I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m p u t er   Science   Vo l.   1 2 ,   No .   2 N o v e m b er   201 8 ,   p p .   4 6 8 ~ 4 75   I SS N:  2502 - 4752 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ee cs . v 1 2 .i 2 . p p 468 - 4 7 5           468       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / ijeec s   Ev a lua tion o CN N,  Alex n et  a nd  Go o g leNet  for  Frui Recog nition       Nur  Azida   M uh a m m a d 1 ,   Am e lin a   Ab N a s ir 2 ,   Z a ida h I b ra hi m 3 ,   Nurba it y   Sa bri 4   1, 2, 3 F a c u l ty   o f   Co m p u ter an d   M a th e m a ti c a S c ien c e s,  Un iv e rsiti   T e k n o lo g M A RA ,   S h a h   A la m ,   S e la n g o r,   M a lay sia   4 F a c u lt y   o f   Co m p u ter an d   M a th e m a ti c a S c ien c e s,  Un iv e rsiti   T e k n o lo g M A RA ,   Ca m p u s Ja sin ,   M e l a k a ,   M a la y si a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   1 9 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   J u n   3 0 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Ju l   11 ,   2 0 1 8     F ru it   re c o g n it i o n   is  u se f u f o a u to m a ti c   f ru it   h a rv e stin g .   F ru it   r e c o g n it io n   a p p li c a ti o n   c a n   re d u c e   o m i n im ize   h u m a n   in terv e n ti o n   d u rin g   f ru it   h a rv e stin g   o p e ra ti o n .   H o w e v e r,   in   c o m p u ter  v isio n ,   f ru it   re c o g n it i o n   is  v e r y   c h a ll e n g in g   b e c a u se   o f   si m il a r   s h a p e s,  c o lo rs  a n d   tex tu re a m o n g   v a rio u f ru it s.  Ill u m in a ti o n c h a n g e d u e   to   w e a th e c o n d it io n   a lso   lea d   to   a   c h a ll e n g in g   tas k   f o f ru it   re c o g n it io n .   T h u s,  t h is  p a p e ten d s t o   i n v e stig a te t h e   p e rf o r m a n c e   o f   b a sic   Co n v o lu ti o n a Ne u ra Ne t w o rk   (CNN ),   Ale x n e a n d   G o o g len e in   re c o g n izi n g   n i n e   d if fe re n ty p e o f   f ru it f ro m   a   p u b li c ly   a v a il a b le  d a tas e t.   T h e   e x p e ri m e n tal  re su lt i n d ica te  t h a a ll   t h e se   tec h n iq u e p ro d u c e   e x c e ll e n re c o g n it io n   a c c u ra c y ,   b u b a sic   CNN   a c h iev e th e   f a ste s t   re c o g n it io n   re su lt   c o m p a re d   w it h   A le x n e a n d   G o o g len e t.   K ey w o r d s :   A le x n et   C NN   Fru i R ec o g n itio n   Go o g len et   Neu r al  Net w o r k   Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Nu r   A zid Mu h a m m ad   Facu lt y   o f   C o m p u ter   an d   Ma t h e m a tical  Scie n ce s ,   Un i v er s iti T ek n o lo g i M A R A ,   S h a h   A la m ,   Selan g o r ,   Ma la y s i a .   E m ail:  az id a m u h a m m ad @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   Fru it  r ec o g n itio n   is   u s ef u f o r   au to m a tic  f r u it  h ar v e s ti n g .   B y   h a v i n g   f r u it  r ec o g n itio n   ap p licatio n ,   i t   ca n   r ed u ce   o r   m i n i m ize  h u m a n   in ter v en tio n   i n   th eir   f r u it  h a r v esti n g   o p er ati o n s .   Fr u it  r ec o g n i tio n   s y s te m   w i ll   au to m at icall y   d etec a n d   in s p ec th f r u it  f o r   h ar v es tin g   w it h i n   t h i m a g e.   T h i m p l e m en tatio n   o f   f r u it   r ec o g n itio n   ap p licatio n   ca n   a ls o   in cr ea s t h v al u o f   p r o d u cts to   t h co n s u m er s   [ 1 ] .   I n   ad d itio n ,   it   ca n   r ed u ce   th o p er atio n   ti m an d   h ar v e s tin g   co s t.  Fru it  r ec o g n it io n   ap p licatio n   is   also   u s e f u f o r   f r u it  d is ea s d etec tio n   in   t h ea r l y   s ta g e.   Fo r   clas s ic al  ap p r o ac h ,   th d etec tio n   a n d   id en ti f icatio n   o f   f r u it   d is ea s e   is   b ased   o n   h u m a n   n ak ed   e y e s   w h ic h   is   ti m co n s u m in g   an d   co s tl y   [ 2 ] .   