Algoritma Belajar dan Pelatihan Backpropagation

Beberapa fungsi aktivasi yang sering dipakai adalah sebagai berikut: a. Fungsi Treshold batas ambang 2.43 Dalam beberapa kasus, fungsi threshold yang dibuat tidak berharga 0 atau 1, tapi berharga -1 atau 1 sering dibuat threshold bipolar. 2.44 b. Fungsi Sigmoid 2.45 Fungsi sigmoid sering dipakai karena nilai fungsinya yang terletak antara 0 dan 1 dan dapat digunakan dengan mudah. 2.46 c. Fungsi Identitas 2.47 Fungsi ini sering dipakai apabila diharapkan keluaran jaringan berupa sembarang bilangan riil bukan hanya pada range [0,1] atau [1,-1].

2.6.3 Algoritma Belajar dan Pelatihan

Dalam jaringan saraf tiruan terdapat konsep belajar atau pelatihan sehingga jaringan-jaringan yang dibentuk akan belajar melakukan generalisasi karakteristik tingkah laku objek. Menurut Kusumasewi 2004, pelatihan dilakukan dalam rangka melakukan pengaturan bobot, sehingga pada akhir pelatihan akan diperoleh bobot-bobot yang baik. Dalam menyelesaikan suatu permasalahan, jaringan saraf tiruan memerlukan algoritma belajar atau pelatihan yaitu bagaimana sebuah konfigurasi jaringan dapat dilatih untuk mempelajari data historis yang ada. Dengan pelatihan ini, pengetahuan yang terdapat pada data dapat diserap dan direpresentasikan oleh nilai-nilai bobot koneksinya. Berdasarkan cara modifikasi bobotnya, ada dua macam pelatihan yang dikenal, Siang 2005 yaitu sebagai berikut: 1. Pelatihan Dengan Supervisi Supervised Training Dalam pelatihan dengan supervisi, terdapat sejumlah pasangan data masukan, target, dan keluaran yang dipakai untuk melatih jaringan hingga diperoleh bobot yang diinginkan. Pada setiap pelatihan, suatu masukan diberikan ke jaringan. Jaringan akan memproses dan mengeluarkan keluaran. Selisih antara keluaran jaringan dengan target keluaran yang diinginkan merupakan kesalahan yang terjadi. Jaringan akan memodifikasi bobot sesuai dengan kesalahan tersebut. 2. Pelatihan Tanpa Supervisi unsupervised Training Dalam pelatihannya, perubahan bobot jaringan dilakukan berdasarkan parameter tertentu dan jaringan dimodifikasi menurut ukuran parameter tersebut. Model yang menggunakan pelatihan ini adalah model jaringan kompetitif.

2.6.4 Backpropagation

Backpropagation adalah salah satu metode dari jaringan saraf tiruan yang dapat diaplikasikan dengan baik dalam bidang peramalan forecasting. Backpropagation melatih jaringan untuk mendapatkan keseimbangan antara kemampuan jaringan mengenali pola yang digunakan selama training serta kemampuan jaringan untuk memberikan respon yang benar terhadap pola masukan yang serupa namun tidak sama dengan pola yang dipakai selama pelatihan Siang, 2005. Menurut Siang 2005 terdapat tiga fase dalam pelatihan Backpropagation yaitu : 1. Fase 1, yaitu propagasi maju Dalam propagasi maju, setiap sinyal masukan dipropagasi dihitung maju ke layar tersembunyi hingga layar keluaran dengan menggunakan fungsi aktivasi yang ditentukan. 2. Fase 2, yaitu propagasi mundur Kesalahan selisih antara keluaran jaringan dengan target yang diinginkan yang terjadi dipropagasi mundur mulai dari garis yang berhubungan langsung dengan unit-unit di layar keluaran. 3. Fase 3, yaitu perubahan bobot Pada fase ini dilakukan modifikasi bobot untuk menurunkan kesalahan yang terjadi. Ketiga fase tersebut diulang-ulang terus hingga kondisi penghentian dipenuhi. Algoritma pelatihan untuk jaringan dengan satu layar tersembunyi dengan fungsi aktivasi sigmoid biner adalah sebagai berikut : Langkah 1 : Inisialisasi semua bobot dengan bilangan acak kecil. Langkah 2 : Jika kondisi penghentian belum terpenuhi, lakukan langkah 2 sampai langkah 9. Langkah 3 : Untuk setiap pasang data pelatihan lakukan langkah 3 sampai langkah 8. Fase I : Propagasi maju Langkah 4 : Tiap unit masukan menerima sinyal dan meneruskannya ke unit tersembunyi di atasnya. Langkah 5 : Hitung semua keluaran di unit tersembunyi . 2.48 2.49 Langkah 6 : Hitung semua keluaran jaringan di unit 2.50 2.51 Fase II : Propagasi mundur Langkah 7 : Hitung faktor unit keluaran berdasarkan kesalahan disetiap unit keluaran 2.52 merupakan unit kesalahan yang akan diperbaiki dalam perubahan bobot layar di bawahnya langkah 7. Hitung suku perubahan bobot yang akan dipakai nanti untuk merubah bobot dengan laju percepatan Langkah 8 : Hitung faktor unit tersembunyi berdasarkan kesalahan di setiap unit tersembunyi 2.53 Faktor unit tersembunyi : 2.54 Hitung suku perubahan bobot yang akan dipakai nanti untuk merubah bobot Fase III : Perubahan bobot Langkah 9 : Hitung semua perubahan Perubahan bobot garis yang menuju unit keluaran: Perubahan bobot garis yang menuju unit tersembunyi : Langkah 10 : Setelah diperoleh bobot yang baru dari hasil perubahan bobot, fase pertama dilakukan kembali kemudian dibandingkan hasil keluaran dengan target apabila hasil keluaran telah sama dengan target dan toleransi error maka proses dihentikan. Setelah pelatihan selesai dilakukan, jaringan dapat dipakai untuk pengenalan pola. Dalam hal ini, hanya propagasi maju langkah 4 dan 5 saja yang dipakai untuk menentukan keluaran jaringan. Dalam beberapa kasus pelatihan yang dilakukan memerlukan iterasi yang banyak sehingga membuat proses pelatihan menjadi lama. Untuk mempercepat iterasi dapat dilakukan dengan p arameter α atau laju pemahaman. Nilai α terletak antara 0 dan 1 0 ≤ α ≤ 1. Jika harga α semakin besar, maka iterasi yang dipakai semakin sedikit. Akan tetapi ji ka harga α terlalu besar, maka akan merusak pola yang sudah benar sehingga pemahaman menjadi lambat. Proses pelatihan yang baik dipengaruhi pada pemilihan bobot awal, karena bobot awal sangat mempengaruhi apakah jaringan mencapai titik minimum lokal atau global, dan seberapa cepat konvergensinya. Oleh karena itu dalam standar Backpropagation, bobot dan bias diisi dengan bilangan acak kecil dan biasanya bobot awal diinisialisasi secara random dengan nilai antara -0,5 sampai 0,5 atau -1 sampai 1 atau interval yang lainnya.

2.6.5 Momentum