T E L KO MNIK A , V ol . 17 No. 6,  Dec e mb er   20 1 9,  p p. 3 01 0 ~ 3018   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0 accr ed ited   F irst  Gr ad e b y K em en r istekdikti,  Decr ee  No: 2 1/E/ K P T /20 18   DOI:   10.12928/TE LK OM N IK A .v 1 7 i 6 . 12701      30 10       Rec ei v ed   Ma r c 18 20 1 9 Rev i s ed   J u l y  2 20 1 9 A c c ep ted   J u l y  18 , 2 0 1 9   Batik  i mag e  retr ieval usi ng  c on volu tio n al    neu ral  net w ork       Her P r as etyo * 1 ,   B er t o n  A r ie  P u t r a A ka r d ihas 2   Dep a rtm e n o In f o rm a ti c s U n i v e rs i ta s  Se b e l a s  M a re (UN S) Su ra k a rta I n d o n e s i a   *C o rre s p o n d i n g  a u th o r,  e - m a i l :   h e ri . p ra s e ty o @s ta ff .u n s .a c .i d 1 b e rto n a ri e 1 2 3 @ s tu d e n t. u n s . a c .i d 2       Ab strac t   Th i s   p a p e p re s e n t s   a   s i m p l e   te c h n i q u e   fo p e rfo r m i n g   Ba ti k   i m a g e   re tri e v a l   u s i n g     th e   Con v o l u ti o n a l   Neu r a l   Ne t work   (CN N)  a p p ro a c h .   Two   C NN   m o d e l s ,   i .e s u p e r v i s e d   a n d   u n s u p e rv i s e d   l e a rn i n g  a p p ro a c h a r e  c o n s i d e re d  t o  p e r fo rm  e n d - to - e n d  f e a tu re  e x tr a c t i o n   i n  o rd e r t o  d e s c ri b e  t h e   c o n t e n t   o Ba t i k   i m a g e Th e   d i s ta n c e   m e tri c s   m e a s u r e   th e   s i m i l a ri ty   b e twe e n   t h e   q u e ry   a n d   t a rg e i m a g e s   i n   d a ta b a s e   b a s e d   o n   th e   fe a tu r e   g e n e ra t e d   fr o m   CN a rc h i te c tu re .   As   re p o r te d   i n   th e   e x p e r i m e n ta l   s e c ti o n ,   th e   p r o p o s e d   s u p e r v i s e d   CN m o d e l   a c h i e v e s   b e t te p e rf o rm a n c e   c o m p a r e d   to   u n s u p e rv i s e d   CN i n     th e   B a ti k   i m a g e   re tri e v a l   s y s t e m In   a d d i ti o n ,   i m a g e   fe a tu r e   c o m p o s e d   fro m   t h e   p ro p o s e d   CN m o d e l   y i e l d s   b e tt e r   p e rf o rm a n c e   c o m p a re d   t o   t h a t   o f   th e   h a n d c r a ft e d   fe a tu re   d e s c r i p to r Y e t,   i d e m o n s tr a te s     th e  s u p e r i o ri t y  p e rfo rm a n c e  o d e e p   l e a r n i n g - b a s e d   a p p ro a c h  i n  t h e  Ba t i k   i m a g e  re tri e v a l  s y s te m .     Key w ords a u to e n c o d e r,  CN N d e e p  l e a rn i n g f e a tu r e  e x tra c t i o n i m a g e  re tri e v a l     Copy righ ©  2 0 1 9  Uni v e rsi t a s  Ahm a D a hl a n.  All   righ t s  r e s e rve d .       1.  Int r o d u ctio n   T he   bra i i s   an   a ma z i ng   or ga i t he   h um a bo dy W i th  ou r   bra i ns w c an   un d e r s tan what   w s ee s m el l t as te,   he ar  a nd   t ou c h.   T h e   i nfa nt   brai wei gh i s   on l y   ab ou ha l k i l og r a bu c a s o l v bi pr ob l e m,  a nd   ev en   s up erc om p ut ers   c an no t.  A fte r   s ev eral   mo nt hs   of   b i r th,   the   b ab y   c an   r ec og n i z t h fac of  h i s   pa r en ts d i s c ern  d i s c r ete   ob j ec ts   fr o t he   b ac k ground an b eg i to  s pe ak W i th i n   on y ea r   th ba by   ha s   an   i ntu i t i on   a bo ut  na t ural   ob j e c ts c an   fol l ow  ob j ec ts   an u nd ers ta nd   th e   me an i n of  s ou nd W h e the y   are  c h i l dre n,  th ey   c an   un de r s tan d   gramm ar an d h av e  th o us an ds  of  words   i n t he i r  v oc ab u l ary .   B ui l d i n ma c h i ne s   th at  ha v i nt el l i g en c l i k ou r   bra i n s   are  no ea s y to  ma k ma c hi ne s   wi th   art i fi c i al   i nte l l i g en c e   w h av t s o l v e   v ery   c om p l ex   c om p uti ng   pro bl e ms   t ha we   h av ev en   s tr ug gl e w i th pro bl em s   t ha ou r   bra i ns   c a s o l v i ma tt er  of   s ec on ds .   T o   ov erc om e   th i s   probl em we  ha v t d ev e l op   oth er  way s   to   progr a m   c om pu ters   tha h av be e us ed   i n   th i s   de c ad e T h erefore   the r aris es   an   ac ti v e   fi el of   arti fi c i al   c om pu ter   i n tel l i ge nc an a l s c om mo nl y  c al l e d d ee l e arni n [1] .   Nowad ay s   A r ti fi c i al   i nt el l i g en c h as   un de r go ne   v ery   r ap i d ev el o pm en t.  A i   ha s   be en   us ed   i ma ny   fi e l ds   of  r es e arc h,  i th fi el of  c om pu t er  v i s i on   C on te nt - B as ed   Im ag R etri ev a l   ( CB IR)   ha s   be e de v e l o pe i mu l ti - l ev e l   s c he me s   w i t l ow - l ev e l   fe atu r es   to   hi gh - l ev el   fea tures Conv ol uti on a l   N eu r a l   Netw ork   ( CNN)   ha s   be e s uc c es s ful l y   us ed   to  b an   eff ec ti v de s c r i p tor   fea ture  an g ai ac c urate  r es ul ts In  g en era l th fea tu r es   ga i by   th de e l e arni ng   me t ho are  tr ai ne by   m i m i c   h um an   pe r c ep ti on s   throu gh   v ario us   op erati on s   s uc h   as   c on v ol uti on   an po o l i n g.  D ee p   l ea r n i ng   ha s   be c om a   de s c r i pt or  fe at ure  th at  i s   be tt er  th an   l ow - l ev el   fe atu r es A l t ho u gh   no the   CNN  m od u l ha s   b ec om e   s tat e   of   the   art  i c om pu t er  v i s i o n   thi s   do es   no gu ara nte e  th e  fe a tures  o bt ai n ed  fr o m t h e h i gh es t l ev el  al w ay s  ge t t he  b es t p erf ormanc e   [ 2] .   In  th C on t en t - B as ed   Ima ge   R etri ev a l   s y s tem   a i ms   to  prov i d t he   r i gh t   way   to  do     the   br ows i n g,  r etr i ev i n a n s ea r c hi ng   s o me   de s i r e i ma ge s   tha t   ha v e   be en   s t ored  i t he   i m ag e   da ta ba s e.   T he   i ma g d ata ba s c o nta i ns   m an y   i m ag e s   tha t   ha v e   be en   s tored   a nd   arr an ge i n     s torag de v i c e.   Us ua l l y ,   the   s i z e   of   th i ma ge   da t a ba s i s   v ery   l arge  s o   th at  t he   pr oc es s   of  s ea r c hi ng   for   s pe c i f i c   i ma g es   ma nu a l l y   r eq u i r es   l ot   of   ti me ,   an c a us es   c on d i ti on s   t ha t   are  un c om f ortab l f or  th us er.  