T h r o u g h   au to m atic  f r u it  r ec o g n it io n   p r o ce s s ,   it  ca n   f ac ilit ate  t h co n tr o l o f   f r u i t d is ea s es a s   th d is ea s ca n   b av o id ed   b y   ap p r o p r iate  s p r in k li n g   o f   p esti cid es.   Var io u s   r esear c h es   o n   f r u it  r ec o g n itio n   b ased   o n   i m a g es   h av e   b ee n   p er f o r m ed .    M u lt i p le  f ea t u r b ased   an al y s i s   th at  i n cl u d co lo r ,   s h ap an d   tex tu r h av b ee n   ap p lied   to   r ec o g n ize  s ix   d if f er en t y p es  o f   f r u it s   t h at   ar r ea d   ap p le,   b an an a,   l y ch ee ,   o r a n g e,   p i n ea p p le  an d   p o m e g r an ate   [ 3 ] .   T h r esear ch er s   h av e   u s ed   th L o g   Gab o r   f ilter   to   r ec o g n ize  th te x tu r o f   f r u it.  T h h u h as  b ee n   ca lcu lated   f o r   co lo r   an d   s h ap w a s   b ein g   an al y ze d   b y   co u n ti n g   t h p er i m eter   a n d   ar ea   p ix el s .   I n   ad d itio n ,   th e   A r ti f icial  Neu r al  Net w o r k   ( ANN)   w a s   b ein g   u s ed   f o r   th clas s i f i ca tio n   an d   it a ch iev e s   ab o u 9 0   % c lass i f icatio n   ac c u r ac y .   T h u s e   o f   d ee p   lear n i n g   h a s   d r a m atica ll y   i m p r o v e s   t h p er f o r m an ce   o f   o b j ec d etec tio n ,   s p ee c h   r ec o g n itio n ,   v is u al  o b j ec r ec o g n itio n   a n d   m a n y   o th er   d o m ain s   li k g e n o m ic s   a n d   d r u g   d is co v er y   [ 1 ] .   Dee p   lear n in g   is   a   clas s   o f   m ac h in e   lear n i n g   al g o r ith m s   t h at  u s e s   m u ltip le  la y er s   th a co n ta in   n o n lin ea r   p r o ce s s in g   u n i ts .   C o n v o lu t io n al  Neu r al  Net w o r k s   ( C NNs)   ar clas s if i ed   as  d ee p   lear n i n g   al g o r ith m   [ 2 ] .     I p r o v id es   s u cc e s s f u r es u lts   i n   ar ea s   o f   i m ag e   r ec o g n itio n   an d   cla s s i f i ca ti o n .     B esid es   th a t,  A le x n et   an d   Go o g le n et  ar e   p r e - tr ain ed   C NN  m o d els  t h at  h av p r o d u ce d   v er y   g o o d   r esu lts   f o r   th p as f e w   p ast  y ea r s   [ 3 ] .   A lex n et  is   t h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       E va lu a tio n   o f CN N ,   A lexn et  a n d   Go o g leN et  fo r   F r u it R ec o g n itio n   ( N u r   A z id a   Mu h a mma d )   469   w i n n er   o f   I m ag e Net  L ar g S ca le  Vis u al  R ec o g n itio n   C h al len g e   ( I L S VR C )   in   2 0 1 2   w h i le  Go o g len et   is   t h e   w i n n er   in   2 0 1 4   [ 4 ] .   T h ese  m o d els  s h o w   b ig   i m p ac t s   o n   i m ag r ec o g n it io n   an d   clas s i f i ca tio n   tas k s   as  t h e y   p r o d u ce   o u ts tan d in g   p er f o r m an ce .   As  r esu lt,  C NN  m o d els  w er w id el y   u s ed   in   th e   f ield   o f   co m p u ter     v is io n   [ 5 ].   As  t h C NN  m o d el  g o es   d ee p er   in   t h eir   co n v o l u tio n   ar ch i te ctu r e,   it  ca n   r ea c h   lo w er   id en ti f icatio n   er r o r   r ate  co m p ar ed   to   th h u m an ’s   e y e s T h u s ,   t h C NN  m o d el  w as  i m p le m en ted   f o r   f r u it  an d   v e g etab les   class i f icatio n   as  it  p r o d u ce s   g r ea r esu l ts   f o r   o th er   o b j ec t   r ec o g n itio n   ap p licatio n s .   Ho w e v er ,   i n   co m p u ter   v is io n ,   th f r u it  clas s if icatio n   g iv e s   ch a llen g e s   in   i m a g r ec o g n itio n   b ec au s o f   th s i m ila r   s h ap es,  co lo r s   an d   tex t u r es  a m o n g   v ar io u s   f r u i ts   [ 6 ] .   T h ch a n g e s   i n   t h lo ca tio n   a n d   e y e - s ig h t   v ie w   o f   t h f r u it s   also   lead   to   t h i s   is s u e.   B esid es   th a t ,   i n   t h s u p er m ar k et,   t h s ta f f   s till   r eq u ir e s   to   w ei g h   th s e lli n g   f r u i w h ich   ef f ec t s   th co s t   o f   lab o r ,   tim a n d   th e f f icie n c y   i s   lo w   [ 7 ] .   