Analisis Accurate Learning Pada Learning Vector Quantization (LVQ) Menggunakan Algoritma Genetika Dalam Pengenalan Pola Alfanumerik
ANALISIS ACCURATE LEARNING PADA LEARNING VECTOR
QUANTIZATION (LVQ) MENGGUNAKAN ALGORITMA
GENETIKA DALAM PENGENALAN
POLA ALFANUMERIK
TESIS
FADHILLAH AZMI
137038027
PROGRAM STUDI S2 TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
ANALISIS ACCURATE LEARNING PADA LEARNING VECTOR
QUANTIZATION (LVQ) MENGGUNAKAN ALGORITMA
GENETIKA DALAM PENGENALAN
POLA ALFANUMERIK
TESIS
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah
Magister Teknik Informatika
FADHILLAH AZMI
137038027
PROGRAM STUDI S2 TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul Tesis
: ANALISIS ACCURATE LEARNING PADA LEARNING
VECTOR QUANTIZATION (LVQ) MENGGUNAKAN
ALGORITMA GENETIKA DALAM PENGENALAN
POLA ALFANUMERIK
Kategori
: TESIS
Nama Mahasiswa
: FADHILLAH AZMI
NIM
: 1370380 27
Program Studi
: MAGISTER TEKNIK INFORMATIKA
Fakultas
: ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Komisi Pembimbing
Pembimbing 2,
Pembimbing 1,
Dr. Erna Budhiarti Nababan, M.IT
Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Sc
Diketahui/disetujui oleh
Program Studi S2 Teknik Informatika
Ketua,
Prof. Dr. Muhammad Zarlis, M.Sc
NIP: 19570701 198601 1 003
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
ANALISIS ACCURATE LEARNING PADA LEARNING VECTOR QUANTIZATION
(LVQ) MENGGUNAKAN ALGORITMA GENETIKA DALAM
PENGENALANPOLA ALFANUMERIK
TESIS
Saya mengakui bahwa tesis ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.
Medan,
Agustus 2016
Fadhillah Azmi
NIM. 1370380 27
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN
AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan
dibawah ini:
Nama
: Fadhillah Azmi
NIM
: 1370380 27
Program Studi
: Magister Teknik Informatika
Jenis Karya Ilmiah
: Tesis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive Royalty
Free Right) atas tesis saya yang berjudul:
ANALISIS ACCURATE LEARNING PADA LEARNING VECTOR
QUANTIZATION (LVQ) MENGGUNAKAN ALGORITMA
GENETIKA DALAM PENGENALAN
POLA ALFANUMERIK
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti NonEksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media,
memformat, mengelola dalam bentuk database, merawat dan mempublikasikan tesis
saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai
penulis dan sebagai pemegang dan/atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan,
Agustus 2016
Fadhillah Azmi
NIM. 1370380 27
Universitas Sumatera Utara
Telah diuji pada
Tanggal: 26 Agustus 2016
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua
: Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Sc
Anggota
: 1. Dr. Erna Budhiarti Nababan, M.IT
2. Prof. Dr. Muhammad Zarlis, M.Sc
3. Dr. Poltak Sihombing, M.Kom
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
Nama Lengkap
: Fadhillah Azmi
Tempat dan Tanggal Lahir : Medan, 29 Juli 1985
Alamat Rumah
: Jln. Puyuh 8 No. 152 Perumnas Mandala
Telepon/Fax/HP
: 085296633 571
Email
: azmi.fadhillah007@gmail.com
Instansi Tempat Bekerja
: Universitas Potensi Utama
Alamat Kantor
: Jln. Kol. Yos Sudarso Medan
DATA PENDIDIKAN
SD
: SD Swastwa Al-Ittihadiyah Medan
TAHUN : 1997
SMP : SMP Negeri 4 Medan
TAHUN : 2000
SMA : SMA Negeri 5 Medan
TAHUN : 2003
D3
: Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan
TAHUN : 2007
S1
: Teknik Elektro Universitas Negeri Medan
TAHUN : 2012
S2
: Teknik Informatika Universitas Sumatera Utara
TAHUN : 2016
Universitas Sumatera Utara
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur kepada Allah SWT memberikan anugrah yang luar biasa sehingga penulis
dapat menyelesaikan tesis dengan judul: ANALISIS ACCURATE LEARNING
PADA LEARNING VECTOR QUANTIZATION (LVQ) MENGGUNAKAN
ALGORITMA GENETIKA DALAM PENGENALAN POLA ALFANUMERIK.
Penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1.
Bapak Prof.Dr Runtung Sitepu SH, M.Hum selaku Rektor Universitas Sumatera
Utara.
2.
Bapak Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Sc, selaku Dekan Fakultas Ilmu
Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara, sekaligus
Pembimbing I yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan dalam
menyelesaikan tesis ini.
3.
Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis, Ketua Program Studi Pascasarjana Teknik
Informatika Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas
Sumatera Utara Medan, sekaligus pembanding I yang telah memberikan saran dan
kritik dalam menyelesaikan tesis ini.
4.
Bapak Dr.Poltak Sihombing, M.Kom, selaku pembanding II yang telah banyak
memberikan saran dan kritik dalam menyelesaikan tesis ini.
5.
Bapak Dr. Erna Budhiarti. Nababan M.IT, Pembimbing II yang telah banyak
memberikan bimbingan dan arahan dalam menyelesaikan tesis ini.
6.
Bapak/Ibu Dosen Program Studi Pascasarjana Teknik Informatika Fakultas Ilmu
Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara yang telah
memberikan ilmunya selama masa perkuliahan.
7.
Segenap sivitas akademika Program Studi Pascasarjana Teknik Informatika
Sumatera Utara.
Universitas Sumatera Utara
vii
Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada :
1.
Kedua Orangtua penulis Ayahanda Abdul Azis Arsyad dan Ibunda Mardiana
tercinta yang telah memberikan kasih sayangnya, doa yang tak pernah putus serta
dorongan moril maupun materil kepada saya sehingga dapat menyelesaikan tesis
ini dengan baik.
2.
Kakak penulis Syafitri Azmi, adik saya Elly Azmi dan Badrul Aini yang telah
banyak memberikan dorongan dan bantuan kepada saya sehingga dapat
menyelesaikan tesis ini.
3.
Teman seperjuangan Ibu Erma Julita, Pak Indra, Kak Winda, Bang Aidil, Kak Ari
Sellyana, dan rekan-rekan mahasiswa Program Studi Pascasarjana Teknik
Informatika Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas
Sumatera Utara khususnya angkatan reguler tahun 2013, dan semua pihak yang
tidak dapat penulis sebutkan satu persatu pada tesis ini. Semoga Allah SWT
Tuhan Semesta Alam membalas segala kebaikan dan bantuan yang telah
diberikan.
Medan, Agustus 2016
Penulis,
Fadhillah Azmi
1370380 27
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Pembelajaran metode LVQ berada pada lapisan kompetitif yang mana lapisan tersebut
akan belajar secara otomatis untuk mengklasifikasikan (clustering) vektor input ke
dalam kelasnya. Di mana kelas yang dihasilkan tersebut tergantung pada jarak vektor
input yang akan dihitung dan diambil jarak minimum-nya, selanjutnya akan dijadikan
sebagai vektor bobot dan vektor input baru. Apabila ada ditemukan 2 vektor yang
hampir sama maka lapisan kompetitif tersebut akan mengklasifikasikan vektor input
ke dalam kelas yang sama. Di dalam metode LVQ, memiliki kelemahan yang
menyangkut tentang perhentian learning error (α), dimana LVQ sering melewati
solusi optimal (clustering), dalam hal ini tingkat kesalahan error rate minimal yang
cukup jelas. sehingga diperlukan suatu metode pendekatan tertentu untuk
meningkatkan akurasi pembelajaran pada jaringan syaraf tiruan metode LVQ.
