22 9.
Symmetry Symmetry  diukur  dengan  menemukan  perbedaan  relatif  pada  panjang  antara
pasangan  segmen  garis  tegak  lurus  terhadap  sumbu  utama  kontur  inti  sel, dapat dihitung dengan:
=
∑ |
�
− � ℎ
�
|
�
∑ |
�
+ � ℎ
�
|
�
2.2 Dimana
�
dan ℎ
�
menunjukkan panjang tegak lurus garis di kiri dan kanan sumbu utama.
10. Fractal Dimension
Fractal Dimension
didekati dengan
menggunakan  “coast-line approximation” Mandelbrot, 1997.
D. Himpunan Klasik Crisp Set
Himpunan  klasik  adalah  kumpulan  objek  yang  tegas.  Pada  teori himpunan klasik, keberadaan suatu elemen dalam himpunan A hanya terdapat dua
kemungkinan keanggotaan, yaitu menjadi anggota A atau bukan anggota A Lin Lee, 1996:12. Suatu nilai yang menunjukkan seberapa besar tingkat keanggotaan
suatu  elemen  x  dalam  suatu  himpunan  A,  sering  dikenal  dengan  nama  nilai keanggotaan  atau  derajat  keanggotaan,  yang  dinotasikan  dengan
� .  Pada
himpunan  klasik,  hanya  ada  dua  nilai  keanggotaan,  yaitu �
=   untuk  x menjadi anggota A; dan
� =  untuk x bukan anggota dari A.
� = { ,
, ,
, 2.3
Berikut merupakan contoh dari himpunan klasik dan nilai keanggotaannya:
23 Contoh 1
Jika  diketahui:  S={1,  3,  5,  7,  9}  adalah  semesta  pembicaraan;  A={1,  2,  3}  dan B={3, 4, 5}, maka dapat dikatakan bahwa:
a. Nilai keanggotaan 1 pada himpunan A, � [ ] = , karena
b. Nilai keanggotaan 3 pada himpunan A, � [ ] = , karena
c. Nilai keanggotaan 2 pada himpunan B, � [ ] = , karena
d. Nilai keanggotaan 4 pada himpunan A, � [ ] = , karena
E. Himpunan Fuzzy
Menurut Jang et al 1997:13, konsep himpunan fuzzy yang menjadi dasar dari logika fuzzy muncul berdasarkan konsep pemikiran manusia yang cenderung
abstrak  dan  tidak  tepat.  Teori  himpunan  fuzzy  merupakan  perluasan  dari  teori himpunan klasik. Fungsi keanggotaan dari himpunan klasik, yaitu
{ , } diperluas menjadi suatu bilangan real dalam interval
[ , ] Lin  Lee, 1996:10. Teori  himpunan  fuzzy  dapat  digunakan  untuk  menetapkan  suatu
pernyataan  yang  memiliki  tingkat  ketidakpastian  berdasarkan  konsep  pemikiran manusia yang tidak pasti dan cenderung beragam antara pemikiran manusia yang
satu dengan yang lainnya, misal terdapat suatu pernyataan seperti berikut: “Orang   adalah orang dewasa”
Pada  pernyataan  tersebut  terdapat  ketidakpastian  untuk  menentukan  usia yang dapat mewakili bahwa orang
mutlak untuk masuk ke dalam kategori orang dewasa.  Sehingga  dalam  penentuan  kebenaran  dari  pernyataan  tersebut  dapat
ditafsirkan sebagai suatu proses berkelanjutan dimana keanggotaan orang   pada himpunan  orang  dewasa  berjalan  perlahan-lahan  dari  0  ke  1  Rojas,  1996:291.