T h u s ,   t h m ai n   o b j ec tiv o f   th i s   r esear ch   i s   to   in v e s ti g ate  t h e   r ec o g n itio n   ac cu r ac y   p er f o r m an ce   o f   b asic  C NN,   A le x n e an d   Go o g len et  i n   r ec o g n izi n g   f r u it  i m ag e s   to   s ee   w h et h er   th r es u lts   w ill ac h iev m o r th at  9 0 % a cc u r ac y   o r   n o t.       2.   RE L AT E WO RK   Fo r   th p as f e w   y ea r s ,   m a n y   r esear ch er s   h a v b ee n   w o r k i n g   o n   d e v elo p in g   f r u i r ec o g n itio n   a n d   class i f icatio n   ap p r o ac h es .   W C   Sen g   an d   S Mir is ae e   [ 1 1 ]   d ev elo p ed   a   f r u it  r ec o g n it io n   s y s te m   t h at  co m b i n e   f ea t u r e s   li k es   co lo r ,   s ize  a n d   s h ap b ased .   T h e y   u s ed   t h n e ar est  n ei g h b o r   class i f icat io n .   T h r esu lt  s h o w ed   a   g o o d   p er f o r m a n ce   f o r   s i n g le  f r u it  r ec o g n itio n   o n l y   b u is   n o s u i tab le  to   u s f o r   f r u i r ec o g n i tio n   t h at  ar in   a   b u n c h .     An   ef f icie n f u s io n   o f   tex tu r an d   co lo r   f o r   f r u it  t y p r ec o g n itio n   h a s   b ee n   p r o p o s ed .   Ho w e v er ,   th e   r esu lt  of   t h r ec o g n itio n   r ate   is   n o t   v er y   e n co u r a g i n g   [ 1 ] .   L ec u n ,   B en g io   a n d   Hin to n   [ 8 ]   p r o p o s ed   f r u it  r ec o g n itio n   u s i n g   C NN.   I t   i n v o lv ed   w it h o u t   f ea tu r e   ex tr ac ti o n   an d   th e   i n p u t   i m ag e s   w er e   d ir ec tl y   e n ter ed   i n to   th n e t w o r k .   T h r esu lt s   s h o w ed   t h at   t h r ec o g n i tio n   r ate  is   i m p r o v ed   a n d   it  is   s u itab le   to   id en tify   m u ltip le   t y p es o f   f r u it s .   Du to   t h r is i n g   v al u es   o f   a g r icu lt u r al  s u p p lies   s u c h   as  a g r o ch e m ical s ,   w ater   ir r ig a tio n   a n d   p o w er   h as  lead   to   th ag r ic u lt u r in d u s tr y   a s   o n o f   th m o s co s t - d e m an d i n g   ar ea s .   A   f r u i d etec tio n   s y s te m   b y   u s i n g   d ee p   n e u r al  n et w o r k s   i s   p r o p o s ed   in   [ 9 ] .   T h p u r p o s o f   th eir   p ap er   is   to   b u ild   a n   ac c u r ate,   f a s a n d   r eliab le  f r u it  d etec t io n   s y s te m   w h ic h   is   a n   i m p o r tan ele m e n t   o f   an   a u to n o m o u s   ag r ic u lt u r a r o b o tic  p latf o r m .   T h ey   ad ap th tec h n iq u o f   Fas ter   R e g io n - b ased   C N ( R - C NN)   f o r   th f r u it  d etec tio n   b y   u s i n g   i m a g er y   o b tain ed   f r o m   t w o   m o d alities   w h ic h   i s   co lo r   ( R B G)   a n d   Ne ar - I n f r ar ed   ( NI R ) .   T h e y   p er f o r m ed   f in e - t u n in g   o f   VGG1 6   n et w o r k   b ased   o n   p r e - tr ain ed   I m a g eNe m o d el.   T h co m b i n atio n   o f   R GB   a n d   NI R   m u l ti - m o d al  i s   r etr ain ed   to   p er f o r m   t h d ete ctio n   o f   s e v en   t y p es   o f   fr u it s .   As  r es u lt,  th ac c u r ac y   is   i m p r o v ed   a n d   it  i s   f aster   to   b d ep lo y ed   to   r ec o g n ize  a   n e w   f r u it  t y p e .   I ta k es  o n l y   f o u r   h o u r s   to   an n o tat an d   tr ain   t h n e m o d el  p er   f r u it.      2 . 1   CNN  ( Co nv o lutio na l N eura l N et w o rk )   T h ar ch itectu r o f   C NN  is   s tr u ctu r ed   as   s er ies  o f   la y er s ,   th at  co n s i s ts   o f   th r ee   la y er s   w h ic h   ar co n v o lv la y er ,   p o o lin g   la y er   an d   R ec tif ied   L i n ea r   u n it  ( R eL u )   [ 1 0 ] .   C o n v o lv la y er   ex t r ac ts   f ea tu r e s   o f   an   i m a g u s i n g   f ilter   a n d   i m a g p atch   t h at  s tr id es  o v er   t h i n p u i m a g e.   R e L u   la y er   r ep lac es  all   n e g ati v p i x el   v alu e s   i n   t h f ea tu r m ap   w it h   ze r o   w h ile   p o o lin g   la y er   al lo w s   th f ea t u r m ap   to   b d o w n - s a m p led   a f ter   R eL u   la y er   to   r ed u ce   th d i m e n s io n alit y .   