Pendekatan teknik atau metode yang akan dilakukan ke dalam jaringan syaraf tiruan
metode Learning Vector Quantization (LVQ) menggunakan algoritma genetika, studi
permasalahannya adalah pengenalan pola karakter alfanumerik berupa pola matriks
biner [0, 1]. Parameter yang digunakan dalam algoritma genetika yaitu pembentukkan
populasi, seleksi, crossover, dan mutasi yang dilakukan secara acak. Tujuan penelitian
ini adalah untuk meningkatkan akurasi pembelajaran (accurate learning) Learning
Vector Quantization (LVQ) dengan menggunakan algoritma genetika pada
pengenalan pola alfanumerik.
Kata Kunci : LVQ, algoritma genetika,akurasi pembelajaran, pengenalan pola.
Universitas Sumatera Utara
ANALYSIS OF ACCURATE LEARNING IN LEARNING VECTOR
QUANTIZATION (LVQ) USING ALGORITHM GENETICS IN
ALPHANUMERIC PATTERN RECOGNITION
ABSTRACT
Training LVQ lies in the competitive layer, where the layer will automatically learn to
classify (clustering) vector input into the class. Where the generated class the input
vector depends on the distance to be calculated, and taken the minimum distance, will
now serve as vectors of weights and a new input vector. If there are two or more
vectors are almost the same, the competitive layer will classify input vectors into the
same class. In the LVQ, have drawbacks concerning the stop learning error (α), which
often pass LVQ optimal solution (clustering), in this case the error rate minimal is
quite clear. So that we need a specific approach to improve the accuracy learning in
neural network LVQ. Approach techniques or methods to be carried into the neural
network of Learning Vector Quantization (LVQ) using a genetic algorithm, with the
study of the problems that used pattern recognition alphanumeric characters in the
form of a binary matrix pattern [0, 1]. In the genetic algorithm has several phases,
namely the formation of a population, selection, crossover, and mutation were done
randomly. The purpose of this research is to improve the accurate learning of Learning
Vector Quantization (LVQ) using a genetic algorithm on the introduction of
alphanumeric patterns.
Keyword: LVQ, genetic algorithm, accurate learning, pattern recognition.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Hal.
HALAMAN JUDUL ………………………………………………………….
i
PERSETUJUAN ………………………………………………………………
ii
PERNYATAAN ORISINALITAS ……………………………………………
iii
PERSETUJUAN PUBLIKASI ……………………………………………….
iv
…………………………………………………………
v
RIWAYAT HIDUP …………………………………………………………..
vi
UCAPAN TERIMA KASIH .…………………………………………..…….
vii
……………………………………………………………………
viii
ABSTRACT
………………………………………………………………….
ix
DAFTAR ISI
…………………………………………………………............
x
DAFTAR GAMBAR ..........................................................................................
xiii
DAFTAR TABEL …………………………………………………………….
xiv
PANITIA PENGUJI
ABSTRAK
BAB 1
BAB 2
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah ………………………………………
1
1.2. Rumusan Masalah ……………………………………………
2
1.3. Batasan Masalah ……………………………………………….
2
1.4. Tujuan Penelitian ………………………………………………
3
1.5. Manfaat Penelitian ……………………………………………..
3
LANDASAN TEORI
2.1. Accurate Learning …………..…………………………………
4
2.2. Lerarning Vector Quantitation (LVQ)
………………………
4
2.2.1. Arsitekrtur Jaringan ……………………………………
5
2.2.2. Alogaritma LVQ ………………………………….……
5
2.3. Alogaritma Genetika …………………………………….……
6
2.3.1. Struktur Alogaritma Genetika……………………….…
8
2.3.2. Operator Alogaritma Genetika …………………….…
9
Universitas Sumatera Utara
xii
BAB 3
2.3.3. Pengenalan Pola (Pattern Recognition) ………………..
10
2.4. Penelitian-penelitian Terkait.. …………………………………
10
2.4.1. Penelitian Terdahulu .……………………………….…
10
2.4.2. Perbedaan Peneltian ……………………………………
13
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Pendahuluan …………………………………………………..
14
3.2
Data yang digunakan ………………….……………………….
