dan juga tidak terlalu besar. Electronic and Laser Applications ISBN : 979- 2. Model sistem pengenalan wajah yang 8575-03-2 pp. C48-C53, Program Opto- Elektroteknik and Laser Appication, Universitas telah dihasilkan dapat dikembangkan Indonesia, Jakarta. untuk berbagai sudut pandang dan juga W. Setiawan, A. Murni, dan B. Kusumoputro, 2005, Model jarak pengambilan citra (tidak hanya Jaringan Neural Buatan dalam Konteks Keputusan frontal). Komputasional. Prosiding Seminar Nasional IPA, Bandung. VII. DAFTAR PUSTAKA W. Setiawan, A. Murni, dan B. Kusumoputro, 2001, Pendekatan Neural Network berbasis Algoritma Alessandro, S., et. al., 1993, Speed Up Learning and EM untuk masalah Klasifikasi Campuran, Prosiding Network Optimization With Extended SNKK II, Jakarta. Backpropagation, Proc. Neural Networks Vol. 6, W. Setiawan,, A. Murni, dan B. Kusumoputro, 2005, pp.365-383. Pengembangan Jaringan Neural Buatan Model Dempster A. P., N. M. Laird, and D. B. Rubin, Multinomial untuk Klasifikasi Citra Inderaja, 1997,Maximum Likelihood from Incomplete Data Prosiding Seminar Nasional Matematika, Bandung. via the EM Algorithm, J. R. Stat. Soc., Vol. 39, No. 1, pp. 1-38. W. Setiawan, A. Murni, B. Kusumoputro, and Selly Feranie, 2005, Probabilistic Neural Network Based on Donald F.S., et al.,1991, Generalization Accuracy of Multinomial Model for Remote Sensing Image Probabilistic Neural Networks Compare with Back- Classification, Jurnal Ilmu Komputer, IPB, Bogor. Propagation Networks, IEEE Transaction on Neural Network. Penulis: Mimbar Pendidikan 43
  • 10. Wawan Setiawan, Kecerdasan Komputasional No. 1/XXVI/2007 Dr. Wawan Setiawan, M.Si. adalah Dosen Program Studi Ilmu Komputer FPMIPA UPI Pendidikan Fisikan FPMIPA UPI dan sebagai Ketua Mimbar Pendidikan 44