M ax   p o o lin g   co m p u tes  t h m a x i m u m   lo c al  o f   f ea t u r m ap .     Neig h b o r in g   p o o lin g   tak e s   i n p u f r o m   f ea t u r m ap s   t h at  a r s h i f ted   o r   s tr id b y   m o r th an   o n r o w s   o r   co lu m n s .   F ig u r 1   s h o w s   t h a r ch itect u r o f   C NN.             Fig u r 1 .   An   ill u s tr atio n   o f   C NN  la y er s   [ 1 0 ]       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l 1 2 ,   No .   2 No v e m b er   201 8   :   4 6 8     4 7 5   470   2 . 2   Alex Net   A le x n et  is   al s o   k n o w n   as  tr a n s f er   lear n i n g   m o d el  w h er k n o w led g is   lear n f r o m   tr ai n in g   lar g e   a m o u n o f   d ata s ets.    A le x Net   w o n   th I m ag e Net  L ar g Sc ale  Vis u al  R ec o g n i tio n   C h al l en g ( I L SV R C )   i n   2 0 1 2 .   I co n s is ts   o f   2 5   la y e r s   th at  co m b i n f e w   s tack s   o f   co n v o lu tio n al  la y er s   a n d   f u ll y   co n n ec ted     la y er s   [ 1 3 ] .   A n   ill u s tr atio n   o f   t h ar ch itect u r o f   A le x Net  i s   s h o w n   i n   Fi g u r 2 .           Fig u r 2 .   An   ill u s tr atio n   o f   A l ex Net  la y er s   [ 1 4 ]       2 . 3   G o o g leNe t   Go o g len e ( a . k . a.   I n c e p ti o n   V1 )   is   th w in n er   o f   th I L SVR C   2 0 1 4   c o m p eti ti o n   f r o m   Go o g l e.   I ac h iev e d   t o p - 5   e r r o r   r a te  o f   6 . 6 7 [ 1 5 ] .   T h is   w as   v er y   clo s t o   h u m an   lev el  p er f o r m an ce   w h ich   th o r g an ize r s   o f   th e   ch al len g w er f o r c ed   t o   ev a lu at e.   A s   it  t u r n s   o u t ,   th is   w as  ac tu a lly   r at h er   h a r d   t o   d o   an d   r e q u i r e d   s o m h u m an   tr ain in g   in   o r d e r   t o   p e r f o r m   th task .     T h h u m an   ex p er ( A n d r e Ka r p ath y )   w a s   ab l t o   ac h iev e   a   t o p - 5   er r o r   r at o f   5 . 1 %   ( s in g le  m o d el )   an d   3 . 6 %   ( en s em b le ) .   T h n etw o r k   u s e d   C NN  in s p i r e d   b y   L eNe b u im p lem en te d   a   n o v el  e lem en w h ich   is   d u b b e d   a n   in ce p ti o n   m o d u le .   I t   u s ed   b atch   n o r m aliz ati o n ,   im ag d is to r ti o n s   an d   R MS p r o p .   T h is   m o d el  is   b as e d   o n   s ev e r al  v e r y   s m all  co n v o lu ti o n s   in   o r d er   t o   d r as tic ally   r e d u ce   th n u m b er   o f   p a r am et er s .   T h e ir   ar ch ite ctu r c o n s is t ed   o f   2 2   l ay er s   o f   d e ep   C N N   b u th n u m b er   o f   p a r am ete r s   is   r e d u c ed   f r o m   6 0   m illi o n   ( A lex Ne t)   to   4   m illi o n   ( G o o g l en et ) .   A n   il lu s tr ati o n   o f   t h la y er s   in   Go o g leNe t is s h o w n   in   F ig u r e   3 .           Fig u r 3 .   An   ill u s tr atio n   o f   th e   la y er s   o f   Go o g leNe t [ 1 5 ]         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       E va lu a tio n   o f CN N ,   A lexn et  a n d   Go o g leN et  fo r   F r u it R ec o g n itio n   ( N u r   A z id a   Mu h a mma d )   471   3.   RE S E ARCH   M E T H O D   I n   th i s   s t u d y ,   M A T L A B   2 0 1 8 is   u s ed   to   p er f o r m   t h ex p er i m e n ts .   I n   o r d er   to   co m p ar t h e   p er f o r m a n ce   o f   t h t h r ee   t y p e s   o f   d ee p   lear n i n g   m o d el s ,   s et  o f   f r u i i m ag e s   ar e   o b tain ed   f r o m   th e     GitHu b   [ 12 ]   w h ic h   is   f r ee l y   a v ailab le  d ataset .   T h d ataset  co n s i s ts   o f   4 9 0 0   tr ain in g   i m ag e s   an d   1 6 4 0   v alid atio n   i m ag e s .   I n   ad d itio n ,   it  is   d iv id ed   i n to   9   clas s es   o f   f r u it  i m a g es  w h ich   ar e   k i w i,  b an an a,   s tr a w b er r y ,   s alak ,   p o m e g r an ate,   p in ea p p l e,   m a n d ar in s ,   d ates,  l i m es  an d   c ar am b u la.   T h i m ag e s   co n s i s o f   f r a m e s   th a t   w er r o tated   b y   p o s itio n .   