14
3.3. Analisa Data ………………………….……………………….
15
3.3.1. Learning Vector Quantization (LVQ) …………………
17
3.3.1.1. Arsitektur Jaringan
..…………………..……
17
3.3.1.2. Alogaritma Learning Vector Quantization
(LVQ) ………………….……………..………
18
3.3.2. Pembelajaran Learning Vector Quantization (LVQ)
dengan Alogaritma Genetik …….……………………..
BAB 4
24
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Pendahuluian
4.2. Hasil Pelatihan
…………………………………………………
34
…………………………………….…………
34
4.2.1. Pengujian Akurasi Pembelajaran
Learning Vector Quantization (LVQ) Pada
Pengenalan Pola Alfanumerik …………………………
34
4.2.2. Hasil Pengujian Akurasi Pembelajaran
Learning Vector Quantization (LVQ) Menggunakan
Algoritma Genetika Pada Pengenalan
BAB 5
Pola Alfanumerik …………………………….……..…
40
4.3. Pembahasan Penelitian ……………………..…………………
47
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan…………………….. …....………………................
51
5.2. Saran .........................................................................................
52
DAFTAR PUSTAKA ……….…………………………………………………
53
Universitas Sumatera Utara
vii
DAFTAR GAMBAR
Hal.
Arsitektur Jaringan Learning Vector Quantization (LVQ) ………
5
Gambar 2.2. Proses Algoritma Genetika ………………………………………
7
Gambar 2.3. Struktur Umum Algoritma Genetika …………………………….
8
Gambar 2.1
Gambar 3.1. Tahap I Pembelajaran dengan
Learning Vector Quantization (LVQ)
………………………….. 15
Gambar 3.2. Tahap II Pembelajaran Learning Vector Quantization (LVQ)
dengan Menggunakan Algoritma Genetika
…………………….. 16
Gambar 3.3. Arsitektur Jaringan LVQ ….…………………………………..….. 17
Gambar 3.4. Algoritma LVQ ………………………………………………….. 18
Gambar 3.5. Pembelajaran LVQ dengan Menggunakan Algoritma Genetika …. 23
Gambar 4.1. Grafik Pengujian Pengenalan Pola Alfanumerik dengan
Learning Vector Quantization (LVQ) …………………………….. 40
Gambar 4.2. Grafik Pengujian Pengenalan Pola Alfanumerik Learning Vector
Quantization (LVQ) deng Menggunakan Algoritma Genetika..….. 47
Gambar 4.3. Akurasi Pembelajaran LVQ dan LVQ Menggunakan
Algoritma Genetika ……………………………………………… 49
Universitas Sumatera Utara
viii
DAFTAR TABEL
Hal.
Tabel 2.1.
Perbedaan penelitian yang dilakukan oleh
peneliti yang lain …………………………………………………. 11
Tabel 3.1.
Pola matriks input alfanumerik……………………………………. 19
Tabel 3.2.
Inisialisasi bobot dan data input proses training LVQ …………… 19
Tabel 3.3.
Data Bobot ……………………………………………………….. 20
Tabel 3.4.
Data Pelatihan ……………………………………………………. 20
Tabel 3.5.
Perhitungan data berikutnya untuk epoch ke – 1 …………………. 22
Tabel 3.6.
Pembentukkan populasi awal ……………………………………. 25
Tabel 3.7.
Proses crossover data pelatihan…………………………………… 27
Tabel 3.8.
Generasi baru yang dibentuk dari crossover
Tabel 3.9.
Generasi baru yang dibentuk dari mutasi ………………………… 28
Tabel 3.10.
Inisialisasi Bobot dan Data Input Proses Training LVQ .………… 29
Tabel 3.11
Data Bobot ………………………………………………………. 29
Tabel 3.12.
Data Pelatihan …………………………………………………… 29
Tabel 3.13.
Perhitungan data berikutnya untuk epoch ke – 1 ………………… 32
Tabel 4.1.
Hasil pengenalan pola alfanumerik dengan LVQ ………………… 35
Tabel 4.2.
Hasil pengenalan pola alfanumerik LVQ
…………………… 27
dengan Menggunakan Algoritma Genetika……………………….. 41
Tabel 4.3.