24 Contoh lainnya yang dapat diterapkan pada konsep teori fuzzy, yaitu seperti pada
pernyataan  untuk  menetapkan  “tua”  dan  “muda”  atau  “cepat”  dan  “lambat” dimana  pernyataan-pernyataan  tersebut  merupakan  suatu  ketidakpastian  yang
dapat ditafsirkan dalam konteks tertentu. Menurut  Zimmermann  1991:11-12  jika  X  adalah  kumpulan  dari  objek-
objek  yang  dinotasikan  oleh  x,  maka  himpunan  fuzzy    dalam  X  adalah  suatu himpunan pasangan berurutan:
=   { , � |     }
2.4 Dimana
� adalah derajat keanggotaan x untuk himpunan fuzzy   yang
memetakkan setiap anggota X ke nilai keanggotaan yang terletak di interval [0, 1]. Berikut  ini  merupakan  contoh  dari  himpunan  fuzzy,  fungsi  keanggotaan  pada
himpunan fuzzy dan derajat keanggotaannya: Contoh 2
Misalkan  A  adalah  himpunan  umur  dalam  satuan  tahun  dengan  interval  [0,100]. Anggota A adalah:
=   { , , , , , } Fungsi keanggotaan pada variabel umur diberikan sebagai berikut:
� = {
; −
; ;
� = {
; −
; ;
25 Berdasarkan  fungsi  keanggotaan  tersebut  diperoleh  derajat  keanggotaan  variabel
umur pada Tabel 2.3 berikut:
Tabel 2. 3 Derajat Keanggotaan pada Variabel Umur
Umur Tahun
Muda μ
a
A Tua
μ
a
A 9
1 18
0.92 0.08
22 0.53
0.38 28
0.15 0.85
55 1
70 1
Berikut merupakan bagian-bagian dari himpunan fuzzy:
1. Fungsi Keanggotaan
Fungsi keanggotaan adalah suatu fungsi  yang memetakan setiap elemen x dari himpunan semesta X ke dalam suatu nilai  yaitu Ax, dalam interval tertutup
[0,1] yang menggolongkan derajat keanggotaan x dalam A. Dalam hal ini, fungsi keanggotaan adalah fungsi yang berbentuk.
:    [ , ] Dalam  mendefinisikan  fungsi  keanggotaan,  himpunan  semesta  X  selalu
diasumsikan sebagai himpunan klasik Klir  Yuan, 1995:75. Ada beberapa fungsi keanggotaan yang bisa digunakan. Pada tugas akhir
ini, fungsi yang digunakan adalah fungsi keanggotaan representasi kurva segitiga. Kurva segitiga pada dasarnya merupakan gabungan antara 2 garis linear seperti
pada gambar 2.1 berikut.
26
Gambar 2.1
Representasi Kurva Segitiga Berikut adalah fungsi keanggotaan kurva segitiga Sri Kusumadewi, 2010:155:
� =
{ ;
− −
;
− −
; 2.5
2. Operator-operator Fuzzy
Menurut  Rojas  1996:  296,  operator  pada  himpunan  fuzzy  secara  umum memiliki  kesamaan  jenis  operator  dengan  teori  himpunan  klasik,  yaitu  operator
fuzzy  AND,  OR,  NOT.  Melalui  pendekatan  yang  sederhana,  operator  OR ̃
diidentifikasi  sebagai  fungsi  maksimum,  operator  AND ̃   sebagai  fungsi
minimum  dan  operator  NOT  atau  komplemen ¬̃   diidentifikasi  sebagai  fungsi
→    –
.
Operator  gabungan  pada  teori  himpunan  klasik  dapat  dinyatakan  dalam operator  OR.  Jika    dan    adalah  dua  himpunan  fuzzy,  sehingga
� , � : → [ , ]. Fungsi keanggotaan pada �
dari himpunan gabungan adalah
� =   �
̃� ∀
, 2.6
Pada operator irisan juga berlaku hal yang sama sehingga dapat dinyatakan dalam  operator  AND  pada  himpunan
dan ,  sehingga  berlaku  persamaan
seperti berikut
b c
domain 1
a Derajat
Keanggotaan �
27 �
=   � ̃ �
∀ ,
2.7 Untuk  komplemen
pada  himpunan  ,  diperoleh  persamaannya  seperti berikut:
�
�
=   ¬̃ � ∀
, 2.8
F. Neural Network NN
Neural  network  NN  merupakan  sistem  pemrosesan  informasi  yang memiliki  karakteristik  mirip  dengan  jaringan  syaraf  biologis  Fausett,  1994:  3.