T ab le  1   s h o w s   th e   lis o f   t h n u m b er   o f   i n s ta n ce s   o f   ea c h   cla s s   u s ed   f o r   tr ai n i n g   as   w ell   as   tes tin g   p u r p o s es.  F ig u r 4   s h o w s   s o m e   o f   th e   s p ec i m en   i m a g es   f o r   ea c h   c lass .   T h s ize  o f   ea c h   i m a g is   1 0 0   b y   1 0 0   p ix els.       T ab le  1 .   T h n u m b er   o f   i m a g e s   f o r   tr ain i n g   a n d   v alid atio n   [ 1 2 ]   N o   o f   c l a ss   L a b e l   N u mb e r   o f   T r a i n i n g   I mag e s   N u mb e r   o f   V a l i d a t i o n   I mag e s   1   P o me g r a n a t e   2 4 6   82   2   S a l a k   4 9 0   1 6 2   3   B a n a n a   4 9 0   1 6 6   4   P i n e a p p l e   4 9 0   1 6 6   5   M a n d a r i n s   4 9 0   1 6 6   6   D a t e s   4 9 0   1 6 6   7   L i m e s   4 9 0   1 6 6   8   C a r a m b u l a   4 9 0   1 6 6   9   S t r a w b e r r y   4 9 2   1 6 4       Cla ss - 1   (Po m e g r a n a te )     Cla ss - 6   (Da te )         Cla ss - 2   (S a la k )     Cla ss - (Li m e )         Cla ss - 3   (B a n a n a )     Cla ss - 8   (Ca r a m b u l a )         Cla ss - 4   (Pi n e a p p le)     Cla ss - 9   (S tr a w b e r r y )         Cla ss - 5   (M a n d a r in e )         Fig u r 4 .   Sp ec i m en   i m a g es  f o r   ea ch   t y p o f   f r u it s   u s ed   i n   th ex p er i m e n t       4.   RE SU L T A ND  AN AL Y SI S   4 . 1      CNN  ( Co nv o lutio na l N eu ra l N et w o rk )   Fo r   th ex p er i m e n u s in g   C N N,   th s ize  o f   th in p u i m ag e   is   s et  to   1 0 0   b y   1 0 0   b y   3   p ix els  d u to   th m e m o r y   co n s tr ai n o f   th e   co m p u ter   u s ed .   T h i m a g o n l y   d i s p la y s   o n d ata s et  b y   id en ti f y in g   w h ic h   ca teg o r ies  it  is .   I f   it  i s   tr u e,   th en   t h te x w il b d is p la y ed   i n   g r ee n   co lo r ,   b u i f   it   is   f al s e ,   th te x i s   i n   b lu e   co lo r .   I n   th is   ca s e,   t h o u tp u is   g r ee n   ( tr u e) ,   w h ic h   is   s tr a w b er r y .   Fig u r 5   s h o w s   th co d in g   f o r   t h ex ec u t io n   o f   C NN  f o r   an   i m a g o f   s tr a w b er r y .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l 1 2 ,   No .   2 No v e m b er   201 8   :   4 6 8     4 7 5   472   lab els =  class i f y ( n et,   i m d s _ tes t) ;   ii =   r an d i( 4 9 0 ) ;   i m   i m r ea d ( i m d s _ test . F iles {i i}) ;   i m s h o w ( i m ) ;   if   lab els(ii)   ==   i m d s _ test . L ab els(ii)   co lo r T ex t =   ' g '   else   co lo r T ex t =   ' r ';   en d   titl e( ch ar ( lab els(ii) ) , 'C o lo r ' , co l o r T ex t) ;         Fig u r 5 .   T h s am p le  co d in g   a n d   r esu lt  f o r   an   i m ag o f   s tr a wb er r y       C NN  ta k es   th e   r a w   co lo r   i m a g an d   t h f ea tu r e s   ar au to m ati ca ll y   e x tr ac ted   b y   t h la y er s .   A   s tac k   o f   C NN  co n s i s t o f   co n v o lv la y e r ,   p o o lin g   la y er   an d   R e L u   la y e r   w h ile  ad d itio n al  s tack   o f   la y er s   ca n   b ad d ed   to   co m p ar t h p er f o r m an ce .   T h s iz i n   co n v o l v la y er   an d   th v al u o f   s tr id i n   t h p o o lin g   la y er   r ep r esen t t h e   n u m b er   o f   co lu m n   to   b s k ip p ed   f o r   th s lid in g   w in d o w   th at   ca n   ch an g as  th e s v al u es  c an   ef f ec th r es u l t   o f   th r ec o g n itio n   p er f o r m a n c e.   B esid es  th at,   th v al u es  o f   ma xe p o ch s   r ep r esen th n u m b er   o f   iter atio n   f o r   th tr ai n in g   p r o ce s s   a n d   in i tia lear n i n g   r ate  t h at  r ep r ese n t h v a lu o f   t h w ei g h to   b ad j u s ted   d u r in g   th e   tr ain i n g   p r o ce s s ,   ca n   b ch a n g ed   to   v ie w   t h eir   ef f ec t to   th r ec o g n itio n   r ate.     Nex is   t h v alid atio n   ac cu r a c y   w h ic h   is   1 0 0 %,  th at  m a k es  th f in al  ac c u r ac y   is   1 .   T h ti m to   d is p la y   t h o u tp u t i m a g o n l y   tak es 5   s ec o n d s .   