F or  ex am pl e,  B at i k   i s   c ul t ural   he r i tag of  th arc hi p el ag Ind o ne s i tha ha s   h i gh   v al ue   a nd   b l en of  art,  l a de w i th  ph i l os op h i c al   m ea n i n gs     an me an i ng f ul   s y m bo l s   th at  s ho w   th way   of  thi nk i n of   the   pe op l ma k i ng   i t.   B at i k   i s   c r aft   tha t   ha s   be en   pa r of   I nd on es i a c u l ture   es p ec i a l l y   J av an es e   f or  a   l on g   t i me ,   ba t i k   h av e     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO MNIK   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       B at i k  i m ag e  r etri ev a l  us i ng   c on v ol ut i o na l   ne ural   ne t wor k   ( Her i  P r as ety o )   3011   l ot   of   m oti v es ,   pa tte r n   a nd   c o l o r   s t tak e   s pe c i f i c   b ati k   pi c t ure  fr om   the   d ata b as v ery   c ha l l en g i n [3] .   T hi s   pa pe r   off ers   a   s ol u ti on   to  us e   c o nv ol u ti o na l   ne ura l   ne tw ork s   to  c arr y   ou t     CB IR  t as k s   to  s ol v prob l em s   t ha oc c ur  i t ak i n g   ba ti k   i m ag es T h m eth od   i nte nd e i s     to  produc e ffe c ti v i ma ge   de s c r i pto r s   fr om   the   CNN   arc hi tec ture.  Des c r i p tors   of  thi s   fea ture     are  v ery   i mp ortant   for   c on t e nt - ba s e s h oo t i ng   s y s tem s T he   Ima ge   fea ture   i s   us ed   t i m prov the  p erfor ma nc e a nd  t o s ol v e p r ob l em s   i n e x i s ti n g b ati k  s ho oti ng  s y s tem s .       2.  Co n t ent - b as ed Im age R etrie v al  S ys t e m   Ima g e   r etri ev a l   i s   c om p ute r   s y s tem   for  s ea r c hi ng   an r etri ev i ng   s pe c i fi c   i ma ge     i l arge  or  b i s i z of  i m ag da ta ba s es T h c l as s i c al   ap proac ap p en ds   on   the   me ta da t   s uc as   t ex ts k ey wor ds or  de s c r i pt i o ns   e mb e dd e d   i n   a i ma ge .   T hu s ,   the   i ma ge   r etri ev al     c an   be   p erfor m ed   w i th  t he   s ea r c k ey   as   afo r em en t i on ed   tex t,  k ey wor ds e tc T hi s   tec hn i q ue     i s   i ne ffi c i en s i nc t he   ma nu al   i m ag e   an no ta ti o n s   are  ti m e - c on s um i n a nd   ex h au s ti ng     proc es s E v en   t ho u gh l arg am ou nts   o au tom ati c   i m ag es   an no t ati on s   ha v be e n   prop os ed   i l i t erature   [4 ] an   i ma g e   r etri ev a l   s y s tem   w i th   c on ten t   a nn o tat i on   s ti l l   c an no t   d el i v er     s ati s fac tory  r es ul t .   CB IR  i s   c om pu t er  ap p l i c a ti on   de a l i ng   w i th  th s ea r c hi ng   pr ob l em s   ov er  l ar ge - s c al i ma ge   d ata b as e.  C B IR,  al s r ec og ni z ed   as   Q ue r y - B as ed   I ma ge   C o nte nt   ( Q B IC)   an   Cont e nt - B as ed   V i s ua l   Inf o r ma ti on   S ea r c ( CB V IR) di ff ers   wi th  th c on te nt - ba s ed   ap pro ac h.  T he   C B IR  an a l y z es   th i m ag c o nte nt  r at he r   t ha n   me tad at i nfo r ma t i on   s uc i m ag k ey w ords tag s , o r   i ma ge   de s c r i pt i on s   [5] .   In  t hi s   pa pe r the  us a bi l i ty  o f CNN  m od e l  i s   ex ten de d  to  th e  C B IR  ta s k . T he  m ai n  r ea s on   i s   the   s up erio r i ty   pe r for ma nc off ere by   CNN  mo d e l   c om p ared  t the   ha n dc r a fte f ea ture  i   the   c om pu t er  v i s i o an d   r ec og ni ti o tas k s T he   CNN  or  De ep   Le arn   ne t wor k   ac hi ev es     the   ou ts tan d i n r etri ev a l   p erf ormanc i th Im ag eN et  c ha l l en ge   [6 ] T he   CN N   mo de l   i ns p i r es   the   ot he r   de ep   l ea r n i n g - ba s ed   ap pro ac he s s uc as   A l ex N et  [7] V G G Net  [ 8] G oo g l eL eNet   [ 9] Mi c r os oft   R es Net  [1 0] e t c .,  to  tac k l t he   o bs ol et of  h an dc r aft ed   f ea tur e   i th i ma g e     r etri ev al  do ma i n.   T he   CNN  mo de l   r ec ei v es   three - di m en s i on a l   i ma ge   of  s i z × × where    an   are  s pa t i al   di me ns i o ns   an   i s   th n um b er  of  c h an ne l s T h i s   i ma g i s   f urthe r   proc es s ed   tho r ou gh   th CNN  arc hi te c ture  c on s i s ti n s ev eral   c on v ol uti on s ma x - po ol i n gs an ac ti v a ti o fun c ti on s   to  pe r form  en d - to - en i m ag f ea t ure  g en er ati o n.  L et     be   v ec tor  da t l oc at ed   at   s pa ti a l  p os i t i on   ( , )   i n  s pe c i f i c  l ay ers . The CNN  c om p ute s   a n ew  da t    as  fo l l ow:     Y ij = f ks ( { X si + δ i , sj + δ j }   0 δ i , δ j < k )   ( 1)     where     an d     de n ote  k erne l   s i z e a n d s tr i de ,  r es pe c t i v el y . The  fu nc t i on      i s  t he  l ay er  ty pe  us e d   s uc as   m atri x   do t   mu l ti pl i c ati on   for   c on v ol uti on a l   l ay ers ma x   s p ati al   for  ma x   p oo l i ng   l ay ers ,   no n l i n ea r  f un c ti on s  f or ac ti v ati o n f un c ti on s , a nd   oth er t y pe s  of   l ay ers . Th i s  fo r m  of  fu nc ti on al i ty  i s   ma i nta i ne d u s i ng  k ern el  s i z e a n d s tep  c o mp os i ti on  w hi l e s t i l l  us i n g t h e t r a ns format i on  r u l es .     f ks ° g k s = ( f°g ) k + ( k 1 ) s , s s   ( 2)     W h i l g en eral   n etwo r k   c om pu t es   ge ne r a l   no nl i ne ar  fun c ti o ns ne tw ork   wi th  on l y   l ay ers   of  t hi s   f orm  c o mp ut es   n on l i n ea r   l t er,  wh i c we  c al l   a   de ep   l ter  or  f ul l y   c on v ol ut i o na l   ne twork .   F CN   na tura l l y   o pe r ate s   at  a ny   s i z i np ut   an d   prod uc es   th ap pro pria te   s pa t i a l   di m en s i on s T h l os s   fu n c ti on   i s   v a l ue c o mp os e d   wi t t he   F CN  de f i ne s   ta s k If  th l os s   fun c ti on   is   s u ov er  the   s p ati al   d i m en s i o ns   o th n al   l ay er  ( ; )   =  (  ; ) ,     the   p aram ete r   gra di en w i l l   be   s um   ov er  t he   pa r am et er  grad i e nts   of  e ac h   of  i ts   s p ati al   c om po n en ts T h us   s toc ha s ti c   gradi e nt  on     c om pu t e d   on   who l i ma ge s   wi l l   b e   the   s am as     the   s toc h as ti c   grad i e nt  o tak i n a l l   t he   f i n al   r ec e pti v fi e l ds   as   mi ni b atc h.  