Akurasi Pembelajaran LVQ dan LVQ dengan Menggunakan
Algoritma Genetika ……………………………………………… 48
Universitas Sumatera Utara
QUANTIZATION (LVQ) MENGGUNAKAN ALGORITMA
GENETIKA DALAM PENGENALAN
POLA ALFANUMERIK
TESIS
FADHILLAH AZMI
137038027
PROGRAM STUDI S2 TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
ANALISIS ACCURATE LEARNING PADA LEARNING VECTOR
QUANTIZATION (LVQ) MENGGUNAKAN ALGORITMA
GENETIKA DALAM PENGENALAN
POLA ALFANUMERIK
TESIS
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah
Magister Teknik Informatika
FADHILLAH AZMI
137038027
PROGRAM STUDI S2 TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul Tesis
: ANALISIS ACCURATE LEARNING PADA LEARNING
VECTOR QUANTIZATION (LVQ) MENGGUNAKAN
ALGORITMA GENETIKA DALAM PENGENALAN
POLA ALFANUMERIK
Kategori
: TESIS
Nama Mahasiswa
: FADHILLAH AZMI
NIM
: 1370380 27
Program Studi
: MAGISTER TEKNIK INFORMATIKA
Fakultas
: ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Komisi Pembimbing
Pembimbing 2,
Pembimbing 1,
Dr. Erna Budhiarti Nababan, M.IT
Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Sc
Diketahui/disetujui oleh
Program Studi S2 Teknik Informatika
Ketua,
Prof. Dr. Muhammad Zarlis, M.Sc
NIP: 19570701 198601 1 003
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
ANALISIS ACCURATE LEARNING PADA LEARNING VECTOR QUANTIZATION
(LVQ) MENGGUNAKAN ALGORITMA GENETIKA DALAM
PENGENALANPOLA ALFANUMERIK
TESIS
Saya mengakui bahwa tesis ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.
Medan,
Agustus 2016
Fadhillah Azmi
NIM. 1370380 27
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN
AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan
dibawah ini:
Nama
: Fadhillah Azmi
NIM
: 1370380 27
Program Studi
: Magister Teknik Informatika
Jenis Karya Ilmiah
: Tesis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive Royalty
Free Right) atas tesis saya yang berjudul:
ANALISIS ACCURATE LEARNING PADA LEARNING VECTOR
QUANTIZATION (LVQ) MENGGUNAKAN ALGORITMA
GENETIKA DALAM PENGENALAN
POLA ALFANUMERIK
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti NonEksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media,
memformat, mengelola dalam bentuk database, merawat dan mempublikasikan tesis
saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai
penulis dan sebagai pemegang dan/atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan,
Agustus 2016
Fadhillah Azmi
NIM. 1370380 27
Universitas Sumatera Utara
Telah diuji pada
Tanggal: 26 Agustus 2016
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua
: Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Sc
Anggota
: 1. Dr. Erna Budhiarti Nababan, M.IT
2. Prof. Dr. Muhammad Zarlis, M.Sc
3. Dr. Poltak Sihombing, M.Kom
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
Nama Lengkap
: Fadhillah Azmi
Tempat dan Tanggal Lahir : Medan, 29 Juli 1985
Alamat Rumah
: Jln. Puyuh 8 No. 152 Perumnas Mandala
Telepon/Fax/HP
: 085296633 571
: azmi.fadhillah007@gmail.com
Instansi Tempat Bekerja
: Universitas Potensi Utama
Alamat Kantor
: Jln. Kol. Yos Sudarso Medan
DATA PENDIDIKAN
SD
: SD Swastwa Al-Ittihadiyah Medan
TAHUN : 1997
SMP : SMP Negeri 4 Medan
TAHUN : 2000
SMA : SMA Negeri 5 Medan
TAHUN : 2003
D3
: Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan
TAHUN : 2007
S1
: Teknik Elektro Universitas Negeri Medan
TAHUN : 2012
S2
: Teknik Informatika Universitas Sumatera Utara
TAHUN : 2016
Universitas Sumatera Utara
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur kepada Allah SWT memberikan anugrah yang luar biasa sehingga penulis
dapat menyelesaikan tesis dengan judul: ANALISIS ACCURATE LEARNING
PADA LEARNING VECTOR QUANTIZATION (LVQ) MENGGUNAKAN
ALGORITMA GENETIKA DALAM PENGENALAN POLA ALFANUMERIK.
Penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1.
Bapak Prof.Dr Runtung Sitepu SH, M.Hum selaku Rektor Universitas Sumatera
Utara.
2.
Bapak Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Sc, selaku Dekan Fakultas Ilmu
Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara, sekaligus
Pembimbing I yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan dalam
menyelesaikan tesis ini.
3.
Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis, Ketua Program Studi Pascasarjana Teknik
Informatika Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas
Sumatera Utara Medan, sekaligus pembanding I yang telah memberikan saran dan
kritik dalam menyelesaikan tesis ini.
4.
Bapak Dr.Poltak Sihombing, M.Kom, selaku pembanding II yang telah banyak
memberikan saran dan kritik dalam menyelesaikan tesis ini.
5.
Bapak Dr. Erna Budhiarti. Nababan M.IT, Pembimbing II yang telah banyak
memberikan bimbingan dan arahan dalam menyelesaikan tesis ini.
6.
Bapak/Ibu Dosen Program Studi Pascasarjana Teknik Informatika Fakultas Ilmu
Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara yang telah
memberikan ilmunya selama masa perkuliahan.
7.
Segenap sivitas akademika Program Studi Pascasarjana Teknik Informatika
Sumatera Utara.
Universitas Sumatera Utara
vii
Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada :
1.
Kedua Orangtua penulis Ayahanda Abdul Azis Arsyad dan Ibunda Mardiana
tercinta yang telah memberikan kasih sayangnya, doa yang tak pernah putus serta
dorongan moril maupun materil kepada saya sehingga dapat menyelesaikan tesis
ini dengan baik.
2.
Kakak penulis Syafitri Azmi, adik saya Elly Azmi dan Badrul Aini yang telah
banyak memberikan dorongan dan bantuan kepada saya sehingga dapat
menyelesaikan tesis ini.
3.
Teman seperjuangan Ibu Erma Julita, Pak Indra, Kak Winda, Bang Aidil, Kak Ari
Sellyana, dan rekan-rekan mahasiswa Program Studi Pascasarjana Teknik
Informatika Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas
Sumatera Utara khususnya angkatan reguler tahun 2013, dan semua pihak yang
tidak dapat penulis sebutkan satu persatu pada tesis ini. Semoga Allah SWT
Tuhan Semesta Alam membalas segala kebaikan dan bantuan yang telah
diberikan.
Medan, Agustus 2016
Penulis,
Fadhillah Azmi
1370380 27
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Pembelajaran metode LVQ berada pada lapisan kompetitif yang mana lapisan tersebut
akan belajar secara otomatis untuk mengklasifikasikan (clustering) vektor input ke
dalam kelasnya. Di mana kelas yang dihasilkan tersebut tergantung pada jarak vektor
input yang akan dihitung dan diambil jarak minimum-nya, selanjutnya akan dijadikan
sebagai vektor bobot dan vektor input baru. Apabila ada ditemukan 2 vektor yang
hampir sama maka lapisan kompetitif tersebut akan mengklasifikasikan vektor input
ke dalam kelas yang sama. Di dalam metode LVQ, memiliki kelemahan yang
menyangkut tentang perhentian learning error (α), dimana LVQ sering melewati
solusi optimal (clustering), dalam hal ini tingkat kesalahan error rate minimal yang
cukup jelas. sehingga diperlukan suatu metode pendekatan tertentu untuk
meningkatkan akurasi pembelajaran pada jaringan syaraf tiruan metode LVQ.
Pendekatan teknik atau metode yang akan dilakukan ke dalam jaringan syaraf tiruan
metode Learning Vector Quantization (LVQ) menggunakan algoritma genetika, studi
permasalahannya adalah pengenalan pola karakter alfanumerik berupa pola matriks
biner [0, 1]. Parameter yang digunakan dalam algoritma genetika yaitu pembentukkan
populasi, seleksi, crossover, dan mutasi yang dilakukan secara acak. Tujuan penelitian
ini adalah untuk meningkatkan akurasi pembelajaran (accurate learning) Learning
Vector Quantization (LVQ) dengan menggunakan algoritma genetika pada
pengenalan pola alfanumerik.