T h tr ai n i n g   o p tio n   n ee d   to   b s p ec i f ied   f o r   C NN.   An   ep o ch   i s   f u ll  tr ai n i n g   c y cle  o f   t h e n tire   d ataset.   T h m ax i m u m   n u m b er   o f   ep o ch s   f o r   d ef in e d   f o r   C NN  i n   t h i s   ex p er i m e n t is 1 0   w it h   in i tial le ar n in g   r ate  is   0 . 0 0 1 .   T h f r eq u en c y   o f   C NN  i s   3 0   iter atio n s Fig u r 6   s h o w s   t h e   tr ain i n g   a n d   v alid atio n   p r o g r e s s es o f   C NN.           Fig u r 6 .   T h r esu lts   o f   C NN       4 . 2 .   Alex Net   A le x Net  i s   also   ca lled   as  t r an s f er   lear n in g   m o d el,   w h ich   is   t h k n o w led g lear n f r o m   tr ai n in g   lar g a m o u n o f   d atab ase.   Fo r   th i s   ex p er i m n et,   th s ize  o f   ea ch   i m ag i s   2 2 7   b y   2 2 7   p ix els.    T h im a g d is p la y s   f o u r   d ataset  o f   f r u it s   w it h   th e ir   p r ed icted   la b els.  Fig u r 7   s h o w s   s o m s a m p le  r esu lt s   p r o d u ce d   b y   A le x n et   w h ic h   is   s tr a w b er r y ,   m an d ar i n e,   d ates a n d   li m es.   A le x n et  co n s i s ts   o f   la y er s   tr a n s f er   w it h   f u ll y   co n n ec ted   l a y er ,   s o f t m a x   la y er   a n d   a   cla s s i f icatio n   o u tp u la y er b y   s p ec i f y i n g   th o p tio n s   o f   th n e w   f u ll y   co n n ec ted   to   th n e w   d ata.   B y   s p ec if y in g   th tr ai n in g   o p tio n s ,   tr an s f er   lear n i n g   k ee p s   th v al u e s   o f   t h p ar a m et er s   f r o m   t h p r ev io u s   la y er s   o f   th p r etr ain ed   n et w o r k .   T h i n it ial  lear n in g   r ate  is   s et  to   a   s m all   v al u to   s lo w   d o w n   t h tr an s f er   la y er .   B esid es  t h at,   t h e   v alu e s   o f   m ax i m u m   ep o ch s   t h at  r ep r esen th n u m b er   o f   iter atio n   f o r   th tr ai n i n g   p r o ce s s   an d   in itia lear n i n g   r ate  th at  r ep r esen ts   t h v alu o f   th w e ig h ts   to   b ad j u s ted   d u r in g   tr ai n i n g   p r o ce s s   is   s et  to   0 . 0 0 0 1 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       E va lu a tio n   o f CN N ,   A lexn et  a n d   Go o g leN et  fo r   F r u it R ec o g n itio n   ( N u r   A z id a   Mu h a mma d )   473   T h tr ain in g   p r o ce s s   to o k   ab o u 1 7 6   m i n u tes  an d   8   s ec o n d s .   I n   th is   ex p er i m e n t,  th m ax i m u m   n u m b er   o f   ep o ch s   f o r   A lex n et   is   6   an d   th e   m a x i m u m   n u m b er   o f   iter atio n   i s   1 7 4 6 .     Fi g u r e   8   s h o w s   th e   d etail   in f o r m atio n   o f   th r es u lt s   o f   Alex n e w h er it a c h iev e s   1 0 0 % a cc u r ac y   f o r   f r u it r ec o g n itio n .           Fi g u r 7 .   T h r esu lts   o f   A le x n et           Fig u r 8 .   T h d etail  r esu lts   o f   A le x n et       4 . 3 G o o g leNe t   T h s ize  o f   an   i m ag e   in   t h in p u t   la y er   o f   Go o g len e is   2 2 4   b y   2 2 4 .   T h r esu lt  f o r   th e   i m a g is   d is p la y ed   w it h   t h p r ed icted   lab el  ( b an an a)   an d   p r o b ab ilit ies  w it h   t h la b el  w h ich   is   9 0 . 6 %.  Fi g u r 9   s h o w s   th r esu lt p r o d u ce d   b y   Go o g le n et  w h er it d is p la y s   t h n a m e   o f   th f r u it  w i th   t h p r ed icted   p r o b a b ilit y .             Fi g u r 9 .   T h r esu lt o f   Go o g le n et   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l 1 2 ,   No .   2 No v e m b er   201 8   :   4 6 8     4 7 5   474   Go o g len et  d is p la y s   t h to p   f i v p r ed icted   lab el  an d   th p r o b ab ilit ies.  Fig u r 1 0   s h o w s   th to p   5   p r ed ictio n s   an d   p r o b ab ilit y   o f   an   i m a g o f   b a n an a.   T h v alid atio n   ac c u r ac y   i s   1 0 0 %,  t h at  m a k es  t h f i n al  ac cu r ac y   as  1 .   T h tr ain i n g   ti m to o k   ab o u 4 8 7   m i n u tes  a n d   4 9   s ec o n d s   to   co m p lete  t h p r o ce s s .   On   th o th er   h an d ,   it  n ee d s   h ig h   p o w er   co m p u ter   o r   lap to p   t o   co m p lete  th ex ec u tio n   in   r elativ el y   s h o r ti m e.   I n   th is   e x p er i m e n t,  t h m a x i m u m   n u m b er   o f   ep o ch s   f o r   Go o g le n et  is   6   an d   th m a x i m u m   n u m b er   o f   i ter atio n   is   1746.   Fig u r 1 1   s h o w s   t h d et ail  r esu lt s   o f   Go o g leNe t.            Fig u r 1 0 .   T h to p   5   p r ed ictio n   o f   p r o b ab ilit y   o f   an   i m a g o f   b an an a           Fig u r 1 1 .   T h d etail  r esu lts   o f   Go o g le n et       T ab le  2   lis ts   t h o v er all  r es u lt s   o f   f r u it   r ec o g n i tio n   u s i n g   C NN,   Alex Ne an d   Go o g le n et.     B y   lo o k in g   at  T ab le  2 ,   w ca n   s ee   t h at  a ll  th e s th r ee   m o d els  p r o d u ce   th s a m p er f ec ac c u r ac y   wh ich   is   1 .     B u t h e   r u n ti m r eq u ir ed   b y   C NN  i s   th lo w e s w h ile  Go o g len e t   r eq u ir es  t h lo n g es ti m e.     T h is   is   d u to   t h ar ch itect u r o f   t h m o d els  wh er C N h as  th s m alles n u m b er   o f   la y er s   w h ile   Go o g l en et  h as  th e   lar g e s n u m b er   o f   la y er s .       T ab le  2 .   T h p er f o r m an ce   co m p ar i s o n   b et w ee n   C NN,   A le x n et  an d   Go o g le n et     C N N   A l e x n e t   G o o g l e n e t   I n p u t   si z e   1 0 0     1 0 0     3   2 2 7       2 2 7           3   2 2 4       2 2 4       3   I mag e   d i s p l a y   1   4   1   Ex t r a   f e a t u r e s   No   No   D i sp l a y   t o p   p r e d i c t i o n   A c c u r acy   1   1   1   R u n t i me   5   se c o n d   1 7 6   m i n   8   se c o n d s   4 8 7   m i n   4 9   se c o n d s   Ep o c h   10   6   6   F r e q u e n c y   3 0   i t e r a t i o n   3   i t e r a t i o n   3   i t e r a t i o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       E va lu a tio n   o f CN N ,   A lexn et  a n d   Go o g leN et  fo r   F r u it R ec o g n itio n   ( N u r   A z id a   Mu h a mma d )   475   5.   CO NCLU SI O N   I n   th is   p ap er ,   w ev a lu ate   th r ec o g n itio n   p er f o r m a n ce   o f   C NN,   Alex n et  a n d   Go o g le n et  f o r   n in e   d if f er e n t y p e s   o f   f r u i ts .     T h ex p er i m e n tal  r es u lt s   s h o w   th at  t h t h r ee   m o d els  p r o d u c p er f ec 1 0 0 r ec o g n itio n   ac cu r ac y   b u w ith   d if f er en r an g o f   r u n   ti m e.     C NN  m o d el  s ee m s   to   b th b est  ch o ice  f o r   th i s   ex p er i m e n s in ce   i is   v er y   ac cu r ate  an d   f ast.    Fo r   f u tu r wo r k ,   w w i ll  i n v e s ti g ate  o t h er   f r u i d atasets   w it h   m o r f r u i t t y p es a n d   in v o lv f r u its   i n   b u n ch .         ACK NO WL E D G E M E NT   T h au th o r s   w o u ld   li k to   t h an k   Fac u lt y   o f   C o m p u ter   an d   Ma th e m atica Scien ce s ,   Un i v er s iti   T ek n o lo g i M A R A ,   S h a h   A la m ,   Sela n g o r ,   f o r   s p o n s o r i n g   t h is   r esear ch .       RE F E R E NC E S   [1 ]   L e c u n ,   Y.  Be n g io ,   a n d   G .   Hin t o n .   (2 0 1 5 ) .   De e p   lea rn in g ,   Na tu re ,   v o l.   5 2 1 ,   n o .   7 5 5 3 ,   4 3 6 4 4 4 .     [2 ]   S tu a rt  J.  Ru ss e ll ,   P e ter  No rv ig .   (1 9 9 5 ).   A rti f icia In telli g e n c e   -   M o d e rn   A p p ro a c h .   Ne w   J e r se y ,   S i m o n   a n d   S c h u ste C o m p a n y .   A rt icia lIn telli g e n c e   -   A   M o d e rn   A p p ro a c h .   [3 ]   G .   Zh e n g   (2 0 1 7 ).   Fru it   a n d   Ve g e ta b les   Cla ss if ica ti o n   S y ste Us in g   Im a g e   S a li e n c y   a n d   C o n v o lu ti o n a Ne u r a l   Ne two rk .   IEE 3 rd .   In f o rm a ti o n   T e c h n o l o g y   a n d   M e c h a tro n ics   En g in e e rin g   Co n f e re n c e .     p p .   6 1 3 6 1 7 .     [4 ]   Ba ll e ste r,   P . ,   & A ra u jo ,   R.   