Neural  network  dibentuk  sebagai  generalisasi  model  matematika  dari  jaringan syaraf  biologi.  Struktur  jaringan  syaraf  pada  otak  manusia  sangat  kompleks  dan
memiliki kemampuan luar biasa yang terdiri dari neuron-neuron dan penghubung yang  disebut  sinapsis.  Neuron  bekerja  berdasarkan  impulssinyal  yang  diberikan
pada neuron. Kemudian neuron tersebut meneruskannya kepada neuron yang lain Siang, 2009:1-2.
Neuron  memiliki  3  komponen  penting,  yaitu  dendrit,  soma  dan  axon. Dendrit menerima sinyal dari neuron lain. Sinyal tersebut berupa impuls elektrik
yang  dikirim  melalui  celah  sinaptik  melalui  proses  kimiawi.  Sinyal  tersebut dimodifikasi  diperkuatdiperlemah  di  celah  sinaptik.  Berikutnya,  soma
menjumlahkan  semua  sinyal-sinyal  yang  masuk.  Kalau  jumlahan  tersebut  cukup kuat dan melebihi batas ambang threshold, maka sinyal tersebut akan diteruskan
ke sel lain melalui axon. Frekuensi penerusan sinyal berbeda-beda antara satu sel dengan yang lain Siang, 2009:2.
Gambar  2.2  menunjukkan  salah  satu  contoh  jaringan  syaraf  secara biologis.
28
Gambar 2.2 Jaringan Syaraf Secara Biologi
Seperti  halnya  otak  manusia,  neural  network  juga  terdiri  dari  beberapa neuron,  dan  ada  hubungan  antara  neuron-neuron  tersebut.  Neural  network  pada
awalnya  diperkenalkan  oleh  McCulloch  dan  Pitts  di  tahun  1943  yang menyimpulkan  bahwa  kombinasi  beberapa  neuron  sederhana  menjadi  sebuah
sistem  neural  akan  meningkatkan  kemampuan  komputasinya.  Bobot  dalam jaringan yang diusulkan oleh McCulloch dan Pitts diatur untuk melakukan fungsi
logika sederhana Siang, 2009:4. Neural network dibentuk dengan asumsi sebagai berikut Fausett, 1994:3.
a. Pemrosesan  informasi  terjadi  pada  banyak  elemen  sederhana  yang  disebut
neuron. b.
Sinyal dikirimkan di antara neuron-neuron melalui penghubung-penghubung. c.
Setiap  penghubung  antar  neuron  memiliki  bobot  yang  dapat  mengalikan sinyal yang ditransmisikan.
d. Untuk menentukan  output, setiap  neuron  menggunakan fungsi  aktivasi  yang
dikenakan  pada  jumlahan  input  yang  diterima  untuk  menentukan  output. Besarnya output ini selanjutnya dibandingkan dengan suatu batas ambang.
29 Menurut Siang 2009:3, neural network ditentukan oleh 3 hal, yaitu:
a. Pola hubungan antar neuron disebut arsitektur jaringan
b. Metode  untuk  menentukan  bobot  penghubung  disebut  metode
traininglearningalgoritma c.
Fungsi aktivasi Berikut merupakan tiga hal penting pembentuk neural network:
1. Arsitektur Jaringan Syaraf
Hubungan  antar  neuron  dalam  neural  network  mengikuti  pola  tertentu tergantung  pada  arsitektur  jaringan  syarafnya.  Menurut  Fausett  1994:  12-15
terdapat 3 arsitektur dalam neural network, antara lain: a.
Jaringan Layar Tunggal single layer network Dalam  jaringan  ini,  sekumpulan  input  neuron  dihubungkan  langsung
dengan sekumpulan outputnya. Dalam beberapa model misal perceptron, hanya ada sebuah neuron output. Pada gambar 2.3 berikut merupakan contoh arsitektur
jaringan layar tunggal.
Gambar 2. 3 Jaringan Layar Tunggal
� �
�
⋮ ⋮
�
Lapisan input
bobot
Lapisan output
30 Gambar  2.3  menunjukkan  arsitektur  jaringan  dengan
� neuron  input , , … ,
�
dan  m  neuron  output , , … ,
.
�
adalah  bobot  yang menghubungkan  neuron  input  ke-p  dengan  neuron  output  ke-m.  Dalam  jaringan
ini,  semua  neuron  input  dihubungkan  dengan  semua  neuron  output,  meskipun dengan  bobot  yang  berbeda-beda.  Tidak  ada  neuron  input  yang  dihubungkan
dengan neuron input lainnya. Demikian pula dengan neuron output. b.