Kata Kunci : LVQ, algoritma genetika,akurasi pembelajaran, pengenalan pola.
Universitas Sumatera Utara
ANALYSIS OF ACCURATE LEARNING IN LEARNING VECTOR
QUANTIZATION (LVQ) USING ALGORITHM GENETICS IN
ALPHANUMERIC PATTERN RECOGNITION
ABSTRACT
Training LVQ lies in the competitive layer, where the layer will automatically learn to
classify (clustering) vector input into the class. Where the generated class the input
vector depends on the distance to be calculated, and taken the minimum distance, will
now serve as vectors of weights and a new input vector. If there are two or more
vectors are almost the same, the competitive layer will classify input vectors into the
same class. In the LVQ, have drawbacks concerning the stop learning error (α), which
often pass LVQ optimal solution (clustering), in this case the error rate minimal is
quite clear. So that we need a specific approach to improve the accuracy learning in
neural network LVQ. Approach techniques or methods to be carried into the neural
network of Learning Vector Quantization (LVQ) using a genetic algorithm, with the
study of the problems that used pattern recognition alphanumeric characters in the
form of a binary matrix pattern [0, 1]. In the genetic algorithm has several phases,
namely the formation of a population, selection, crossover, and mutation were done
randomly. The purpose of this research is to improve the accurate learning of Learning
Vector Quantization (LVQ) using a genetic algorithm on the introduction of
alphanumeric patterns.
Keyword: LVQ, genetic algorithm, accurate learning, pattern recognition.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Hal.
HALAMAN JUDUL ………………………………………………………….
i
PERSETUJUAN ………………………………………………………………
ii
PERNYATAAN ORISINALITAS ……………………………………………
iii
PERSETUJUAN PUBLIKASI ……………………………………………….
iv
…………………………………………………………
v
RIWAYAT HIDUP …………………………………………………………..
vi
UCAPAN TERIMA KASIH .…………………………………………..…….
vii
……………………………………………………………………
viii
ABSTRACT
………………………………………………………………….
ix
DAFTAR ISI
…………………………………………………………............
x
DAFTAR GAMBAR ..........................................................................................
xiii
DAFTAR TABEL …………………………………………………………….
xiv
PANITIA PENGUJI
ABSTRAK
BAB 1
BAB 2
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah ………………………………………
1
1.2. Rumusan Masalah ……………………………………………
2
1.3. Batasan Masalah ……………………………………………….
2
1.4. Tujuan Penelitian ………………………………………………
3
1.5. Manfaat Penelitian ……………………………………………..
3
LANDASAN TEORI
2.1. Accurate Learning …………..…………………………………
4
2.2. Lerarning Vector Quantitation (LVQ)
………………………
4
2.2.1. Arsitekrtur Jaringan ……………………………………
5
2.2.2. Alogaritma LVQ ………………………………….……
5
2.3. Alogaritma Genetika …………………………………….……
6
2.3.1. Struktur Alogaritma Genetika……………………….…
8
2.3.2. Operator Alogaritma Genetika …………………….…
9
Universitas Sumatera Utara
xii
BAB 3
2.3.3. Pengenalan Pola (Pattern Recognition) ………………..
10
2.4. Penelitian-penelitian Terkait.. …………………………………
10
2.4.1. Penelitian Terdahulu .……………………………….…
10
2.4.2. Perbedaan Peneltian ……………………………………
13
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Pendahuluan …………………………………………………..
14
3.2
Data yang digunakan ………………….……………………….
14
3.3. Analisa Data ………………………….……………………….
15
3.3.1. Learning Vector Quantization (LVQ) …………………
17
3.3.1.1. Arsitektur Jaringan
..…………………..……
17
3.3.1.2. Alogaritma Learning Vector Quantization
(LVQ) ………………….……………..………
18
3.3.2. Pembelajaran Learning Vector Quantization (LVQ)
dengan Alogaritma Genetik …….……………………..
BAB 4
24
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Pendahuluian
4.2. Hasil Pelatihan
…………………………………………………
34
…………………………………….…………
34
4.2.1. Pengujian Akurasi Pembelajaran
Learning Vector Quantization (LVQ) Pada
Pengenalan Pola Alfanumerik …………………………
34
4.2.2. Hasil Pengujian Akurasi Pembelajaran
Learning Vector Quantization (LVQ) Menggunakan
Algoritma Genetika Pada Pengenalan
BAB 5
Pola Alfanumerik …………………………….……..…
40
4.3. Pembahasan Penelitian ……………………..…………………
47
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan…………………….. …....………………................
51
5.2. Saran .........................................................................................
52
DAFTAR PUSTAKA ……….…………………………………………………
53
Universitas Sumatera Utara
vii
DAFTAR GAMBAR
Hal.
Arsitektur Jaringan Learning Vector Quantization (LVQ) ………
5
Gambar 2.2. Proses Algoritma Genetika ………………………………………
7
Gambar 2.3. Struktur Umum Algoritma Genetika …………………………….
8
Gambar 2.1
Gambar 3.1. Tahap I Pembelajaran dengan
Learning Vector Quantization (LVQ)
………………………….. 15
Gambar 3.2. Tahap II Pembelajaran Learning Vector Quantization (LVQ)
dengan Menggunakan Algoritma Genetika
…………………….. 16
Gambar 3.3. Arsitektur Jaringan LVQ ….…………………………………..….. 17
Gambar 3.4. Algoritma LVQ ………………………………………………….. 18
Gambar 3.5. Pembelajaran LVQ dengan Menggunakan Algoritma Genetika …. 23
Gambar 4.1. Grafik Pengujian Pengenalan Pola Alfanumerik dengan
Learning Vector Quantization (LVQ) …………………………….. 40
Gambar 4.2. Grafik Pengujian Pengenalan Pola Alfanumerik Learning Vector
Quantization (LVQ) deng Menggunakan Algoritma Genetika..….. 47
Gambar 4.3. Akurasi Pembelajaran LVQ dan LVQ Menggunakan
Algoritma Genetika ……………………………………………… 49
Universitas Sumatera Utara
viii
DAFTAR TABEL
Hal.
Tabel 2.1.
Perbedaan penelitian yang dilakukan oleh
peneliti yang lain …………………………………………………. 11
Tabel 3.1.
Pola matriks input alfanumerik……………………………………. 19
Tabel 3.2.
Inisialisasi bobot dan data input proses training LVQ …………… 19
Tabel 3.3.
Data Bobot ……………………………………………………….. 20
Tabel 3.4.
Data Pelatihan ……………………………………………………. 20
Tabel 3.5.
Perhitungan data berikutnya untuk epoch ke – 1 …………………. 22
Tabel 3.6.
Pembentukkan populasi awal ……………………………………. 25
Tabel 3.7.
Proses crossover data pelatihan…………………………………… 27
Tabel 3.8.
Generasi baru yang dibentuk dari crossover
Tabel 3.9.
Generasi baru yang dibentuk dari mutasi ………………………… 28
Tabel 3.10.
Inisialisasi Bobot dan Data Input Proses Training LVQ .………… 29
Tabel 3.11
Data Bobot ………………………………………………………. 29
Tabel 3.12.
Data Pelatihan …………………………………………………… 29
Tabel 3.13.
Perhitungan data berikutnya untuk epoch ke – 1 ………………… 32
Tabel 4.1.
Hasil pengenalan pola alfanumerik dengan LVQ ………………… 35
Tabel 4.2.
Hasil pengenalan pola alfanumerik LVQ
…………………… 27
dengan Menggunakan Algoritma Genetika……………………….. 41
Tabel 4.3.
Akurasi Pembelajaran LVQ dan LVQ dengan Menggunakan
Algoritma Genetika ……………………………………………… 48
Universitas Sumatera Utara