M .   ( 2 0 1 6 ).   On   t h e   P e rf o rm a n c e   o f   G o o g LeN e a n d   A le x Ne A p p li e d   to   S k e tch e s.  P r o c e e d in g s o f   th e   3 0 t h   Co n f e re n c e   o n   A rti f icia In telli g e n c e   ( AA A 2 0 1 6 ),   1 1 2 4 1 1 2 8 .     [5 ]   Ja n a ,   S . ,   Ba sa k ,   S .   &   P a re k h ,   R.   ( 2 0 1 7 ).   Au to ma ti c   Fru it   Rec o g n i ti o n   fro N a tu r a Im a g e u sin g   Co lo a n d   T e x tu re   Fea tu re s .   Co n f e re n c e   o n   De v ice f o In teg ra ted   Circu it .   2 3 2 4 .     [6 ]   S a b ri,   N. ,   Ib ra h im ,   Z. ,   S y a h lan ,   S . ,   Ja m il ,   N.,   &   M a n g sh o r,   N.   N.   A .   (2 0 1 7 ).   Pa lm  Oil   Fre sh   Fr u it   Bu n c h   Ri p e n e ss   Gr a d in g   I d e n ti fi c a ti o n   Us i n g   C o l o r F e a t u re s .   Jo u r n a o f   F u n d a m e n tal  a n d   A p p li e d   S c ien c e s ,   9 (4 S ),   5 6 3 - 5 7 9 .   [7 ]   Ib ra h im ,   Z. ,   S a b ri,   N.,   &   M a n g sh o r,   N.  N.   A .   (2 0 1 8 ) .   L e a f   Re c o g n it io n   u si n g   T e x tu re   F e a tu re fo He rb a P lan t   Id e n ti f ica ti o n .   [8 ]   Ib ra h im ,   Z. ,   Ka sira n ,   Z . ,   Isa ,   D.,   &   S a b ri ,   N.  ( 2 0 1 6 ) .   M u lt i - sc rip t   T e x De tec ti o n   a n d   Cla ss if ic a ti o n   fro N a tu r a l   S c e n e s .   In   I n tern a ti o n a C o n f e re n c e   o n   S o f Co m p u ti n g   in   Da ta S c i e n c e   (p p .   2 0 0 - 2 1 0 ) .   S p rin g e r,   S in g a p o re .   [9 ]   S h u k la,  D.,   &   De sa i,   A .   (2 0 1 7 ).   Rec o g n it i o n   o fru it u sin g   h y b rid   fea tu r e a n d   ma c h in e   lea rn i n g .   I n tern a ti o n a l   Co n f e re n c e   o n   C o m p u ti n g ,   A n a l y ti c a n d   S e c u rit y   T re n d s,  CA S T   2 0 1 6 ,   5 7 2 5 7 7 .   h tt p s:/ /d o i. o rg /1 0 . 1 1 0 9 /CA S T . 2 0 1 6 . 7 9 1 5 0 3 3   [1 0 ]   Ho u ,   L . ,   W u ,   Q.,   S u n ,   Q.,   Ya n g ,   H.,   &   L i,   P .   (2 0 1 6 ).   Fru it   re c o g n it io n   b a se d   o n   c o n v o lu ti o n   n e u ra n e two rk .   2 0 1 6   1 2 t h   In ter n a ti o n a Co n f e re n c e   o n   Na tu ra Co m p u tati o n ,   F u z z y   S y ste m a n d   Kn o w led g e   Disc o v e r y ,   ICNC - F S KD   2 0 1 6 ,   1 8 2 2 .   h tt p s:// d o i. o rg /1 0 . 1 1 0 9 /F S KD . 2 0 1 6 . 7 6 0 3 1 4 4   [1 1 ]   Na sk a r,   S .   (2 0 1 5 ).   A   F ru it   Re c o g n it io n   T e c h n iq u e   u si n g   M u l ti p le  F e a tu re a n d   A rti f icia N e u ra Ne t w o rk In tern a ti o n a Jo u rn a o f   Co m p u ter A p p li c a ti o n s.  1 1 6 (2 0 ),   2 3 2 8 .     [1 2 ]   L i,   P . ,   L e e ,   S .   H.,   &   Hs u ,   H.   Y .   (2 0 1 1 ).   Re v iew   o n   f ru it   h a rv e stin g   m e th o d   f o p o ten t ial  u se   o f   a u to m a ti c   f ru it   h a rv e stin g   s y ste m s.   P r o c e d ia E n g in e e rin g ,   2 3 ,   3 5 1 - 3 6 6 . h tt p s:// d o i . o rg /1 0 . 1 0 1 6 /j . p r o e n g . 2 0 1 1 . 1 1 . 2 5 1 4   [1 3 ]   Du b e y ,   S .   R. ,   &   Ja lal,   A .   S .   ( 2 0 1 2 ).   De tec ti o n   a n d   Clas sif ica ti o n   o f   A p p le F ru it   Dise a se s   [1 4 ]   Us in g   Co m p lete   L o c a Bin a r y   P a tt e rn s .   T h ird   In ter n a ti o n a Co n f e re n c e   o n   Co m p u te a n d   Co m m u n ica ti o n   T e c h n o lo g y ,   346 3 5 1 .     [1 5 ]   S a ,   I. ,   G e ,   Z. ,   Da y o u b ,   F . ,   Up c ro f t,   B. ,   P e re z ,   T . ,   &   M c Co o l,   C.   (2 0 1 6 ).   De e p f ru it s:  A   f ru it       d e tec ti o n   sy ste m   u sin g   d e e p   n e u ra l   n e tw o rk s.   S e n so rs (S w it z e rl a n d ),   1 6 (8 ).     [1 6 ]   A .   Kriz h e v s k y ,   I.   S u tsk e v e a n d   G .   E.   Hin to n .   ( 2 0 1 2 ) .   Im a g e Ne Clas sif ic a ti o n   w it h   De e p   Co n v o l u ti o n a l   Ne tw o rk s.    A d v a n c e s in   Ne u ra In f o rm a ti o n   P r o c e ss in g   S y ste m s 2 5 ,   2 0 1 2 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.