Jaringan Layar Jamak multilayer network Jaringan  layar  jamak  merupakan  jaringan  dengan  satu  layar  simpul  atau
lebih  disebut  hidden  neuron  neuron  tersembunyi  antara  neuron  input  dan neuron  output.  Terdapat  layar  bobot  antara  dua  tingkat  neuron  yang  berdekatan
input,  hidden,  output.  Pada  gambar  2.4  berikut  merupakan  contoh  arsitektur jaringan layar jamak.
.
Gambar 2. 4 Jaringan Layar Jamak
� �
� ⋮
Lapisan input
bobot Lapisan
tersembunyi
� �
�
⋮ ⋮
�
�
�
�
bobot Lapisan
output
31 Gambar  2.4  adalah  jaringan  dengan  neuron  input
, , … ,
�
,  layar tersembunyi  yang  terdiri  dari  r  neuron
� , � , … , �   dan  m  neuron  output , , … ,
. Jaringan  ini  dapat  menyelesaikan  masalah  yang  lebih  kompleks dibandingkan  dengan  layar  tunggal,  meskipun  kadangkala  proses  pelatihan  lebih
kompleks dan lama. c.
Jaringan Layar Kompetitif competitive layer network Arsitektur
ini memiliki
bentuk yang
berbeda, dimana
antar neuron  dapat  saling  dihubungkan.  Jaringan  layar  kompetitif  memiliki  bobot
– �. Gambar 2.5 merupakan salah satu contoh arsitektur ini.
Gambar 2. 5 Jaringan Layar Kompetitif
2. Fungsi Aktivasi
Fungsi  aktivasi  akan  menentukan  output  suatu  neuron  yang  akan  dikirim ke neuron lain Fausett, 1994: 17. Fungsi aktivasi digunakan untuk menentukan
output  suatu  neuron.  Gambar  2.10  menunjukkan  neural  network  dengan  fungsi aktivasi F.
32
Gambar 2. 6 Fungsi Aktivasi pada Neural Network Sederhana
, , … ,
�
adalah neuron
yang masing-masing
memiliki bobot
, , … ,
�
dan bobot bias   pada lapisan input. Berikut  merupakan  beberapa  fungsi  aktivasi  Neural  Network  menurut
Fausett 1994: 17-19: a.
Fungsi Linear Fungsi Linear dirumuskan sebagai:
= + ,
�. Jika  =  dan = , maka
= , �
2.9 Persamaan 2.9 disebut fungsi identitas. Pada fungsi identitas, nilai output
yang  dihasilkan  sama  dengan  nilai  inputnya.  Berikut  merupakan  gambar  untuk fungsi aktivasi identitas.
Gambar 2. 7 Fungsi Aktivasi Identitas
b y
⋮
�
Σ
F
33 b.
Fungsi Undak Biner Binary Step Jaringan  dengan  lapisan  tunggal  sering  menggunakan  fungsi  undak  biner
step  function  untuk  mengkonversikan  input  dari  suatu  variabel  yang  bernilai kontinu ke suatu output biner 0 atau 1. Fungsi undak biner dirumuskan sebagai
berikut. = { ,
, 2.10
Fungsi aktivasi undak biner ditunjukkan pada Gambar 2.8 berikut.
Gambar 2. 8 Fungsi Aktivasi Undak Biner
c. Fungsi Sigmoid Biner
Fungsi  ini  digunakan  untuk  neural  network  yang  dilatih  dengan menggunakan metode backpropagation. Fungsi sigmoid biner memiliki nilai pada
range  0  sampai  1,  sehingga  sering  digunakan  untuk  neural  network  yang membutuhkan nilai output yang terletak pada interval 0 sampai 1. Namun, fungsi
ini bisa juga digunakan oleh neural network yang nilai outputnya 0 atau 1. Fungsi sigmoid biner dirumuskan sebagai berikut:
= =
+
−��
2.11 dengan
′
= � [ −
]
34 Fungsi aktivasi sigmoid biner ditunjukkan pada Gambar 2.9 berikut.
Gambar 2. 9 Fungsi Aktivasi Sigmoid Biner
d. Fungsi Sigmoid Bipolar
Fungsi  sigmoid  bipolar  berkaitan  dengan  fungsi  tangen  hiperbolik  yang sering  digunakan  sebagai  fungsi  aktivasi  ketika  nilai  output  yang  dibutuhkan
terletak  pada  interval  -1  sampai  1.  Fungsi  sigmoid  bipolar  dirumuskan  sebagai berikut.