W h e c al c u l at i ng   thi s   r ec ep t i v f i el i s   d on r ep ea ted l y   wi t forw ard   an b ac k war pro pa g ati on   op erat i on s   fee d ba c k  wi l l  be   mo r e  ef f ec ti v e i f th e c a l c ul a ti o i s  do n e l ay er by  l ay er i n a l l  i m ag e s  c om pa r e d t o   c om pu t i n p atc by   p atc to  t he   pa r t   of   the   i ma ge .   A i l l us tr ati on   of   CNN   op e r ati on   c an   b s ee n i n Fi gu r 1.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO MNIK   V ol .   17 ,  No 6,  D ec em b er 20 19 :   30 1 0 - 3018   3012   T he   prop os ed   CNN  mo d e l   c on s tr uc ts   the   fea ture  d es c r i pto r   fr om   B ati k   i ma g e.  T hi s   fea ture   d es c r i pto r   i s   t m e as ure  th s i mi l ar i ty   b etwe en   qu ery   a nd   targ et  i m ag es   i n   d ata b as un de r   th K - Neares t   Ne i g hb ors   ( K NN)   [ 11 ]   s tr ate gy .   T hi s   K NN   t ec hn i qu e   p erf orms   s i m i l arit y   ma tc hi ng   wi th   the   d i s tan c s c ore  c r i ter i on T h i s   pa pe r   i nv es ti g ate s   two   C NN  m od e l s   i n     the   tr a i n i ng   s ta ge i .e wi th  s up erv i s e an un s u p erv i s ed   l ea r n i ng   ap pro ac h es F i gu r i l l us tr ate s   an   ex am pl e   of   propos e s up erv i s ed   C N arc hi t ec ture  f or  B at i k   i ma ge   r etri ev al   T he   s up erv i s ed   t ermi no l o gy   r efe r s   to  the   ut i l i z ati o of  c l as s   l a be l w he r ea s   un s up erv i s ed   di s ob ey s   the   i m ag l a be l   i th tr a i n i ng   proc es s A ut oe nc od er  i s   s i m pl e   ex am p l of   un s up erv i s e CN m eth od   whi c h   c om pres s es   the   da t fe atu r es   i nt s ma l l er  s i z e   an d   r ec ov ers   ba c k  to  th e o r i gi na l  da ta  [ 1 2] .           F i gu r 1.  I l us tr at i on  op erati on  us i ng  C NN       3.  Me t h o d     T hi s   s ec ti on   pres en ts   two   me t ho ds   for  ge n erati ng   t he   f ea t ure  d es c r i pto r   i n   th B ati k   i ma ge   r etri ev a l   s y s tem .   W fi r s t l y   ex p l ai t he   s up erv i s ed   CNN   m od e l T he n th e   un s u pe r v i s ed   CA E  mo de l   [1 3]   i s  s u bs eq u en tl y   de s c r i be d i n t h i s  s ec ti on .     3.1 S u p er vis ed L ea r n ing   T he   CNN   m od e l   i s   the   s u pe r v i s ed   de e l ea r n i n g - ba s ed   ap proac h   c om m on l y   u s ed   i   the   i ma ge   c l as s i fi c a ti o n   [ 1 4] pre di c t i on   [15 ] s eg me n tat i on an a l y s i s   [1 6] e tc T he   s up erv i s ed   CNN  mo de l   c o ns i s ts   of  s ev eral   l ay ers   s uc as   c on v ol ut i on al   l ay er,  m ax   po o l i ng   l ay er,  et c .     T he s l ay ers  are  r ep ea t ed   ov er s ev eral  t i me s   an d f ed   i nto   the  fu l l y  c on n ec ted  l ay e r  at  t he  en of   CNN l ay er   [17 ] .   O ur  propos ed   i m ag r e tr i e v al   s y s tem   em pl oy s   th C NN  arc hi tec t ure   wi th  s i x   c on v ol ut i o na l   l ay ers   a nd   tw ful l y   c on n ec ted   l ay ers   to  ge ne r ate   B at i k   fea t ure  d es c r i pto r T ab l 1   s um ma r i z es  th CNN ar c h i t ec ture us ed  i n o ur  propos e d m et ho d .       T ab l e  1.  T he   S up erv i s ed  C NN A r c hi tec ture f or B ati k  I ma ge  Retr i ev al   L a y e r   T y p e   S iz e   Ou t p u t   S h a p e   I n p u t   ( 1 2 8 , 1 2 8 , 3 )   -   C o n v o lut ion a l   R e lu   8   ( 3 x 3 )   f il t e r s ,   1   s t r ide ,   2   p a d d ing   ( 1 2 8 , 1 2 8 , 8 )   Max   P o o li n g   8   ( 2 x 2 )   f il t e r s ,   2   s t r ide ,   0   p a d d ing   ( 6 4 , 6 4 , 8 )   C o n v o lut ion a l   R e lu   1 6   ( 3 x 3 )   f il t e r s ,   1   s t r ide ,   2   p a d d ing   ( 6 4 , 6 4 , 1 6 )   Max   P o o li n g   1 6   ( 2 x 2 )   f il t e r s ,   2   s t r ide ,   0   p a d d ing   ( 3 2 , 3 2 , 1 6 )   C o n v o lut ion a l   R e lu   3 2   ( 3 x 3 )   f il t e r s ,   1   s t r ide ,   2   p a d d ing   ( 3 2 , 3 2 , 3 2 )   Max   P o o li n g   3 2   ( 2 x 2 )   f il t e r s ,   2   s t r ide ,   0   p a d d ing   ( 1 6 , 1 6 , 3 2 )   C o n v o lut ion a l   R e lu   6 4   ( 3 x 3 )   f il t e r s ,   1   s t r ide ,   2   p a d d ing   ( 1 6 , 1 6 , 6 4 )   Max   P o o li n g   64   (2 x 2 )   f il t e r s ,   2   s t r ide ,   0   p a d d ing   ( 8 , 8 , 6 4 )   C o n v o lut ion a l   R e lu   1 2 8   ( 3 x 3 )   f i lt e r s ,   1   s t r ide ,   2   p a d d in g   ( 8 , 8 , 1 2 8 )   Max   P o o li n g   1 2 8   ( 2 x 2 )   f i lt e r s ,   2   s t r ide ,   0   p a d d in g   ( 4 , 4 , 1 2 8 )   C o n v o lut ion a l   R e lu   2 5 6   ( 3 x 3 )   f i lt e r s ,   1   s t r ide ,   2   p a d d in g   ( 4 , 4 , 2 5 6 )   Max   P o o li n g   2 5 6   ( 2 x 2 )   f i lt e r s ,   2   s t r ide ,   0   p a d d in g   ( 2 , 2 , 2 5 6 )   Flat e r n   +   D r o p o u t   ( 3 0 % )   ( 1 , 1 , 1 0 2 4 )   1 0 2 4   n e u r o n s   256   D e n s e   2 5 6   n e u r o n s   97   S o f t max   9 7   w a y   97     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO MNIK   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       B at i k  i m ag e  r etri ev a l  us i ng   c on v ol ut i o na l   ne ural   ne t wor k   ( Her i  P r as ety o )   3013   A fte r   p erfor m i ng   s i x   c on v o l ut i on   an ma x - po ol i ng   op erati o ns an   i n pu i ma ge   o s i z 128 × 128 × 3   i s   c on v erted  i nto   ne r e p r es en tat i on   w i t di me ns i on al i ty   2 × 2 × 256 T hi s   ne da ta   r ep r es e nta t i on   i s   t he n   fl a tte n   to   be c o me   on d i me ns i on a l   da ta   of   s i z 1 × 1 × 1024 T h is  fl att en   d ata   i s   s ub s e qu e nt l y   proc es s ed   an tr a i n ed   wi th  t he   Mu l t i - La y er  P erc ep tr on   ( M LP ) Her ei n,  t he  ML P  r ec ei v es   1 02 4  i n pu t  fe atu r e  a nd   fee ds  i n to  10 24   i n pu t  ne urons .  The  hi d de n a nd   ou tp ut  l ay ers   ar s et   as   25 a nd   97 ,   r es pe c t i v el y .   T he   v al u of  97   i n   o utp u l ay er s   i s   e qu i v a l e nt  to  tha of  th de s i r e c l as s   target,   i .e.   t he   n um b er  of  B at i k   i ma ge   c l as s es   us ed   i the   pro po s e d   i ma ge  r etr i ev a l  s y s tem .     3.2 . C AE  Un sup er vis ed L ea r n ing   T hi s   pa pe r   a l s c on s i d ers   the   ot he r   CNN  mo de l na me l y   C on v ol uti on a l   A uto - E nc od er   ( CA E ) for  ge n erati ng   i m ag fe atu r e.   T he   C A E   i s   an   u ns up erv i s ed   d ee p   l ea r n i ng - ba s ed   me t ho d,  i .e.   th i ma g l a be l   i s   no r eq u i r ed   i the   tr a i n i ng   proc es s In  order   to  ge ne r at i ma ge   f ea t ure,  thi s  te c hn i qu e  l ea r ns  a nd  c ap tures  t he   i nf ormat i o n f r o m i np ut  da ta  di r ec t l y  wi t ho u t th e  av ai l a bi l i ty   of  c l as s  l ab e l .   T he   C A E   i nv ol v es   t wo  pa r ts i .e.   en c o de r   an d   de c od er  bl oc k s T h e nc od er   bl oc k   proc es s es   the   s am p l da t   c on s i s ti ng     s am pl es   an   fea tures   to  y i el t he   o u tpu In     the   o pp os i te  s i de t he   d ec o de r   ai ms   to  r ec o ns tr uc the   orig i na l   s am pl da ta    fr om   the   Le   be   the   r ec on s tr uc ted   da ta  produc e at  th de c o de r   s i de T he   ma i g oa l   of  C A E   i s   to  mi ni mi z e   the   d i ff erenc be tw ee n   t he   or i gi na l   da ta    an d   r ec on s tr uc ted   v ers i on   S pe c i f i c al l y ,     the   en c o de r   s i mp l y   m ap s   t he   i n pu t     i nt ne w   r ep r es e n tat i on     w i th   th he l of   fun c ti on   T hi s   proc es s  c an  be  f ormu l at ed   as  fo l l ow:     Y = f ( X ) = s f   ( WX + b X )   ( 3)     where    d en ot es   th no n l i ne ar  ac ti v at i on   fu nc ti o i n   en c o de r   s i de .   CA E   s i mp l y   pe r f orms     l i n ea r   op erati on   i o ne   s i mp l y   us es   i d en t i ty   fun c ti on   for  T he     and    are  en c od er   pa r am ete r s r es pe c t i v el y r efe r r i n as   w ei gh ma tr i x   an bi as   v ec tor.  In   c on tr a s t,  the   de c od er  r ec on s tr uc ts     fr om     r ep r es en tat i o by   m ea ns   of  f un c ti on   T hi s   proc es s   c an   be   s i mp l y   i l l us tr ate d a s :     X = g ( Y ) = s g   ( W   Y + b Y )     ( 4)     where     r ep r es en ts   the   ac t i v ati on   fu nc ti o i n   de c o de r   s i de .   T he     an d     are  th bi a s   v ec tor  an d w ei gh ma tr i x , r es pe c ti v el y , d e no t i ng as  de c o de r  p aramet er.   S tr i c tl y   s p ea k i ng t he   CA E   mo de l   s ea r c he s   the   g l o ba l   or  n ea r   o pti m u m     pa r am ete r   =   ( , , )   i n   the   tr a i n i ng   proc es s T h i s   t as k   i s   eq ui v al en t   to   th mi ni mi z at i o n   proc es s  of  l os s  fu nc ti on  ov er al l  da tas et    un de r  th e f o l l owi n g o bj ec ti v e f u nc ti on :     θ = min θ L ( X , X ) = min θ L ( X , g ( f ( X ) ) )   ( 5)     where  ( , )   de no tes   t he   au t o - en c od er  l os s   fun c t i o n.  In   thi s   pa p er,  we  s i mp l y   u s l i ne a r   r ec on s tr uc ti on   2   for  l os s   fu nc ti on or  c om mo n l y   r efe r r ed   as   M ea n   S q ua r e E r r o r   ( MS E )   [ 18 ] T hi s  l os s  fu nc ti o i s  fo r ma l l y  de fi ne as :     L 2 ( θ ) = x i x i 2 n i = 1 = x i g ( f ( x i ) ) 2 n i = 1                                                                                                                                                         ( 6)     where  ,   an d   r es pe c ti v el y   d en ot th ori gi na l   i np ut   da t a,  r ec on s tr uc te d ata ,   an ne w c o mp ac t re pres en tat i on  o f i np ut  da t a.   In  th i s   p ap er,   th C A E   a r c hi tec ture  was   b ui l wi t h   fou r   en c od i n b l oc k s   an fo ur  de c od i ng   s tag es T h i s   arc hi tec ture   i nc l u de s   a   s tac k ed   Conv o l ut i o na l   A uto - E nc od er.     T he   s um ma r y   o C A E   arc hi te c ture  us ed   i n   th i s   pa pe r   c an   b s ee i T ab l 2.   S u pp os e   tha a n   i np ut  i m ag e   i s   of   s i z e   128 × 128 × 3 A s   i c an   be   i nfe r r e fr om   T ab l 2,   t hi s   i m ag e   i s   c on v o l v e d   fou r   ti m es   to  ob ta i n ew   s i mp l er  a nd   c om p ac r ep r es en tat i o n.  T hi s   proc es s   c an   be   al s c on s i de r e as   r e pe t i ti v en c od i n g.  Her ei n th ne r e pres en tat i o i s   r e ga r de a s   ne ura l   c od e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO MNIK   V ol .   17 ,  No 6,  D ec em b er 20 19 :   30 1 0 - 3018   3014   wi th  d i m en s i on a l i ty   4 × 4 × 128 B y   u s i ng   th ba c k war a pp r o a c an d ec od i ng   proc es s thi s   ne ura l   c od c an   b r ec ov ered  ba c k   to  y i el t h r ec on s tr uc te i ma ge   o orig i n al   s i z e   128 × 128 × 3 T hi s   r ev ers proc es s   p erfor ms   th d ec on v ol uti on   an d   un po o l i ng   op era ti o n s .     T he   C A E   n eu r a l   c o de   c an   be   furt he r   uti l i z e as   th fea ture   d es c r i pto r   i n   th p r op os ed   B ati k   i ma ge  r etr i ev a l  s y s tem .       T ab l e  2.  T he  C A E  A r c hi tec t ure for  B at i k  Im a ge  R etri ev al   S y s tem   L a y e r   T y p e   S iz e   Ou t p u t   S h a p e   I n p u t   ( 1 2 8 , 1 2 8 , 3 )   -   C o n v o lut ion a l   R e lu   3 2   ( 3 x 3)  f il t e r s ,   1   s t r ide ,   2   p a d d ing   ( 1 2 8 , 1 2 8 , 3 2 )   Max   P o o li n g   D r o p o u t   3 2   ( 2 x 2 )   f il t e r s ,   2   s t r ide ,   0   p a d d ing   ( 6 4 , 6 4 , 3 2 )   C o n v o lut ion a l   R e lu   6 4   ( 3 x 3 )   f il t e r s ,   1   s t r ide ,   2   p a d d ing   ( 6 4 , 6 4 , 6 4 )   Max   P o o li n g   D r o p o u t   6 4   ( 2 x 2 )   f il t e r s ,   2   s t r ide ,   0   p a d d ing   ( 3 2 , 3 2 , 6 4 )   C o n v o lut ion a l   R e lu   6 4   ( 3 x 3 )   f il t e r s ,   1   s t r ide ,   2   p a d d ing   ( 3 2 , 3 2 , 6 4 )   Max   P o o li n g   D r o p o u t   6 4   ( 2 x 2 )   f il t e r s ,   2   s t r ide ,   0   p a d d ing   ( 1 6 , 1 6 , 6 4 )   C o n v o lut ion a l   R e lu   1 2 8   ( 3 x 3 )   f i lt e r s ,   1   s t r ide ,   2   p a d d in g   ( 1 6 , 1 6 , 1 2 8 )   Max   P o o li n g   D r o p o u t   1 2 8   ( 2 x 2 )   f i lt e r s ,   2   s t r ide ,   0   p a d d in g   ( 8 , 8 , 1 2 8 )   Max   P o o li n g   ( N e u r a C o d e )   1 2 8   ( 2 x 2 )   f i lt e r s ,   1   s t r ide ,   2   p a d d in g   ( 4 , 4 , 1 2 8 )   U n p o li n g   1 2 8   ( 2 x 2 )   f i lt e r s ,   2   s t r ide ,   0   p a d d in g   ( 8 , 8 , 1 2 8 )   De c o n v o v u t ion   +   R e lu   1 2 8   ( 3 x 3 )   f i lt e r s ,   1   s t r ide ,   2   p a d d in g   ( 8 , 8 , 1 2 8 )   U n p o o li n g   D r o p o u t   1 2 8   ( 2 x 2 )   f i lt e r s ,   2   s t r ide ,   0   p a d d in g   ( 1 6 , 1 6 , 1 2 8 )   D e c o n v o v u t ion   +   R e lu   6 4   ( 3 x 3 )   f il t e r s ,   1   s t r ide ,   2   p a d d ing   ( 1 6 , 1 6 , 6 4 )   U n p o o li n g   D r o p o u t   6 4   ( 2 x 2 )   f il t e r s ,   2   s t r ide ,   0   p a d d ing   ( 3 2 , 3 2 , 6 4 )   D e c o n v o v u t ion   +   R e lu   6 4   ( 3 x 3 )   f il t e r s ,   1   s t r ide ,   2   p a d d ing   ( 3 2 , 3 2 , 6 4 )   U n p o o li n g   D r o p o u t   6 4   ( 2 x 2 )   f il t e r s ,   2   s t r ide ,   0   p a d d ing   ( 6 4 , 6 4 , 6 4 )   D e c o n v o v u t ion   +   R e lu   3 2   ( 3 x 3 )   f il t e r s ,   1   s t r ide ,   2   p a d d ing   ( 6 4 , 6 4 , 3 2 )   U n p o o li n g   D r o p o u t   3 2   ( 2 x 2)  f il t e r s ,   2   s t r ide ,   0   p a d d ing   ( 1 2 8 , 1 2 8 , 3 2 )   D e c o n v o v u t ion   +   S igmoid   3 2   ( 3 x 3 )   f il t e r s ,   1   s t r ide ,   2   p a d d ing   ( 1 2 8 , 1 2 8 , 3 )       3.3 . Le ar n ing  p r o ce ss  an d  Hyper p ar em eter  T u n ing   T he   CNN  mo de l   i s   v ery   s e ns i ti v to  hy p erpar a me t er  c ha ng es   i the   l ea r n i ng   pr oc es s s i nc i t   ut i l i z es   the   Res tr uc tured  L i n ea r   U ni ( R eL u)  ( ) =  ( 0 , )   f or  i ts   ac ti v ati on   f un c ti on T hi s   f un c ti on   i s   wi t t he   gr ad i en t   de s c en ma k i ng   i t   v ery   un s ta bl e   i n   c om p aris on   wi t the   ta nh   an s i g mo i ac t i v ati on   f un c ti on s Co mp ar ed   to  t h a foreme nti on e ac ti v a ti o f un c ti o ns ReL y i el ds   an   i de nti c a l  err or w i t h 2 5%  l es s  i t erat i on   i l e arni n g s tag [7] .   In  the   tr ai ni n proc es s   o ou r   pro po s ed   i m ag r e tr i ev al   s y s tem ,   we  s i mp l y   s pl i t     the   i ma g da t as et  as   two  f ol ds i . e.  75 an 2 5%  for  tr ai n i ng   a nd   tes t i ng   p urpos e,  r es pe c ti v e l y .   T he   A da pt i v M om en E s ti ma ti on   ( A da m)  [19]   i s   ex p l oi te for  CN op t i m i z er  wi t l e arni ng   r at e   0.0 0 01 .   W s i mp l y   e mp l oy   the   M ea S qu are  E r r or  ( M S E )   [20 ]   f or  c a l c ul a ti n the   l os s   fun c t i on .   F or  av oi di n t he   ov erfi tt i ng   probl em   an d   de al i ng   wi th  s ma l l   s i z e   of  da t as et,   t he   propos ed   s y s tem   us es   da t a ug me nt ati on   t ec hn i qu e   to   i mp r ov e   the   da ta   v aria t i o n.  T he   tr ai n i n an t es ti n proc es s es   are  c on du c te d   un d er  th I nte l   Co r i 5   20 1 pr oc es s or.  F r om   o ur  ex pe r i me nt,     the   s up erv i s e CNN  a nd   CA E   mo d el s   r eq ui r aro un 10   ho urs   an da y s r es pe c ti v el y for     the   tr ai n i n pr oc es s .    A t h en of  tr a i n i n proc es s t wo  d ee p   l ea r n i ng   ba s e m od e l s   prod uc e     s et  o i ma g f ea tur es   wh i c c an   b us e for  the   de s c r i pto r   i th B at i k   i ma g r etri ev a l T h es e   i ma ge   f ea t ures   are  s i mp l y   ob ta i ne fr o th l as l ay er  an ne ural   c o de   l ay er  o s up erv i s ed   CNN  an d C A E  mo de l s , res pe c ti v el y .       4.  E xper i men t al  S t u d y   E x ten s i v ex pe r i me nts   we r c arr i ed   ou t   t i nv es t i g ate   an ex am i n the   pr o po s ed   me th od   p erfor ma nc i th B at i k   i ma g r etri ev al   s y s tem F i r s tl y w g i v b r i ef  de s c r i p ti o n   ab ou th i ma g d ata s et   u s ed   i n   th ex pe r i me nt.   T he   eff ec t i v en es s   of   the   prop o s ed   me tho i s   s ub s eq ue ntl y   ob s erv ed   un de r   v i s ua l   i nv es t i ga ti o n.  T he n,  th o bj ec ti v e   pe r form an c e   c om pa r i s o ns   are   furt he r   e v al ua t ed   to   ov erl oo k   t he   eff ec of  di ff erent   d i s tan c m etri c s   a nd   s up erio r i ty  of  t he   propos e me th od   i n c o mp ar i s on  w i th  the  f ormer  c om pe t i ng  s c he me s .     4.1 .   D ataset   T hi s   e x p erim en uti l i z es   a   s et  of   B ati k   i m ag es ,   r efe r ed   as   B a ti k   i ma ge   da t as et ov er  v ario us   pa tt erns c ol ors an mo ti fs T h i s   i ma ge   da ta ba s c on s i s ts   of  15 5 i ma ge T h i s   da ta ba s i s   furt he r   d i v i de d   i nt 9 i m ag e   c l as s es E a c c l as s   c on t ai ns   s et   of   s i mi l ar  i m a ge s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO MNIK   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       B at i k  i m ag e  r etri ev a l  us i ng   c on v ol ut i o na l   ne ural   ne t wor k   ( Her i  P r as ety o )   3015   r eg ardi ng   to   th ei r   mo t i fs   an c on t en t   a pp e aranc e.   