0

Cara Implementasi ANN dengan Python

Artificial Neural Networks (ANN) adalah salah satu jenis jaringan saraf tiruan yang terinspirasi oleh cara kerja otak manusia. ANN terdiri dari lapisan-lapisan neuron yang saling terhubung, yang dapat belajar dari data dan membuat prediksi. Dalam artikel ini, kita akan membahas konsep dasar ANN, bagaimana mereka bekerja, serta contoh implementasinya menggunakan Python dengan pustaka TensorFlow dan Keras.

Konsep Dasar ANN

ANN terdiri dari tiga jenis lapisan utama:

  1. Input Layer (Lapisan Input): Lapisan ini menerima input langsung dari data. Jumlah neuron dalam lapisan ini sama dengan jumlah fitur dalam data.
  2. Hidden Layers (Lapisan Tersembunyi): Lapisan ini terletak di antara lapisan input dan lapisan output. Lapisan tersembunyi dapat terdiri dari satu atau lebih lapisan, dan neuron di dalamnya mengaplikasikan fungsi aktivasi untuk memproses input dari lapisan sebelumnya.
  3. Output Layer (Lapisan Output): Lapisan ini menghasilkan output dari jaringan saraf. Jumlah neuron dalam lapisan ini tergantung pada jumlah kelas (untuk klasifikasi) atau jumlah nilai yang diprediksi (untuk regresi).

Setiap neuron dalam ANN memiliki bobot dan bias yang disesuaikan selama proses pelatihan. Fungsi aktivasi seperti ReLU (Rectified Linear Unit) atau sigmoid digunakan untuk memperkenalkan non-linearitas ke dalam model.

Implementasi ANN dengan Python

Berikut adalah contoh implementasi ANN menggunakan pustaka Keras dengan TensorFlow sebagai backend. Kita akan menggunakan dataset MNIST, yang berisi gambar angka tulisan tangan.

import tensorflow as tf
from tensorflow.keras import datasets, layers, models

# Memuat dataset MNIST
(train_images, train_labels), (test_images, test_labels) = datasets.mnist.load_data()

# Preprocessing: menormalisasi nilai piksel
train_images = train_images.reshape((60000, 28, 28, 1)).astype(‘float32’) / 255
test_images = test_images.reshape((10000, 28, 28, 1)).astype(‘float32′) / 255

# Membuat model ANN
model = models.Sequential([
layers.Flatten(input_shape=(28, 28, 1)), # Lapisan input, mengubah gambar 28×28 menjadi vektor 784 dimensi
layers.Dense(128, activation=’relu’), # Lapisan tersembunyi dengan 128 neuron
layers.Dense(64, activation=’relu’), # Lapisan tersembunyi dengan 64 neuron
layers.Dense(10, activation=’softmax’) # Lapisan output dengan 10 neuron (satu untuk setiap kelas)
])

# Melihat arsitektur model
model.summary()

# Kompilasi model
model.compile(optimizer=’adam’,
loss=’sparse_categorical_crossentropy’,
metrics=[‘accuracy’])

# Melatih model
model.fit(train_images, train_labels, epochs=5, validation_data=(test_images, test_labels))

# Evaluasi model
test_loss, test_acc = model.evaluate(test_images, test_labels)
print(f’Test accuracy: {test_acc}’)

 

Penjelasan Kode

  1. Memuat Dataset: Dataset MNIST diunduh dan dibagi menjadi set pelatihan dan pengujian.
  2. Preprocessing: Gambar-gambar diubah bentuknya dan dinormalisasi agar memiliki nilai piksel antara 0 dan 1.
  3. Membangun Model ANN: Model ANN dibangun dengan lapisan input, dua lapisan tersembunyi, dan satu lapisan output.
  4. Melihat Arsitektur Model: model.summary() memberikan ringkasan arsitektur model.
  5. Kompilasi Model: Model dikompilasi dengan optimizer Adam dan fungsi loss sparse categorical crossentropy.
  6. Melatih Model: Model dilatih selama 5 epoch dengan data pelatihan dan divalidasi dengan data pengujian.
  7. Evaluasi Model: Model dievaluasi dengan data pengujian untuk mendapatkan akurasi.

Artificial Neural Networks (ANN) adalah model pembelajaran mesin yang kuat dan fleksibel, terinspirasi oleh cara kerja otak manusia. ANN terdiri dari lapisan-lapisan neuron yang saling terhubung, dan dapat belajar dari data untuk membuat prediksi. Dengan menggunakan Python dan pustaka seperti TensorFlow dan Keras, kita dapat dengan mudah mengembangkan dan melatih model ANN untuk berbagai aplikasi, seperti pengenalan angka tulisan tangan dalam contoh di atas. Implementasi ini menunjukkan dasar-dasar pembangunan dan pelatihan ANN, tetapi konsep yang sama dapat diterapkan pada berbagai jenis data dan tugas prediksi lainnya.

link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link link