= =
−
−��
+
−��
2.12 dengan
′
=
�
[ + ][ −
]
Fungsi aktivasi sigmoid bipolar dengan � =  ditunjukkan pada Gambar 2.10
berikut.
Gambar 2. 10 Fungsi Aktivasi Sigmoid Bipolar
35
3. Algoritma Pembelajaran
Algoritma  pembelajaran  adalah  prosedur  untuk  menentukan  bobot  pada lapisan  yang  berhubungan  dalam  neural  network  Fausett,  1994:  429.  Tujuan
utama  dari  proses  pembelajaran  adalah  melakukan  pengaturan  terhadap  bobot- bobot  yang  ada  pada  neural  network  sehingga  diperoleh  bobot  akhir  yang  tepat
sesuai  dengan  pola  data  yang  dilatih  Kusumadewi    Hartati,  2010:  84.  Secara garis  besar  ada  dua  jenis  pembelajaran  pada  neural  network,  yaitu  pembelajaran
yang  menyangkut  pengaturan  bobot  koneksi  pada  neural  network  dan  struktur belajar, yang berfokus pada perubahan struktur jaringan, termasuk jumlah neuron
dan  jenis  hubungan  antar  neuron.  Kedua  jenis  pembelajaran  dapat  dilakukan secara  bersamaan  atau  terpisah.  Setiap  jenis  pembelajaran  dapat  diklasifikasikan
menjadi  tiga  kategori,  yaitu  Supervised  Learning,  Reinforcement  Learning,  dan Unsupervised  Learning  Lin    Lee,  1995:5.  Berikut  merupakan  ketiga  kategori
algoritma pembelajaran Lin  Lee, 1995:213-214: a.
Pembelajaran terawasi supervised learning Algoritma pembelajaran pada neural network disebut terawasi jika output
yang diharapkan telah diketahui sebelumnya. Pada proses pembelajaran, satu pola input  akan  diberikan  ke  suatu  neuron  pada  lapisan  input.  Selanjutnya  pola  akan
dirambatkan  pada  sepanjang  jaringan  syaraf  sampai  ke  neuron  pada  lapisan output.  Lapisan  output  akan  membangkitkan  pola  output  yang  akan  dicocokan
dengan  pola  output  targetnya.  Error  muncul  apabila  terdapat  perbedaan  antara pola  output  hasil  pembelajaran  dengan  pola  target  sehingga  diperlukan
36 pembelajaran lagi. Gambar 2.11 berikut merupakan diagram  alur  dari supervised
learning:
Gambar 2. 11 Supervised Learning Pembelajaran Terawasi
b. Pembelajaran Penguatan Reinforcement Learning
Reinforcement  learning  adalah  bentuk  dari  supervised  learning  karena jaringan masih menerima beberapa umpan balik dari lingkungannya. Tapi umpan
balik  penguat  sinyal  hanya  sebagai  evaluatif  yaitu  hanya  menyatakan  seberapa baik atau seberapa buruk output tertentu dan menyediakan petunjuk mengenai apa
yang seharusnya menjadi jawaban yang tepat. Output dari penguat sinyal biasanya diproses  oleh  sinyal  generator  untuk  menghasilkan  sinyal  evaluative  yang  lebih
informatif  untuk  neural  network  dalam  menyesuaikan  bobot  yang  benar  dengan harapan  mendapatkan  umpan  balik  yang  lebih  baik.  Gambar  2.12  berikut
merupakan diagram alur dari reinforcement learning.