E ac i ma ge   c l as s   o wns   16   s i m i l ar   i ma g es i whi c h   a l l   i ma g es   b el on g i ng   to   th s a me   c l as s   ar c o n s i de r ed   as   s i m i l ar  i ma ge s F i gu r e   2   g i v es   s ev eral  ex a mp l es  of   B at i k  i ma ge s  fr om  t he  d ata s e t.     4.2 .   P r ac t ica l App lic atio n   o n  Batik Im age Ret r ie va   T hi s   s ub - s ec ti o ev al ua t e s   the   pe r form an c o the   propos ed   me t ho un d er  v i s ua l   i nv es ti ga t i on T he   pro po s e me t ho uti l i z es   th i ma ge   fe atu r o bta i n ed   fr o CNN  an CA E   ap pro ac for  pe r for mi n B ati k   i m ag r e tr i ev a l   s y s tem .   T he   c orr ec tne s s   of  the   pro po s ed   m eth o i s  de t ermi ne whet he r  t he   s y s tem  r etu r ns  a  s et  of  r etr i ev ed  i ma ge s  c orr ec tl y  or n ot.   F i gu r d i s pl ay s   the   r etri e v ed   i ma ge s   r etu r n ed   by   the   propos ed   i ma ge   r etri ev al   s y s tem   us i ng   t he   CNN  an CA E   i ma ge   fea t ures W on l y   s ho s i x - tee r etr i ev ed   i m ag es   arr an ge i n   as c en di ng   ma n ne r   b as ed   o the i r   s i m i l arit y   s c ore.  T h e   s i mi l ari ty   c r i teri o i s   me as ured  us i ng   the   di s tan c e   s c ore  an d   g i v en   at  th t op   of   ea c h   i ma g e.   S m al l er  di s ta nc v a l u i n di c ate s   mo r e   s i mi l ar  be tw ee n   th qu ery   an d   targ et  i ma ge   i d ata ba s e.  A s   s h own   i t hi s   fi g ure,   the   pro po s ed   me th od   w i th   CNN  fea t ure   r etu r ns   a l l   r e tr i ev e i ma ge s   c orr ec tl y It  i s   l i tt l r eg r ett a bl th at    the  pro po s e d m e tho d w i th  CA E  fe a ture o nl y   produc es   s i x  r etri ev ed   i m ag es  c orr ec t l y           F i gu r 2.  S om e i ma ge  s am pl es   i n t he   B at i k  da t as et           ( a)     ( b)     F i gu r 3.  P erfor m an c ev al ua ti on   i n t erms  of  v i s ua l  i nv es ti ga ti o   for the   prop os ed   me th od  w i th:  ( a) CN N , a n d (b)  C A E   i ma ge  fe a ture   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO MNIK   V ol .   17 ,  No 6,  D ec em b er 20 19 :   30 1 0 - 3018   3016   4.3 .   Co mp ar i son  of  P o r p o se d  M eth o d s wit h  Dir eff e r ent  Distan c e M et r ic s   T hi s  s ub - s ec ti on  r ep orts  t h e e ff ec t o f  d i ffe r en di s ta nc e m etri c s  on  th e p r o po s e me th od .   In  t hi s   ex pe r i me nt,   thre d i s tan c e   m etri c s na me l y   E uc l i de a [ 21 ] ,   M an ha tta n   [ 22 ]   an B r ay - Cur t i s   di s t an c e   [23] are   ex te ns i v el y   ex am i ne d   ov er  t wo  pe r form an c c r i t erio n,    i .e.   prec i s i on  a nd  r ec a l l  r ate . Thes e t w o s c ores  are f ormal l y  de f i n ed   as :     p i ( n ) = R V n                                                                                                                                                                                                                                                                                               ( 7)     r i ( n ) = R V M                                                                                                                                                                                                                                                                                               ( 8)     where   ( )   an ( )   de n ote s   th pr ec i s i on   an r ec a l l   r ate r es pe c ti v e l y i f   i ma g   i s   turn e as   qu ery   i ma ge .   T he   s y mb o l s     an   r ep r es e nt  the   nu mb er  of   r etri ev ed   i m ag es   an t o tal   i ma g es   i d ata ba s w hi c i s   r el ev an t i ma g r es pe c ti v e l y   i s   th n um b er  of  i m ag es   whi c are   r el ev an t  to   qu ery  i ma ge     ob tai n ed   at    r etri ev ed   i m ag es .   F i gu r e   s h ows   th pe r for ma nc e   c om p aris on   ov er  v a r i ou s   d i s tan c e   m etri c s   i te r ms   of   P r ec i s i o a nd   R ec al l   s c ore s A l l   i ma g es   i da tab as a r c ho s en   as   qu ery   i ma ge .   T he   n um b er  of  r etri ev ed   i ma g es   are   s et  as   = { 1 , 2 , , 16 } I m os c as es B r ay - Cur t i s   di s t an c y i e l ds   th be s r etri ev al   p erfor ma nc c o m pa r ed   to   th at  of  the   ot he r   di s tan c e   m etri c s   f or  b oth   CNN  a nd   CA E   i ma ge   fe atu r e In  t he   B at i k   i ma ge   r etr i ev al   s y s tem th B r ay - Cur ti s   d i s tan c be c om es   g oo c an di da te  fo r  m ea s uri ng  t h e s i m i l ar i ty  be twee n t h e q u ery   an d t arget  i m ag es   i da tab as e.   T ab l e   3   ta bu l at es   mo r c o mp l ete   c o mp ars i on s   for  t he   propos e i ma g r etri ev al   s y s tem   us i ng   CNN  an d   CA E   f ea t u r es   ov er  v ario us   di s ta nc e.   T hi s   c om p aris on   i s   ev al u at ed   i t erms   of  av erage  r ec a l l   r ate   wi t t he   n um b er  of  r etr i ev ed   i ma ge s   as   = 16 Her e i n,   al l   i ma ge s   i da ta ba s are   turn ed   as   q ue r y   i m ag e.   A s   r ep orted  i thi s   t ab l e,  t he   propos e d   me th od   w i th  s up erv i s ed   CNN  de l i v ers   b ett er  pe r f orm an c c om p ared  to  t ha of  CA E   tec hn i q ue T he   i m ag e   fea ture   ob ta i ne fr o pro po s ed   s u pe r v i s ed   CNN   m eth o i s   mo r e   s ui t ab l f o r   B at i k   i ma g r etri ev al  ta s k .         ( a)     ( b)     F i gu r 4.  P erfor m an c e c o m pa r i s on s   i n t erms  of   prec i s i on  a nd  r ec a l l  r a tes     ov er v ario us  d i s tan c e  me tr i c s  wi th  th e i ma g e f ea tures  f r om : (a)  CNN , a n d (b)  C A E   me th od       4.4 .   Co mp ar i son   again st   F o r mer  Me t h o d s   T hi s   s ub - s ec ti o s um ma r i z es   the   pe r f orma nc c o mp aris o b etwe en   th pr op os ed   s up erv i s ed   CNN  me t ho a nd   form er  ex i s ti n s c he me s   on   B at i k   i m ag r etr i ev al   s y s tem T hi s   c om pa r i s o i s   c on du c t ed   i t erms   of  A v erag P r ec i s i on   Rec a l l   ( A P R)   s c ore.  T he   A P R   i s   forma l l y  d efi ne as :     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO MNIK   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       B at i k  i m ag e  r etri ev a l  us i ng   c on v ol ut i o na l   ne ural   ne t wor k   ( Her i  P r as ety o )   3017   =   1 ( ) = 1                                                                                                                                                                                                                                                       ( 9 )     where  ( )   and    are  th r ec al l   r ate   f or  qu ery   i ma ge     an the   t ota l   n um b er  of  i ma ge s   i n   da ta ba s e,  r es pe c ti v e l y Her ei n,   a l l   i m ag es   i n   da tab as are  turn ed   as   q ue r y   i ma g i nd i c at i n th at  = 1552 T hu s t he   A P v al ue   i s   av eragi ng   ov er  a l l   qu ery   i ma ge s .   T he   nu mb er  of  r et r i ev ed   i ma ge s   i s   s et  as   16   y i el di n = 16 .   T ma k a   fa i r   c om pa r i s on t hi s   ex p eri me nt  al s o   i nv es ti ga tes  t he   di me ns i on al i ty  of   i ma ge  f ea t ure.   T ab l e   4   r ep orts   the  pe r f orm an c e c o mp ar i s on   i n  te r ms   of  fe atu r e  d i me ns i o na l i ty   an d A P R   v al ue .   A s   s ho wn  i t hi s   t a bl e,   the   prop os ed   s u pe r v i s ed   CNN   y i e l ds   th b es p erfor ma nc i n   c om pa r i s o wi t the   o the r   c om pe t i ng   s c he me s It  i s   no tew orthy   tha th prop os ed   me t ho d   r eq ui r es   l owes fea t ure  di me ns i on a l i ty   ( wi t ex c ep ti o na l   on   c om pa r i s o t LB P   [20 s c he me ) T hi s   l o wer   d i me ns i o na l i ty   i nd i c ate s   t he   fas t er  proc e s s   on   K NN  s e arc hi n for  eff ec ti v B a ti k   i ma ge   r etr i ev a l   s y s tem T hu s the   prop os ed   me t ho c an   b c on s i de r ed   on   i mp l e me n ti n   the   B at i k  i m ag e  r etri ev a l  a n d c l as s i f i c ati on  s y s tem .       T ab l e  3.   A P R CNN  an d CA E   Met h o d   E u c li d e a n   Man h a t t a n   B r a y - c u r t is   CNN   0 . 9 9 3 8   0 . 9 9 3 1   0 . 9 9 4 7   C A E   0 . 6 7 3 7   0 . 6 3 8 7   0 . 7 6 5 4     T ab l e  4.   A P R Co mp ar i s on   wi th  F ormer  M eth od     Met h o d   Fea t u r e   S i z e   APR   ( % )   L B P   [ 2 4 ]   59   9 2 . 5 7   L TP   [ 2 5 ]   118   9 5 . 6 5   C L B P   [ 2 6 ]   118   9 5 . 1 7   L D P   [ 2 7 ]   236   9 3 . 5 2   Ga b o r   Fil t e r   [ 2 8 ]   144   9 6 . 5 5   OD B TC +P S O   [ 3 ]   384   9 7 . 6 8   P r o p o s e d   S u p e r v i s e d   C N N   97   9 9 . 4 7         5.  Co n clus ion s   A   n ew  c on ten t - ba s ed   i m a ge   r etr i ev al   s y s tem   h as   b ee pres en t ed   i thi s   pa p er.  T hi s   s y s tem   ac hi ev es   t he   r etri e v al   ac c urac i es   9 9.4 7%  an 76 . 54 %,  r es p ec ti v e l y w hi l th i ma g fea ture   i s   c o ns tr uc ted   fr o CNN   an C A E   d ee p   l e arni n g - ba s ed   arc hi tec ture   on   B at i k   i m ag e   da ta ba s e.  T h CNN  o utp e r forms   the   form er  ex i s ti ng   s c he me s   i t erms   of  r etri e v al   ac c urac y .     In  a dd i ti o n,  i r eq u i r es   t he   l owes t   i ma g f ea tures ,   i . e.   97   fea ture  di me ns i on al i ty ,   c om p ared  to  oth er   me t ho ds .   F or   fut ure   wor k s l i g ht  mo d i f i c ati o c an   b c arr i ed   ou t   for   CA E   m od e l   by   ad d i ng   f ul l y - c on ne c te l ay ers   be fore  an aft er  th ne ura l   c od s ec ti on T h i s   s c en ario   ma y   r ed uc t he   di m en s i on a l i ty   of  i ma g fe atu r e at   the   s a me   t i me i i mp r ov es   t he   p erfor ma nc for  B at i k  i m ag e  r etri ev a l       Ref er en ce s   [1   J o h n s o n   M H.  Th e   n e u ra l   b a s i s   o c o g n i ti v e   d e v e l o p m e n t.   In :   Dam o n   W.  Ed i to r .   Ha n d b o o k   o f     c h i l d  p s y c h o l o g y Cog n i ti o n p e rc e p ti o n a n d  l a n g u a g e H o b o k e n J o h n  W i l e y  &  So n s   In c .   1 9 9 8 1 - 4 9 .   [2   L i u   P,  e a l Fu s i o n   o d e e p   l e a rn i n g   a n d   c o m p re s s e d   d o m a i n   fe a tu re s   fo r   c o n te n t - b a s e d   i m a g e   re tri e v a l .   IEEE  Tra n s a c ti o n s  o n  I m a g e  Pro c e s s i n g .   2 0 1 7 2 6 ( 1 2 ) 5 7 0 6 - 5 7 1 7 .   [3   Pra s e t y o H e a l .   Ba t i k   I m a g e   Ret ri e v a l   Us i n g   O DBTC  Fe a tu re   a n d   Pa rti c l e   Swarm   O p ti m i z a t i o n .   J o u rn a l  o Te l e c o m m u n i c a ti o n ,  El e c tr o n i c  Co m p u t e r En g i n e e r i n g .   2 0 1 8 1 0 ( 2 - 4 ):  7 1 - 7 4 .   [4   Dat ta   R,  L i   J Wa n g   JZ Co n te n t - b a s e d   i m a g e   re tr i e v a l :   a p p ro a c h e s   a n d   tr e n d s   o f   th e   n e a g e Pro c e e d i n g s  o th e  7 th   AC M  SI G M M  i n te rn a ti o n a l  wo rk s h o p  o n  M u l ti m e d i a  i n fo r m a ti o n  re tri e v a l 2 0 0 5   [5   Ea k i n s   J P,  G ra h a m   M E .   Con t e n b a s e d   i m a g e   re tr i e v a l r e p o rt  to   t h e   J ISC  te c h n o l o g y   a p p l i c a t i o n s   p ro g ra m m e 1 9 9 9 .   [6   Rus s a k o v s k y   O ,   e a l .   I m a g e n e l a rg e   s c a l e   v i s u a l   re c o g n i ti o n   c h a l l e n g e In te rn a ti o n a l   J o u rn a l   o f   Com p u te r Vi s i o n .   2 0 1 5 ;   1 1 5 (3 ) 211 - 2 5 2 .   [7   Kri z h e v s k y   A ,   S u ts k e v e r   I Hin to n   GE Im a g e n e c l a s s i f i c a t i o n   wit h   d e e p   c o n v o l u t i o n a l   n e u ra l   n e two rk s Ad v a n c e s  i n  n e u ra l   i n fo rm a ti o n  p ro c e s s i n g   s y s te m s 2 0 1 2 1097 - 1 1 0 5 .   [8   Si m o n y a n   K Z i s s e r m a n   A.  Ve ry   d e e p  c o n v o l u ti o n a l   n e two r k s   fo l a rg e - s c a l e   i m a g e   re c o g n i ti o n a rXi v   p re p ri n a rXi v 2 0 1 4 .   [9   Sz e g e d y   C ,   e a l G o i n g   d e e p e wit h   c o n v o l u ti o n s Pro c e e d i n g s   o th e   IEEE  c o n f e re n c e   o n   c o m p u te r   v i s i o n   a n d   p a tt e rn  re c o g n i t i o n 2 0 1 5 :   1 - 9 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO MNIK   V ol .   17 ,  No 6,  D ec em b er 20 19 :   30 1 0 - 3018   3018   [1 0   He  K ,   e a l De e p   re s i d u a l   l e a rn i n g   fo i m a g e   r e c o g n i t i o n Pro c e e d i n g s   o th e   IEEE  c o n f e re n c e   o n   c o m p u te r  v i s i o n  a n d  p a tt e rn  re c o g n i ti o n 2 0 1 6 :   770 - 7 7 8 .   [1 1   Cov e T Har t   P.   Nea r e s n e i g h b o p a tt e r n   c l a s s i f i c a ti o n I EEE  tra n s a c ti o n s   o n   i n fo rm a t i o n   th e o ry .   1967 ;   1 3 (1 ) 21 - 27.   [1 2   Pe ts c h a rn i g   S,  L u x   M Ch a tz i c h ri s to f i s   S D i m e n s i o n a l i t y   r e d u c ti o n   f o i m a g e   fe a t u re s   u s i n g   d e e p   l e a rn i n g   a n d   a u to e n c o d e r s Pro c e e d i n g s   o th e   1 5 th   In te rn a ti o n a l   Wo r k s h o p   o n   Con t e n t - Ba s e d   M u l t i m e d i a  I n d e x i n g ,   AC M 2 0 1 7   [1 3   M a s c i   J ,   e a l Sta c k e d   c o n v o l u ti o n a l   a u to - e n c o d e r s   fo h i e r a rc h i c a l   fe a t u re   e x tra c ti o n In t e rn a ti o n a l   Con fe re n c e   o n  A rt i fi c i a l  Ne u ra l  Ne two rk s 2 0 1 1 :   52 - 59 .   [1 4   Wa n g   R ,   e t   a l .   Cro p   Pe s ts   Im a g e   C l a s s i f i c a ti o n   Al g o ri th m   Ba s e d   o n   Dee p   Co n v o l u ti o n a l     Neu ra l   N e two rk TEL KO M NI KA  Te l e c o m m u n i c a ti o n   C o m p u ti n g   El e c tr o n i c s   a n d   Con t ro l 2 0 1 7 ;     1 5 (3 ) :   1239 - 1 2 4 6 .   [1 5   Ba h a ri n   A Ab d u l l a h   A Yo u s o ff   SNM .   Pre d i c ti o n   o B i o p ro c e s s   Pr o d u c ti o n   Us i n g   D e e p   Neu r a l   Net work   M e th o d TE L KO M NIKA  Te l e c o m m u n i c a ti o n   Co m p u ti n g   E l e c tro n i c s   a n d   C o n tro l 2 0 1 7 ;   1 5 (2 ) 805 - 8 1 3 .   [1 6   Su d i a t m i k a   IBK ,   Ra h m a n   F ,   Tri s n o   T,   Su y o t o   S .   Im a g e   fo r g e ry   d e t e c t i o n   u s i n g   e rr o l e v e l   a n a l y s i s   a n d   d e e p   l e a r n i n g TEL KO M NIKA  Te l e c o m m u n i c a ti o n   Co m p u ti n g   E l e c tro n i c s   a n d   Con tro l 2 0 1 9 ;   1 7 (2 ) 653 - 6 5 9 .   [1 7   Se ti a wan   W ,   Uto y o   MI Ru l a n i n g t y a s   R.   C l a s s i f i c a ti o n   o f   n e o v a s c u l a ri z a t i o n   u s i n g   c o n v o l u ti o n a l   neur a l   n e two r k   m o d e l TEL KO M NIKA  Te l e c o m m u n i c a t i o n   C o m p u ti n g   El e c tro n i c s   a n d   Con tro l 2 0 1 9 ;   1 7 (1 ) 463 - 4 7 2 .   [1 8   M e n g   Q ,   e t   a l Re l a ti o n a l   a u to e n c o d e fo f e a tu r e   e x tra c ti o n .   2 0 1 7   In te rn a ti o n a l   J o i n t   Con f e re n c e   o n   Neu ra l  Ne tw o rk s  (I J CN N).  2 0 1 7 :   364 - 3 7 1 .   [1 9   Ki n g m a  DP,  Ba   J .   Ad a m :  A  m e th o d   fo s to c h a s ti c  o p t i m i z a ti o n a rX i v  p r e p ri n a rX i v 2 0 1 4 .   [2 0   Hag a n   M T ,   M e n h a j   MB Tr a i n i n g   fe e d fo rward   n e two r k s   wit h   th e   M a rq u a rd a l g o ri t h m IEE E   tra n s a c t i o n s  o n  N e u ra l  Ne two r k s 1 9 9 4 ;   5 (6 ) 9 8 9 - 9 9 3 .   [2 1   Dan i e l s s o n   PE .   Eu c l i d e a n   d i s ta n c e   m a p p i n g Com p u te r   G ra p h i c s   i m a g e   p r o c e s s i n g .   1980 ;   1   4 (3 ) 2 2 7 - 2 4 8 .   [2 2   Craw  S .   M a n h a tt a n   d i s t a n c e .   In Sa m m u C,  We b b   G I.   En c y c l o p e d i a   o M a c h i n e   L e a r n i n g   a n d   Dat a   M i n i n g .   S p ri n g e r.  2 0 1 7 :   7 9 0 - 7 9 1 .   [2 3   Ko k a re   M ,   Cha t te rj i   B ,   Bi s w a s   P Com p a ri s o n   o f   s i m i l a r i ty   m e tr i c s   f o te x tu r e   i m a g e   re tri e v a l TENCO 2 0 0 3 IEEE Co n fe r e n c e   o n   Co n v e r g e n t   Te c h n o l o g i e s   fo t h e   As i a - Pa c i f i c   Re g i o n 2 0 0 3 2 :     571 - 5 7 5   [2 4   O j a l a   T ,   Pi e ti k a i n e n   M M a e n p a a   T .   M u l ti re s o l u ti o n   g r a y - s c a l e   a n d   r o ta t i o n   i n v a ri a n t e x tu r e   c l a s s i fi c a ti o n   wi th   l o c a l   b i n a ry   p a tt e rn s .   IEEE  Tr a n s a c t i o n s   o n   p a tt e rn   a n a l y s i s   m a c h i n e   i n t e l l i g e n c e .   2002 ;   2 4 (7 ) 9 7 1 - 9 8 7 .   [2 5   Ta n   X ,   Tr i g g s   B.   En h a n c e d   l o c a l   te x t u re   fe a tu re   s e ts   fo r   fa c e   re c o g n i ti o n   u n d e r   d i ff i c u l l i g h ti n g   c o n d i ti o n s .   IEEE  tra n s a c ti o n s   o n  i m a g e  p ro c e s s i n g 2 0 1 0 ;   1 9 (6 ) 1 6 3 5 - 1 6 5 0 .   [2 6   G u o   Z ,   Zh a n g   L Z h a n g   D .   c o m p l e t e d   m o d e l i n g   o l o c a l   b i n a ry   p a tt e r n   o p e r a to r   fo te x tu r e   c l a s s i f i c a ti o n IEEE  Tra n s a c ti o n s  o n  I m a g e  Pr o c e s s i n g .  2 0 1 0 ;   1 9 (6 ) 1 6 5 7 - 1 6 6 3 .   [2 7   Zh a n g   B ,   e a l .   L o c a l   d e r i v a ti v e   p a tt e rn   v e r s u s   l o c a l   b i n a ry   p a tt e r n fa c e   re c o g n i t i o n   wit h   h i g h - o rd e r   l o c a l  p a tt e rn  d e s c ri p to r.   IEEE  t ra n s a c ti o n s  o n   i m a g e  p ro c e s s i n g 2 0 1 0 ;   1 9 (2 ) 533 - 544.   [2 8   Pra s e t y o   H,   Wi r a n to   W Wi n a r n o   W .   Sta t i s t i c a l   M o d e l i n g   o G a b o Fi l te r e d   M a g n i tu d e   f o Ba ti k   Im a g e   Ret ri e v a l J o u r n a l  o T e l e c o m m u n i c a t i o n ,  E l e c tro n i c  C o m p u t e r En g i n e e r i n g 2 0 1 8 ;   1 0 (2 - 4) 85 - 89.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.