Gambar 2. 12 Reinforcement Learning Pembelajaran Penguatan
c. Pembelajaran Tak Terawasi Unsupervised Learning
Dalam  Unsupervised  Learning,  tidak  ada  pasangan  data  input-target output  yang  dipakai  untuk  melatih  jaringan  hingga  diperoleh  bobot  yang
Sinyal Error
X ANN
Generator Sinyal Error
input
Y
output sebenarnya
d
output yang diharapkan
Sinyal Kritik
X ANN
Generator Sinyal Kritik
input
Y
output sebenarnya
Sinyal Penguat
37 diinginkan, sehingga tidak ada yang memberikan umpan balik informasi. Jaringan
harus menemukan sendiri pola, fitur, keteraturan, korelasi, atau kategori pada data input  dan  kode  dalam  output.  Sementara  dalam  menemukan  fitur  ini,  jaringan
mengalami  perubahan  bobot;  proses  ini  disebut  mengorganisasikan  diri.  Proses pembelajaran  bertujuan  untuk  mengelompokkan  unit-unit  yang  hampir  sama  ke
dalam suatu area tertentu sehingga algoritma pembelajaran ini sangat cocok untuk klasifikasi.  Gambar  2.13  berikut  merupakan  diagram  alur  dari  unsupervised
learning.
Gambar 2. 13 Unsupervised Learning Pembelajaran Tak Terawasi
G. Ketepatan Hasil Klasifikasi
Keputusan  medis  mengenai  tindakan  medis  yang  harus  dilakukan bergantung  pada  hasil  klasifikasi  diagnosa.  Tingkat  ketelitian  diagnosa  dapat
diukur  dengan  akurasi.  Nilai  akurasi  juga  dapat  digunakan  untuk  mengetahui seberapa bagus dan terpercaya hasil klasifikasi yang telah dilakukan.
Akurasi  merupakan  kemampuan  dalam  mengidentifikasi  hasil  positif maupun  hasil  negatif  secara  tepat.  Contohnya,  jika  nilai  akurasi  =  95,  artinya
klasifikasi  akurat  sebesar  95,  baik  untuk  pasien  yang  dinyatakan  tidak berpenyakit  maupun  dinyatakan  memiliki  penyakit.  Rumus  untuk  menghitung
akurasi adalah sebagai berikut: =
� � �
� a
ha   a a
2.13
input
X ANN
Pengelompokkan
38
BAB III PEMBAHASAN
A. Fuzzy Radial Basis Function FRBFNN
1. Arsitektur Fuzzy Radial Basis Function Neural Network FRBFNN
Fuzzy  Radial  Basis  Function  Neural  Network  FRBFNN  merupakan gabungan  dari  sistem  fuzzy,  Radial  Basis  Function  RBF  dan  Neural  Network
NN.  FRBFNN  adalah  model  RBFNN  dengan  input,  bobot  atau  output  yang berupa himpunan fuzzy. Pendekatan FRBFNN dibangun atas dasar meminimalkan
kuadrat  dari  total  perbedaan  antara  output  pengamatan  dan  output  perkiraan. Pehlivan  Apaydin, 2016: 61.
Prinsip  model  Fuzzy  Radial  Basis  Function  Neural  Network  FRBFNN mengacu  pada  model  Radial  Basis  Function  Neural  Network  RBFNN.
Arsitektur model RBFNN terdiri dari 3 lapisan, yaitu lapisan  input input  layer, lapisan  tersembunyi  hidden  layer  dan  lapisan  output  output  layer.  Lapisan
input  menerima  suatu  vektor  input  x  yang  kemudian  dibawa  ke  lapisan
tersembunyi. Pada lapisan tersembunyi dilakukan transformasi nonlinear terhadap data dari lapisan  input  menggunakan fungsi  basis  radial sebelum diproses secara
linear  pada  lapisan  output  Wei  et  al,  2011:65.  Hal  tersebut  menjadi  salah  satu acuan  pada  model  FRBFNN.  Namun,  terdapat  hal  mendasar  yang  membedakan
antara  kedua  model  tersebut  yaitu  adanya  penambahan  proses  fuzzifikasi  nilai input  pada  input  layer  yang  terdapat  pada  model  FRBFNN.  Pada  tugas  akhir  ini
hanya  menggunakan  satu  neuron  output,  maka  pada  Gambar  3.1  berikut merupakan arsitektur jaringan dari model FRBFNN dengan 1 neuron output: