T E L KO MNIK A , V ol . 17 No. 6,  Dec e mb er   20 1 9,  p p.3 07 3~ 30 85   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 . 12689      30 73       Rec ei v ed   Ma r c 15 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   Com pu ter  visi o for   pu ri ty, p he no l, a nd   pH  d et ectio   of  L u w ak  C of f e green  bea n       Y u suf  Hend r aw an* 1 ,   S h int a W id ya n ing t ya s 2 S u cipt o   S u cipt o 3   1 Dep a rt m e n o Ag r i c u l tu r a l  En g i n e e r i n g Ag ri c u l tu ra l  T e c h n o l o g y  F a c u l ty ,   Uni v e r s i ta s   Bra wi j a y a   Ve te ra n   S t. M a l a n g ,   In d o n e s i a te l p /f a x + 6 2 - 3 4 1 - 5 8 0 1 0 6 /+ 6 2 - 341 - 5 6 8 9 1 7   2 Dep a rt m e n o Ag r o i n d u s t ri a l   Te c h n o l o g y ,  Ag ri c u l t u ra l  T e c h n o l o g y  F a c u l ty Uni v e rs i ta s  Br a wij a y a ,     Ve te ra n   S t. M a l a n g ,   In d o n e s i a     3 Hal a l   a n d  Qu a l i fi e d  I n d u s tr y   Dev e l o p m e n (HAL - Q  I D),  Un i v e rs i ta s  Bra wi j a y a ,   Ve te ra n   S t. M a l a n g ,   In 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 :  y u s u fh e n d ra wa n @ g m a i l .c o m 1   s h i n ta wid y a 1 4 3 5 @g m a i l . c o m 2 c i p to ti p @ub . a c . i d 3       Ab strac t     Com p u te r v i s i o n  a s   a   n o n - i n v a s i v e   b i o - s e n s i n g   m e th o d   p r o v i d e d   o p p o rtu n i t y  t o  d e te c t   p u r i t y t o ta l   p h e n o l a n d   p i n   L u wak   c o ff e e   g re e n   b e a n Th i s   s tu d y   a i m e d   to   o b ta i n   th e   b e s Arti f i c i a l   Neu ra l   Net wor k   (ANN m o d e l   t o   d e te c th e   p e r c e n t a g e  o p u ri t y to ta l   p h e n o l ,   a n d   p o n   L u wak   c o ff e e   g re e n   b e a n   b y  u s i n g   c o l o r   f e a tu r e s   (re d - g re e n - b l u e g ra y ,   h u e - s a t u ra t i o n - v a l u e ,   h u e - s a tu ra t i o n - l i g h tn e s s ,   L *a*b * ),  a n d   Har a l i c k   te x tu r a l   fe a tu re s   wi th   c o l o c o - o c c u rre n c e   m a tri x   i n c l u d i n g   e n tro p y ,   e n e r g y ,   c o n tr a s t,   h o m o g e n e i t y ,   s u m   m e a n v a r i a n c e c o rre l a ti o n m a x i m u m   p ro b a b i l i ty i n v e rs e   d i ff e r e n c e   m o m e n t,   a n d   c l u s te te n d e n c y .     Th e   b e s ANN   s tru c tu re   wa s   (5   i n p u t s 3 0   n o d e s   i n   h i d d e n   l a y e 1 4 0   n o d e s   i n   h i d d e n   l a y e 2 a n d   3   o u tp u t s ) wh i c h   had   tra i n i n g   m e a n  s q u a re  e rro r (M SE)  o f   0 .0 0 8 5  a n d  v a l i d a ti o n  M SE  o 0 .0 4 4 2     Key w ords a rt i fi c i a l  n e u ra l   n e t work c o m p u te v i s i o n L u wak   c o ff e e     Copy righ ©  2 0 1 9   Uni v e rsi t a s  Ahm a D a hl a n.  All  rig ht s  r e s e rve d .       1.  Int r o d u ctio n   In  th l as tw d ec ad es g l ob a l   c off ee   c o ns um p ti o g r owth   h as   c on t i n ue d   to  gro w as   driv en   by   c of fee - b as ed   pr od uc ts   an d   b ev erage   for mu l ati on s   an d   th i nc r ea s i ng   n um b er  o c off ee   s h op s   [1 ] O ne   ty pe   of  c off ee k n own   to  be   ex pe ns i v an r are  i t he   w orld   i s   Lu wak   ( c i v et)  c off ee   [2] A s   h i g h - pric ed   c om mo d i ty Lu w a k   c off ee   i s   prone  to  b mi x ed   wi t r eg u l ar  c off ee   be a ns A pres en t ,   an  i nte r n ati on a l l y   r ec o gn i z ed   m eth o of   di s t i ng ui s h i n Lu w ak   an r eg ul ar  c off ee r e ma i ns   un n oti c ed T hi s th erefore   g i v e s   the   op p ortun i ty   to  de s i gn   s i m p l e,  fas t,   ac c urate,  an d   n on - de s tr uc t i v eq ui p me nt c a pa b l e   of   d ete c t i ng   the   pe r c e nta g of  mi x ed   p orti o be twe en   Lu w ak   c off ee   an d   r eg ul ar  c off e e.  T he   s tud y   r es ul ts   of  J u mh aw an   [3]   fou nd   ou t   th at     the   tas tes   of   r oa s te Lu w ak   c off e an d   r eg ul ar  r oa s ted   c off e ar c i tr i c   ac i d   a nd   ma l i c   ac i d.   Res ea r c o th Lu wak   c off ee   gree be an   ha s   n ev er  be e c on d uc ted a l be i ab ou t   75%   of   Ind o ne s i a c of fee   ex po r ts   are  i t he   form   of  gree b e an I ad d i ti on   to   de t ec ti n g   Lu w ak   c off e mi x tures   i n   r eg u l ar   c off e e,  thi s   s tu dy   a l s me as ure s   t ota l   p he n ol   as   a an t i ox i d an an d   pH   to   me as ure  the   c off e e   ac i di ty .   Coffe b ec om es   s ou r c e   of  a nti ox i d an ts   to   war d   off   fr ee   r a di c a l s   tha ar be ne f i c i a l   for  h ea l th.   T he   l arg es an t i ox i da nt   c om po ne nt  i c o ffe e   i s   p he no l   [4 5] A pres en t,   c on s um pti on   of  green   be an   ex tr ac b ec o me s   a   ne tr e nd   du e   to   i ts   l ow   c al orie     c on ten t   [6] .   Me as urin tot al   p he n ol   i n   gree b ea n ,   he l ps   me as ure  th a nti ox i da nt  ac ti v i ty In  ad d i ti on c of fee   ha s   an   ac i di c   tas te   th at  i s   i d en t i c al   to   i ts   pH   c on te nt T he   tr e nd   of  c on s u mi n green  be a ns   ex tr ac r eq ui r es   s tud y   of  pH du t c on s um er   s en s i t i v i ty   of   c off ee   ac i d i ty es pe c i a l l y   i arab i c c off ee T hi s   r es e arc i s   uti l i z e d   a s   on of  t he   s t ag es   i de s i gn i ng   t oo l s   for   c off ee   i ns pe c t i on Com pu t er  v i s i on   t ec hn o l o gy   ha s   be en   wi d el y   a pp l i e i i d en ti fy i ng   an d   c op y i ng   c off e as   an   ex a mp l o r es ea r c h   as   c on d uc ted   by   O l i v ei r a   [7] ,   ap pl y i ng   c o mp u ter  v i s i on   an d   c om p uta t i o na l   i nte l l i g en c t c l as s i fy   gre en   b ea n   c off e e.  T h r es u l ts   s ho the   pe r forma nc of  c o mp u ter   v i s i o w hi c ac hi ev es   c l as s i fi c at i on   ac c urac y   of   up   to   10 0%.    Nans en   [8]   ap p l i ed   c o mp ute r   v i s i on   by   us i n hy p e r s pe c tr al   i ma g i n to   i d en t i fy   c om me r c i al   r oa s ted   c off ee   bran ds   ba s ed   o th ei r   q ua l i ty C ap oras [9]   de t ec mo i s ture  c o nte nt   i n   s i ng l e   green  be a c off e e   by   u s i ng   c om pu ter  v i s i on T he   r es ul ts   s ho w   op t i m al   r es u l t s   for  mo i s t ure  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 7 3 - 3085   3074   c on ten t   d ete c ti on   i s i ng l e   gree be a n   c off ee   an s uc c es s ful l y   c l as s i fy   th ty pe s   of   c off ee   ( A r ab i c a  an d Ro bu s ta ) .  Na v arr [10]   em pl oy e d   d i g i ta l   i ma g i ng  te c hn ol og y  t o m od el  t he   qu a l i ty  of   c off ee   du r i ng   t he   r oa s t i n proc es s T he   r es ul ts   pres en go od   p erfor ma nc i us i ng   a   c om bi na t i on   of  di gi t al   i ma gi ng   wi t ad ap t i v ne tw ork   ba s ed   fuz z y   i nfe r e nc s y s tem s   ( A NF IS )   to   mo n i tor  c off ee   c o l or  d urin g   the   r o as ti n proc es s T he   us of  arti f i c i a l   i nte l l i g en mo de l i ng   s uc h   as   arti fi c i al   ne ura l   n etwo r k   ( A NN)   ha s   be en   s uc c es s ful l y   ap pl i ed   i v ari ou s   c off e i de nti fi c at i o s tud i es   [1 1,  1 2] Ho wev er,  t he r ha v be e no   s tu di es   tha h av ob s erv ed   l i gh c o mp ut er  v i s i on   an art i f i c i a l   i n tel l i ge nt  m o de l i ng   pe r for m an c to  i de nti fy   th pu r i ty   of  gr ee n   b ea n   c off ee   f or   Lu wak   c off ee  ty p e.   Ima g an al y s i s   i s   i de n ti f i ed   as   fas t,  no n - de s tr u c ti v an l ow - c os m eth o for   as s es s i ng   t he   qu a l i ty   of   foo d   prod uc ts   [1 3,  14 ] .   A c c ordi ng   to  P at el   [1 5],   m ac hi n v i s i on   de v el op m en i s   ba s ed   o the   i ns pe c t i on   of  th foo qu a l i ty   a nd   a gric u l t ural   pro du c ts un fortu na t el y   fac e s ev era l   ob s tac l es   whi c l at er   r eq u i r es   s uc an   ac c urate,  f as t   an ob j ec ti v tec hn i qu i d ete r m i n i ng   t he   qu al i ty   of  the   m ea s ure ma ter i a l T hi s   tec hn ol og y   ap pe ars   i n     the   d ev el o pm en o au tom ate ma c h i ne r y   i the   ag r i c ul ture  an f oo i n du s tr i es   [16] S ev era l   s tud i es   [17 - 2 0]   de p i c op t i ma l   r es ul ts   i n   m ac hi ne   v i s i on   a pp l i c at i o n   w he n   us i ng   c om bi n ati on   of  A NN  mo d el i ng   wi th  c o l or   fea t ures   ( RG B ,   grey H S L,  HS V L* a * b * )   an H aral i c k   t ex tural   fea ture  [2 1 ].    In  thi s   s tud y ,   th gree be a i ma ge   d ata   as   de r i v ed   fr o a   mi x tur of  Lu w ak   c off e an d   r eg ul ar  c off ee   are   i de nti f i e by   us i ng   c ol or  fea t ures s uc as :   Red (RGB),   G r ee n ( RGB) B l ue (RG B) grey Hu e,   S a turat i on ( HSL) ,   Li gh t ne s s (HSL) ,   S atu r at i on ( HS V ) V a l ue (H S V ) ,   L* a* b * an tex tura l   fea tures   i ea c ty pe   o c ol or  ( i nc l u di ng   e ntropy en ergy c on tr as t,  ho m og e ne i t y s um   me an ,   v aria nc e,   c orr e l at i on ma x i mu proba bi l i ty i nv ers di ff erent  mo m en a nd   c l us ter  ten d en c y )   In  ad d i ti on a l l   t he   c ol or  an tex tura l   fea t ures   i th i s   s tud y   to  s el ec the   b es fea ture - s ub s e c om bi na t i on   are  c l as s i f i e by   us i ng   t he   f ea t ure  s el ec ti on   me t ho ( f i l ter  me tho d)  be fore  be i ng   us ed   as   i n pu t   i n   A NN  mo d el i ng .   T he   s el ec t ed   c o l or  a nd   t ex tural   fe atu r es   are  t h en   m od el e by   us i ng   A NN   to  es ti m ate   th pe r c en tag of  pH,  t ota l   ph e no l   an p urit y   of   Lu w ak   c off ee   wi t   the   l owes pa r a me ter v a l u e  of  M ea S q ua r E r r or  ( MS E ) .       2.  Re se a r ch  Me t h o d   T hi s   s tud y   uti l i z es   gre en   be an   of   arab i c L uwak   ( c i v et )   c off ee   an r e gu l ar  a r ab i c c off ee   fr om   In do n es i a P l an tat i o C om p an y   ( P T   P erk eb un an   Nus an t ara  X II) B an y uw an g i Ind o ne s i a A r ab i c L uwak   c off ee   us ed   i n   th r es e arc i s   L on g an   Lu w ak   c off ee R eg u l ar  ar ab i c a   c off ee   i s   proc es s ed   by   us i ng   we proc es s i ng   m eth od T he   t oo l   for  c a ptu r i ng   pi c tures   is   d i g i ta l   c am era  ( wi t s pe c i f i c at i on   of:   Ni k o Coo l p i x   A 1 0,  1 me ga pi x e l s J ap a n)  pl ac ed   i b l ac k   bo x ,   wi th  the   ba c k grou nd   o b l a c k   s urf ac e,  wi th   c on s tan fl uo r es c en l i gh t i ng   an d   ev e nl y   d i s tr i bu ted   throug ho u the   gree be a n   c off ee   s urfac e,  a nd   d i r ec tl y   pl ac ed   u nd er  v erti c al l y   m ou nt ed   c am era.   T he   i ma g da t proc es s i ng   too l   ap pl i es   a In tel   ( R)   C ore  ( T M)  i of  3 bi t   C P c om pu t er  2.1 G hz S oft w are  us ed   i s   by   W i nd ows   32   b i O pe r a ti n S y s te m,  wi th  s el f - b ui l v i s ua l   ba s i c   6 .0  ba s ed   c ol o r   an t ex tura l   a na l y s i s   s oft war e,  e qu i pp ed   w i th   W ai k a to  E nv i r on me n t   for  K no w l ed ge   A n al y s i s   ( W E K A )   3.8   [2 2] an d   wi th   Ma t l a R2 01 2a   [ 23 ] .   G r ee be a w i th     pred ete r m i n ed   pe r c en t ag e,  i s   pl ac e o a   p l atf orm  w i th  an   area  of  2 56   c m 2 T h e   i m ag e   form at  us ed   i s   b i tm ap T he   i m ag ac qu i s i ti on   de s i g i s   de p i c ted   i F i gu r 1.   T hi s   s tud y   ut i l i z es     the  gre en   be a of  arab i c a   Lu wak   c of fee   an d   r eg u l ar   arabi c a   c off e as   th r es ea r c ob j ec t.    E ac da ta   c ol l ec ti on   i s   ga t he r ed   by   us i ng   1 60   c o ffe e   be an s wh i l e   c al c u l at i ng   th pe r c en tag of  the   m i x ture  i s   pe r f orme i un i o s ee ds Mi x e pro po r ti o ns   c on s i s of 0% 1 0 %,  30 %,   40 % 50 %,  70 %,  90 %,  an 1 00 of  Lu wak   c off ee   as   s h own  i F i gu r 2 T ota l   ph en o l   tes was   me as ure us i ng   th F o l i n   Ci oc a l teu   me t ho d   [24 ].  T he   pH  me as ur em e nt  was   c arr i ed   ou on   c off ee   ex tr ac t u s i n g a   pH m ete r .   T he   i ma ge   i s   c on v erte fr o RG B   c ol ou r   s pa c e   to  gr ey HS L,  H S V   an L * a * b*   c ol ou r   s pa c es   [25 ].   T he   r es ul t   of  fea ture   ex tr ac ti on   i s   th c o l or  c o - oc c urr en c ma tr i x   ( CCM)   i e ac c ol or  grou ( Red ( RGB) G r ee n (RGB) B l ue (RGB) gr ey Hue,   S at urati on (HSL ) ,   Li g htn es s (HSL) S atu r ati on (HSV) V a l u e (HSV) L* a * a nd   b * ) A l Q ai s i   [2 6]   de v e l op ed   di ff erent  me t ho ds   us ed   to   ex tr ac t te x ture  fea t ures  fro m a  c o l or  i m ag e T ex ture  v al u es  ex tr ac ted  i n  ea c h  ty p e o f c o l or  ba s ed   on   Har al i c k s   tex ture  an a l y s i s T he   r es u l ts   of   i ma g d ata   ac q ui s i ti on   pr od uc e   the   12 0   c ol or  an d   tex tural   fea t ures Har al i c k s  te x tural  eq ua t i o ns   are as  f ol l ows :     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       Comp ute r  v i s i on  f or pur i ty ph en ol ,  an d p de t ec ti o n o f  Lu wak  C off e e ... ( Y us uf  He nd r awa n )   3075      = 2 [ , ]   ( 1 )        = 2 [ , ]   ( 2 )       = ( ) 2 [ , ]   ( 3 )       = [ , ] 1 + | |   ( 4 )             = [ , ] | |       ( 5 )         = ( ) ( ) [ , ] 2   ( 6 )         = 1 2 (  [ , ] +  [ , ] )   ( 7 )     = 1 2 ( ( ) 2 [ , ] + ( ) 2 [ , ] )   ( 8 )          = ( + 2 ) [ , ]   ( 9 )           = N M j i M a x , , [ , ]   ( 1 0 )     where:  P ( i , j )   i s   the   ( i , j ) th   el e me nt   of   no r m al i z ed   c o - oc c urr en c ma tr i x an d   μ   an d   σ   are    the  m ea n  an d s tan da r de v i at i on   of  t he  p i x el  el em en g i v en  by  t he  f ol l ow i n g rel ati o ns hi ps :     [ , ] = ( , )   ( 11 )     = [ , ]   ( 12 )     = ( ) 2 [ , ]   ( 13 )     where:  N( i , j )   i s   th n um be r   c ou nts   i t he   i m ag e   wi t pi x el   i nte ns i ty   i   fol l ow ed   by   pi x e l     i nte ns i ty   j   at  on pi x e l  d i s pl ac em en t to   the   l ef t, a nd   M   i s  th e t ot al  nu mb er  of  p i x el s .   A NN  t op o l og y   op t i mi z a ti on   i s   c on du c te by   us i ng   Ma t l ab   R2 01 2 s oft w are.  T h r es ul ts   of  da t ac qu i s i ti on   o di gi t al   i ma g proc es s i n me t ho d s   ob tai ne   52 i ma g es   at  predet ermi ne pe r c en ta ge .   Im ag e   d ata   i s   di v i d ed   i nto   66 . 67 %   as   tr ai ni n g   d ata   a nd   33 . 33 %   as   v al i da t i on   d ata .   T he   d i s tr i b uti on   of  tr a i n i ng   da ta  an v al i d ati on   da ta   i s   the   i n i ti al   s t ag i n   A N [2 7] T r ai n i n g   d ata   i s   ap pl i ed   to   up da te   we i g ht s ,   bi as es   an s tud y   da t p att erns T he   ac c urac y   of  th mo de l   us es   v al i d ati on   da ta   to   fi nd   ou t   the   a bi l i ty   of   th ne tw ork   to   i de nt i fy   ne w   d ata   pa tt erns   [2 8] A NN   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 7 3 - 3085   3076   mo de l i ng   a pp l i es   th ba c k propa ga t i on   n eu r a l   ne tw or k   ( B P NN)   al g orit hm wh i c h   i s   po p ul ar  al g orit h m w i d el y   us e i A NN  [29 3 0] B ef ore  p erfor mi n A NN   mo d el i ng ,   i np ut   an ou t pu da ta  are no r m al i z ed   to  r an ge   of  - 1 a nd   1.    Inp ut  l ay ers   i nc l ud c ol ors   a nd   tex tura l   fe atu r e s T he   ou tp ut  l ay er  ex pres s es     the   pe r c en tag of  pu r i ty tot al   ph en o l   an pH  i Lu w ak   c off ee D es i gn i n the   b es A NN  to po l og y   i s   ac c om pl i s he thro ug s en s i ti v i ty   an a l y s i s   wi th  a   v arie ty   of  l ea r n i ng   f un c ti on s ac ti v at i o fun c ti on l ea r n i n r ate   an mo m en tu ( 0. 1,  0. 5,  0. 9);  hi d de l ay er  ( 1,   2);  h i dd en   l ay er  no d ( 10 20 30 ,   40 )   wi th   the   l owes t   v al i da t i o of  MS E   pa r a me t er.  T h i s   s tud y   form ul a tes   t he   ac t i v at i on   fun c ti on s  i . e.  p urel i n,  ta ns i g , a nd  l o gs i [31 ] .           F i gu r 1.  D es i gn  of   i m ag ac qu i s i ti o n s y s tem         ( a)       ( b)       ( c )       ( d)       ( e)     ( f)     ( g)     ( h)     F i gu r 2.  M i x ture  of  L uwak   ( c i v et)  c off ee   an d r eg u l ar c off ee :   ( a) 0%; ( b) 10 %; ( c )  30 %; ( d) 40%; ( e)  50 %;  ( f)   70 %; ( g) 90%; ( h)  10 0 %       3.  Re sult a nd  An aly s is   T he   fe atu r e   ex tr ac ti on   r e s ul ts   i n   12 c o l or s   an t ex tural   fea t ures   wh i c r e pres en t   i nfo r ma t i on   r e l at ed   t th i ma ge   ( m i x ture  of   Lu w ak   c off ee   a nd   r e gu l ar  gree b ea i v ari ou s   pe r c en ta ge s ) T h ma i n   pr ob l em   em erges   tha t   n ot  al l   c ol or  an d   tex t ural   fe atu r es   are  c ap ab l e   of   predi c t i ng   de p en d en v ar i ab l or  ob j ec ti v fun c t i o n.  T hi s   s tag i s   i nte nd e to  fi nd   o ut    the   fea tures   aff ec t i ng   ei t h er  d ep e nd e nt  v aria b l or   ob j ec ti v fun c t i on F e atu r s el ec ti o i s   c on du c te by   prepr oc es s i n da ta  i da t m i n i ng S el ec ti on   of   fea tures   b ec om e s   an   i mp ortant   s tag t s pe ed   up   the   mo d el i ng   proc es s   an to   fac i l i ta te  th d es i g of   to ol s T h ma i p urpos of  fe atu r s e l ec t i on   i s   t pr ev en ov erf i tt i ng as   c h arac teri z ed   by   h i gh   M S E   v a l i da ti on ;   to   r ed uc e   tr ai n i ng   t i me   a nd   to   i mp r ov m od e l   ac c urac y   [32 - 34] .   T he   r es e arc r es u l ts   o t he   K arabu l ut   [3 5]   pres en te d   th at  f ea tur s el e c ti on   mi gh t   i nc r ea s ac c urac y   by   15 .5 5%  i n   A NN,  Na i v B ay es an J 48   Dec i s i on   T r ee   mo d el i n g.  T hi s   s tud y   em p l oy s   at tr i bu t ev a l ua t ors s uc as Cfs   S ub s e t,   Cor r el at i o A ttri bu te O ne   A ttr i bu te,   Re l i e fF,  G a i R ati o   A t tr i b ute ,   an G a i n   Inf o   A ttr i bu t e.  T hi 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       Comp ute r  v i s i on  f or pur i ty ph en ol ,  an d p de t ec ti o n o f  Lu wak  C off e e ... ( Y us uf  He nd r awa n )   3077   s tud y   ap p l i es   fi l ter  m od e l   t fi n ou t he  fea t ure  s el e c ti on T h fi l t er  mo d el   w hi c i s   fas an s i mp l e as s es s es   r el ev an t   fea t ures   by   k no w i ng   th e   i ntri ns i c   n atu r of  d ata .   F i l ter  me t ho al g orit h ms   r an k   f ea t ures   ba s ed   on   th ei r   pr ox i m i t y   to  th c l as s T he   f i l te r   me th od   ha s     the  a dv an t ag es  o be i n g a  f as t a nd  s i mp l e  c om p uti ng   me th od  [ 36 37 ] .   T he   fea ture  s el ec ti o ou tpu for  di g i ta l   i ma ge   da ta  i s   i the   to 10   r a nk   for  eff i c i en c y   an s i mp l i f i c ati on   of  A NN  i n pu t.   A fte r   ob t ai n i n the   to 10   r an k the   i np ut  da t i s   t he m od e l e by   us i ng   A NN  to  s e l ec t   th i n pu whi c pr od uc es   the   l o wes M S E   v a l i da t i on .   A NN   s tr uc tures   us ed   are:   the  4 no de s   i 1 st   hi d de l ay er  an 40   no de i 2 nd   hi dd e l ay er ;   ac ti v at i on   fun c ti o us ed   i hi d de l ay er  a nd   ou t pu t   l ay er  was   t an s i g ;   tr a i n l m   as   l ea r n i n fu nc ti o n ;   l e arni ng   r ate   of   0.1   an d   mo m en tu of   0.9 .   T ab l e   s ho ws   t he   R ed (RGB)   s um   m ea n wh i c h   ha s   s tr on c orr el at i o n   wi th    the   pe r c en t ag e   o f   r e gu l ar  c off ee   m i x tures   i n   L uwak   c o ffe e   we i gh i n of  0.2 35 9 9.  A fte r   ob t ai ni ng   the   we i g hts   an r ati ng s t he   da ta  i T a bl are  m od e l ed   by   us i n A N to  f i nd   ou fe atu r es   whi c h   c a pre di c tot a l   ph e no l ,   pH,   an th p erc en ta g of  r eg u l ar  c off ee   mi x es   i n   Lu w ak   c off ee   wi th   th l ow es MS E   v a l i da t i on   p arame ter.  A NN   o utp ut  for  d i g i ta l   i m ag e   d ata   fe atu r s el ec ti on   i n   T ab l s ho ws   tha w he t he   12 c ol or  an tex tura l   f ea tures   are  us e as   A NN  i np uts th ere  i s   no   v a l ue   d ue   t ne tw ork   err ors T hi s   i s   d ue   to  i nc o mp a ti b i l i ty   of   th tr a i n l m   l e arni n fu nc ti o w i th   the  a mo u nt  o f i np u t d a ta.   T hu s ,   fe atu r e s e l ec t i on   r e ma i ns   ne c es s ary   to  be   pe r for me d   T he   r es ul ts   of  f ea ture   s el ec ti on pres en t   da t i np uts   c orr el ati ng   w i th   the   pe r c en t ag of  r eg ul ar  c off ee   mi x es   i Lu w ak   c off ee T he   f i v d ata   r es ul ts   fr om   f ea ture  s e l ec t i on   are  l ab el ed   as   tex ture  f ea tur es E x tr ac ti o of  i m ag e   fea tures   i s   b as ed   o CC M.  T h fr e q ue nt l y   ap pl i ed   c on v en ti on a l   m eth o i t ex ture  an a l y s i s   is   the   gray   l ev el   c o - oc c urr en c ma tr i x   ( G LCM) wh i c i s   a p o pu l ar me tho d f or r e pre s en ti n g t ex t ure fe atu r es   as   de v el op e d b y  Harr a l i c k   F i gu r e   3   de pi c ts   t he   r el a ti o ns hi p   of   r eg ul ar   c off e mi x ture  p erc en ta ge   i n   L uwak   c off ee   wi th   Re d (RGB)   s um   me an .   T he   r es u l ts   s ho t ha t   the   Red (RGB)   s um   m ea n   de c r e as e s   al on g   w i th  the  i nc r ea s i ng   pe r c en t ag of  Lu wak   c off ee T he   v a l ue   of  th t ex tural   fea ture  R ed ( RGB)   s um   me a n   s tat es   the   av erag nu mb e r   of  r ed   v a l ue s   i th i ma ge   ( the   hi gh er  t he   v a l ue   o Red (RG B)   s um   mean the   av er ag n um b er  of  r ed s   i th tex tura l   fea ture   w i l l   b great er) F i gu r 3   s ho ws     the  t ex tural   fea t ure R ed (RGB )   s um  m ea of   1 00 %   Lu w ak   c off ee   was  l ower t ha 0%  Lu wak   c off ee   F i gu r e   4   s h ows   V al ue (HS V)   s um   m ea n   i wh i c the   v al ue   d ec r ea s es   w i th   the   i nc r ea s i n   the   p erc en ta ge   o Lu wak   c off ee T ex tura l   fe atu r V a l u e (HSV)   s um   me an   v a l ue   s t at es   the   av er ag e   nu mb er  of  v al u i t he   i ma ge   ( th hi gh er  th v al ue the   t ex tural   f ea t ure   w i l l   be   gre ate r )   T he   tex ture   v al u s tat es   th am ou nt  of  l i g ht  r ec e i v ed   by   the   ey r eg ard l es s   of   the   c ol or.  T hi s   i s   i ac c ord an c w i th   th e   c ol o r   of  Lu wak   c off e a nd   r e gu l ar  c off ee   wh i c c an   be   ob s erv ed   v i s ua l l y Lu wak   c off ee   us ed   i n  th e  s tud y  ha s   a d ark er c ol or t ha n   i r e gu l ar c off ee aff ec t i n the  v a l ue  s um   mean  to  d ec r ea s a l on w i th  t he   i nc r ea s i th pe r c en ta ge   of  Lu w ak   c off ee F i gu r 5   s ho ws   S atu r ati on (HSL)   s um   me a n   i w hi c h   the   v al ue   de c r ea s es   a l on w i th   th i nc r ea s i n     the   pe r c en tag of  Lu wak   c off ee S at urat i on (H SL)   s um   me an   v a l ue   s ta tes   the   av er ag n um b er  of  s atu r ati on   v al ue   i the   i m ag e   ( the   hi g he r   th v al u e ,   the   grea ter  the   a mo un of  s atu r at i on )   F i gu r 6   s ho ws   B l ue (RGB)   v aria nc w hi c de c r ea s es   wi th  the   i nc r ea s e   i n   the   pe r c en ta ge   of   Lu wak   c off ee B l ue (R GB)   v a r i an c s h ows   v aria t i o ns   i n   c o - oc c urr en c ma tr i x   el e me nts I ma ge s   wi th  s ma l l   c o l or  de gree  t r an s i ti on s   wi l l   h av l i ttl v aria nc e.  If  t he   v aria nc v al ue   i s   hi g h,     the   d eg r ee   of  c ol or  of  th i ma ge   wi l l   s pre ad V ari an c i s   the   s u of  s q ua r es   of   di ff erenc es   i i nte ns i ty   a mo ng   t he   ne i gh bo r i n p i x el s .   F i g ure  6   s ho ws   tha t   Lu w ak   ( c i v et)  c off ee   gre en   be an   ( 10 0%)   ha v l es s   di ffu s e d   bl u c ol or ,   wh i l green  b ea i Lu wak   c off e e   ( 0%)   ha s   di ffu s e d   bl u c o l or.  F i gu r e   7   s ho ws   the   Hue   v ari an c whi c i nc r ea s es   al on g   w i t h   t he   i nc r ea s e   i n     the   pe r c en tag of  Lu wak   c off ee F r om   the   gr ap h,  i i s   ob v i ou s   th at  Lu w ak   c off ee   ( 10 0%)   ha s   mo r e d i ff us e d   H ue  c o l or th an   th L uwak   c off ee   ( 0%) .   A NN  m od e l i ng   pr od uc es   predi c t i v ou t pu t,  wei gh an b i as   wh i c i s   o pti ma l   i n   es ti ma ti n t he   p erc en ta ge   of  pu r i ty to tal   ph en o l   an pH.  T h m os i mp orta nt  s t ep   i d es i g ni n g   A NN  s tr uc ture   i s   th s el ec ti on   of  op t i ma l   w ei g hts   an bi as es   am on g   ne ur on s   wi t h   h i gh   ge ne r al i z ati on s   [38 ] T he   s el ec te A N s tr ue c ture   i s   pres en te d   i F i gu r 8.  T h e   i ni t i a l   s tag i de s i g ni n A NN   s tr uc ture   i s   tr a i ni ng   err or  of   th l ea r ni ng   fun c t i on .   L ea r n i ng   fun c t i on   p l ay s     r ol i c ha ng i ng   we i gh ts   an bi as es   du r i ng   tr ai n i n g.  A NN  mo d e l i ng   r es ul ts   c o ns i s of   wei gh ts   an bi as es   tha af fec M S E   v al i da t i on F or  t hi s   r e as on ,   tr a i n i ng   err or  of   the   l ea r n i ng   fun c t i on   i s   c arr i ed   ou t T he   r es ea r c r es ul ts   of  S ha r m an d   V en ug o pu l an   [3 9]   a nd   A gg arw al   an   Raj en dra  [40]   po i nt  ou t   tha t  th l ea r n i n g f u nc ti o n i nfl ue nc es  A NN  pe r form an c 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 7 3 - 3085   3078   T ab l e  1.  F ea ture   S el ec t i on   of  Di gi t al   Ima ge  D ata   N o .   A t t r ibu t e   E v a lua t o r   S e a r c h   Met h o d   I mag e   Fea t u r e s   W e igh t   R a n k   1.   C f s   S u b s e t   E v a lua t o r   B e s t   F irs t   R e d (R G B)   E n t r o p y   -   1   H u e   C o n t r a s t   -   2   H u e   I n v e r s e   -   3   H u e   C o r r e lat ion   -   4   S a t u r a t ion (H SL )   C o r r e lat ion   -   5   S a t u r a t ion (H S V)   C o r r e lat ion   -   6   R e d (R G B)   S u m   Mea n   -   7   H u e   S u m   Mea n   -   8   S a t u r a t ion (H SL )   S u Mea n   -   9   S a t u r a t ion (H S V)   S u m   Mea n   -   10   Gr e e d y   S t e p w is e   R e d (R G B)   E n t r o p y   -   1   H u e   C o n t r a s t   -   2   H u e   I n v e r s e   -   3   S a t u r a t ion (H SL )   C o r r e lat ion   -   4   S a t u r a t ion (H S V)   C o r r e lat ion   -   5   R e d (R G B)   S u m   Mea n   -   6   H u e   S u m   Mea n   -   7   S a t u r a t ion (H SL )   S u Mea n   -   8   S a t u r a t ion (H S V)  S u Mea n   -   9   B lue (R G B )   V a r ian c e   -   10   2.   C o r r e lat ion   A t t r ibu t e   E v a lua t o r   R a n k e r   Gr e e n (R G B)   S u m   Mea n   0 . 3 2 4   1   Gr e y   S u Mea n   0 . 3 2 4   2   R e d (R G B)   S u m   Mea n   0 . 3 2 3   3   V a lue (H SV)   S u m   Mea n   0 . 3 2 3   4   L igh t n e s s (H SL )   S u m   Mea n   0 . 3 2 3   5   L (L a b )   Mea n   0 . 3 1 8   6   B lue (R G B )   V a r ian c e   0 . 3 1 7   7   L igh t n e s s (H SL )   V a r ian c e   0 . 3 1 7   8   B lue (R G B )   C lu s t e r   0 . 3 1 6   9   Gr e y   V a r ian c e   0 . 3 1 6   10   3.   On e   R   A t t r ibu t e   R a n k e r   S a t u r a t ion (H SL )   S u Mea n   6 5 . 5 3 0   1   H u e   H o mog e n e it y   6 1 . 9 3 2   2   H u e   I n v e r s e   6 1 . 9 3 2   3   H u e   E n e r g y   6 1 . 9 3 2   4   H u e   C o n t r a s t   6 0 . 7 9 5   5   H u e   S u m   Mea n   6 0 . 6 0 6   6   H u e   E n t r o p y   5 9 . 8 4 8   7   H u e   V a r ian c e   5 7 . 5 7 6   8   B lue (R G B )   V a r ian c e   5 6 . 0 6 1   9   H u e   C lus t e r   5 5 . 3 0 3   10   4.   R e li e f F   R a n k e r   R e d (R G B)   S u m   Mea n   0 . 2 3 6   1   V a lue (H SV)   S u m   Mea n   0 . 2 3 5   2   S a t u r a t ion (H SL )   S u Mea n   0 . 2 3 4   3   B lue (R G B )   V a r ian c e   0 . 2 3 1   4   H u e   V a r ian c e   0 . 2 3 1   5   Gr e y   S u Mea n   0 . 2 2 7   6   L igh t n e s s (H SL )   V a r ian c e   0 . 2 2 7   7   Gr e y   V a r ian c e   0 . 2 2 5   8   Gr e e n (R G B)   V a r ian c e   0 . 2 2 5   9   Gr e e n (R G B)   S u m   Mea n   0 . 2 2 3   10   5.   Ga in  R a t io  A t t r ibu t e   E v a lua t o r   R a n k e r   Gr e y   S u Mea n   0 . 7 1 6   1   R e d (R G B)   S u m   Mea n   0 . 6 9 8   2   L igh t n e s s (H SL )   S u m   Mea n   0 . 6 8 8   3   V a lue (H SV)   S u m   Mea n   0 . 6 8 3   4   Gr e e n (R G B)   S u m   Mea n   0 . 6 8 2   5   V a lue (H SV)   V a r ian c e   0 . 6 6 5   6   S a t u r a t ion (H SL )   S u Mea n   0 . 6 6 3   7   L igh t n e s s (H SL )   V a r ian c e   0 . 6 6 2   8   Gr e y   V a r ian c e   0 . 6 4 3   9   Gr e y   C lu s t e r   0 . 6 4 0   10   6.   I n f o   Ga in  A t t r ibu t e   E v a lua t o r   R a n k e r   S a t u r a t ion (H SL )   S u Mea n   2 . 0 8 2   1   H u e   I n v e r s e   2 . 0 1 0   2   H u e   C o n t r a s t   1 . 9 1 9   3   H u e   E n e r g y   1 . 9 1 9   4   H u e   E n t r o p y   1 . 9 0 8   5   H u e   H o mog e n e it y   1 . 8 8 3   6   H u e   C o r r e lat ion   1 . 8 7 2   7   H u e   S u m   Mea n   1 . 8 5 2   8   H u e   V a r ian c e   1 . 8 3 8   9   H u e   C lus t e r   1 . 8 0 8   10   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       Comp ute r  v i s i on  f or pur i ty ph en ol ,  an d p de t ec ti o n o f  Lu wak  C off e e ... ( Y us uf  He nd r awa n )   3079   T ab l e  2.   A NN  P erf ormanc e   u s i ng  Co l ou r   an d T ex tural   F ea ture  S e l ec t i on   N o .   A t t r ibu t e   E v a lua t o r   S e a r c h   Met h o d   I n p u t   MS E   Tr a inin g   MS E   V a li d a t ion   1.   -   -   A ll   Fea t u r e   ( 1 2 0   I n p u t s )   -   -   2.   C f s   S u b s e t   E v a lua t o r   B e s t   F irs t       Fea t u r e   r a n k   1 ~2   0 . 0 0 9 9   0 . 1 0 9 4   Fea t u r e   r a n k   1 ~3   0 . 0 0 9 8   0 . 2 4 8 5   Fea t u r e   r a n k   1 ~4   0 . 0 0 9 0   0 . 7 9 2 1   Fea t u r e   r a n k   1 ~5   0 . 0 0 9 8   0 . 1 7 4 0   Fea t u r e   r a n k   1 ~6   0 . 0 0 9 9   0 . 0 9 7 3   Fea t u r e   r a n k   1 ~7   0 . 0 0 8 3   0 . 0 8 0 2   Fea t u r e   r a n k   1 ~8   0 . 0 1 0 0   0 . 1 2 3 9   Fea t u r e   r a n k   1 ~9   0 . 0 0 7 9   0 . 3 2 2 0   Fea t u r e   r a n k   1 ~1 0   0 . 3 2 0 4   0 . 6 6 0 5   Gr e e d y   S t e p w i s e   Fea t u r e   r a n k   1 ~2   0 . 0 0 9 9   0 . 1 0 9 4   Fea t u r e   r a n k   1 ~3   0 . 0 0 9 8   0 . 2 4 8 5   Fea t u r e   r a n k   1 ~4   0 . 0 0 9 8   0 . 1 1 6 7   Fea t u r e   r a n k   1 ~5   0 . 0 0 8 4   0 . 2 6 4 2   Fea t u r e   r a n k   1 ~6   0 . 0 0 8 8   0 . 3 5 8 2   Fea t u r e   r a n k   1 ~7   0 . 0 0 9 8   0 . 1 2 4 5   Fea t u r e   r a n k   1 ~8   0 . 0 0 6 0   0 . 3 2 1 3   Fea t u r e   r a n k   1 ~9   0 . 0 0 9 3   0 . 1 6 9 9   Fea t u r e   r a n k   1 ~1 0   0 . 0 0 6 2   0 . 1 8 5 3   3.   C o r r e lat ion   A t t r ibu t e   E v a lua t o r   R a n k e r   Fea t u r e   r a n k   1 ~2   0 . 0 0 9 9   0 . 2 8 7 8   Fea t u r e   r a n k   1 ~3   0 . 0 1 0 0   0 . 4 0 9 0   Fea t u r e   r a n k   1 ~4   0 . 0 0 9 7   0 . 1 7 8 9   Fea t u r e   r a n k   1 ~5   0 . 0 1 0 0   0 . 2 6 7 4   Fea t u r e   r a n k   1 ~6   0 . 0 0 9 7   0 . 0 6 2 1   Fea t u r e   r a n k   1 ~7   0 . 0 0 9 7   0 . 0 9 1 8   Fea t u r e   r a n k   1 ~8   0 . 0 1 0 0   0 . 0 6 8 4   Fea t u r e   r a n k   1 ~9   0 . 0 0 9 9   0 . 0 6 7 2   Fea t u r e   r a n k   1 ~1 0   0 . 0 8 0 3   0 . 3 2 4 6   4.   On e   R   A t t r ibu t e   R a n k e r   Fea t u r e   r a n k   1 ~2   0 . 0 0 8 8   0 . 3 9 1 9   Fea t u r e   r a n k   1 ~3   0 . 0 0 9 7   0 . 5 3 2 5   Fea t u r e   r a n k   1 ~4   0 . 0 0 8 2   0 . 7 7 6 0   Fea t u r e   r a n k   1 ~5   0 . 0 0 9 1   0 . 3 9 6 8   Fea t u r e   r a n k   1 ~6   0 . 0 0 4 8   0 . 9 0 2 1   Fea t u r e   r a n k   1 ~7   0 . 0 0 9 8   0 . 2 6 4 2   Fea t u r e   r a n k   1 ~8   0 . 0 0 8 6   0 . 1 0 9 8   Fea t u r e   r a n k   1 ~9   0 . 0 0 9 6   0 . 1 2 4 9   Fea t u r e   r a n k   1 ~1 0   0 . 0 0 9 7   0 . 1 6 2 2   5.   R e li e F   R a n k e r   Fea t u r e   r a n k   1 ~2   0 . 0 1 3 5   0 . 0 6 8 9   Fea t u r e   r a n k   1 ~3   0 . 0 1 0 0   0 . 0 8 7 2   Fea t u r e   r a n k   1 ~4   0 . 0 0 9 8   0 . 0 8 2 6   Fea t u r e   r a n k   1 ~5   0 . 0 0 9 7   0 . 0 4 9 1   Fea t u r e   r a n k   1 ~6   0 . 0 0 9 4   0 . 0 5 5 2   Fea t u r e   r a n k   1 ~7   0 . 0 0 9 5   0 . 0 5 6 9   Fea t u r e   r a n k   1 ~8   0 . 0 0 9 8   0 . 0 5 4 2   Fea t u r e   r a n k   1 ~9   0 . 0 0 9 7   0 . 2 6 1 2   Fea t u r e   r a n k   1 ~1 0   0 . 3 0 9 9   0 . 3 9 3 7   6.   Ga in  R a t io  A t t r ibu t e   E v a lua t o r   R a n k e r   Fea t u r e   r a n k   1 ~2   0 . 0 0 9 9   0 . 1 5 2 8   Fea t u r e   r a n k   1 ~3   0 . 0 0 9 9   0 . 1 0 1 4   Fea t u r e   r a n k   1 ~4   0 . 0 1 0 0   0 . 1 7 4 1   Fea t u r e   r a n k   1 ~5   0 . 3 9 7 0   0 . 9 2 8 7   Fea t u r e   r a n k   1 ~6   0 . 0 1 0 0   0 . 0 9 0 0   Fea t u r e   r a n k   1 ~7   0 . 0 0 9 8   0 . 0 5 8 8   Fea t u r e   r a n k   1 ~8   0 . 0 0 9 9   0 . 0 5 3 1   Fea t u r e   r a n k   1 ~9   0 . 0 0 9 9   0 . 0 5 6 8   Fea t u r e   r a n k   1 ~1 0   0 . 0 0 9 5   0 . 1 4 3 2   7.   I n f o   Ga in  R a t io   A t t r ibu t e   E v a lua t o r   R a n k e r   Fea t u r e   r a n k   1 ~2   0 . 0 0 9 5   0 . 5 3 4 8   Fea t u r e   r a n k   1 ~3   0 . 0 0 9 5   0 . 1 4 5 2   Fea t u r e   r a n k   1 ~4   0 . 0 0 9 9   0 . 4 1 1 6   Fea t u r e   r a n k   1 ~5   0 . 0 0 9 7   0 . 6 4 3 7   Fea t u r e   r a n k   1 ~6   0 . 0 0 9 9   0 . 1 1 6 1   Fea t u r e   r a n k   1 ~7   0 . 0 0 9 8   0 . 1 7 8 7   Fea t u r e   r a n k   1 ~8   0 . 0 1 0 0   0 . 1 5 6 1   Fea t u r e   r a n k   1 ~9   0 . 6 2 3 1   0 . 2 7 9 7   Fea t u r e   r a n k   1 ~1 0   0 . 0 0 9 7   0 . 2 6 1 8       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 7 3 - 3085   3080       F i gu r 3.  T h e rel ati on s h i o Lu w ak   c off ee  pu r i ty  to   r e d ( RGB)   s um   me a n           F i gu r 4.  R el a ti o ns hi p o f   Lu wak   c off ee  pu r i ty  to   v a l ue ( H SV)   s um  m ea n           F i gu r 5.  T h e rel ati on s h i o Lu w ak   c off ee  pu r i ty  to   s at urati o n (HSL)   s u m m ea n           F i gu r 6.  R el a ti o ns hi p o f   Lu wak   c off ee  pu r i ty  to   b l u e (RG B)   v aria nc e   1 3 7 , 8 6 1 3 5 , 2 5 1 3 4 , 2 4 1 3 3 , 7 2 1 3 1 , 9 5 1 2 8 , 0 9 1 2 3 , 2 2 1 2 2 , 0 7 0% 10% 30% 40% 50% 70% 90% 100% R e d( R GB )   S um   M e a n P e rc e nt a ge  of   C i v e t   C of f e e 1 3 7 , 5 4 1 3 4 , 9 8 1 3 3 , 9 8 1 3 3 , 4 9 1 3 1 , 7 5 127, 93 1 2 3 , 1 1 1 2 1 , 9 7 0% 10% 30% 40% 50% 70% 90% 100% V a l ue( H S V )   S um   M e a n P e rc e nt a ge  of   C i v e t   C of f e e 5 1 , 7 4 4 9 , 7 7 49, 01 4 7 , 8 8 4 7 , 0 9 4 4 , 7 0 4 2 , 4 7 4 0 , 9 5 0% 10% 30% 40% 50% 70% 90% 100% Sat ura t i on( H SL)   Sum   M e a n P e rc e nt a ge  of   C i v e t   C of f e e 8 8 9 , 9 9 8 7 6 , 2 8 8 6 1 , 7 0 8 5 7 , 6 5 831, 06 7 8 9 , 2 6 7 1 7 , 5 6 6 8 2 , 4 1 0% 10% 30% 40% 50% 70% 90% 100% B l ue( R GB )   V a ri a nce P e rc e nt a ge  of   C i v e t   C of f e 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       Comp ute r  v i s i on  f or pur i ty ph en ol ,  an d p de t ec ti o n o f  Lu wak  C off e e ... ( Y us uf  He nd r awa n )   3081       F i gu r 7.  R el a ti o ns hi p o f   l u wak   ( c i v et )  c off ee  pu r i ty  to   hue  v ari an c e           F i gu r 8.  A NN s tr uc ture  wi t h 5  s e l ec ted  i n pu pa r a me t er i m ag es  f or es ti ma t i ng   th e p erc en t ag e o Lu wak   ( c i v et) c off ee   mi x tur e,  tot al   ph e no l  an d p H       T ab l e   pres en ts   tr a i n l a s   the   s el ec ted   l e arni ng   f un c ti on   w hi c h   prod uc es   the   l owes MS E   v a l i da t i on .   T r ai nl i s   l e arni ng   fun c t i on   th at  u pd at es   th w ei gh ts   an d   b i as es   ba s e on   La v en b erg  M arqua dt  o pti mi z at i on T r a i n l i s   c ate go r i z ed   as   the   f as tes al go r i th a nd   i s   r ec om me nd e as   the   fi r s t   s up erv i s i on   al go r i t hm   de s pi te  en t ai l i ng   mo r e   me m ory   tha n   ot he r   al g orit h ms T r ai n l i s   proc ee de by   us i n J ac ob i an   M atri x   c al c u l at i o ns whi l ne twork   pe r forma nc i s   me as ured  fr om   MS E T r ai nl i s   de s i gn ed   t ha v tw o - l ev e l   t r ai ni ng   s pe ed whi c i s   fas ter  wi t ho u c al c ul at i n the   H es s i an   ma tr i x A fte r   o bta i ni ng   t he   b es l e arni n fun c t i on   tha g i v es   the   l owes M S E   v al i d ati on t he tr a i n i ng   err or  i s   ma na ge i th ac ti v a ti on   f un c ti on   as   i l l us tr ate d i n Tab l 4.    T he   r es ul ts   of  t he   tr a i ni ng   err or  s ho tha t he   ta ns i fun c ti on   i the   h i d de l ay e r   an pu r el i n   i t he   ou t pu t   l ay er  gi v es   t he   l o wes MS E   v a l i da ti on .   P urel i n   ac ti v a ti o f un c ti o i s   o nl y   us ed   i n   th o utp ut  l ay er.   P ure l i n   pro du c es   y = x w hi c h   c an n ot  s o l v e   no n - l i ne a r   prob l em s   on   hi d de l ay er  no de s A NN   mo de l   i s   i de nti c a l   to  f i n di n the   r e l at i o ns hi of  n on - l i ne ar  da ta   be twe en   i np ut  an ou t pu t.   F or  thi s   r ea s on ac t i v ati on   fun c ti o n s   s uc as   tan s i an l og s i are   r ec om me nd e i t he   hi dd en   l ay er.  T r a i n i ng   err or  ac ti v ati on   fun c t i on   i pe r form ed   b ec au s e   i t   aff ec ts   MS E   v al i da t i o n.  Res ea r c by   Chan an d   Chun [ 41 s ho ws   th at   the   r es ul ts   of    the   s en s i ti v i ty   an a l y s i s   in   t he   ac ti v a ti o fu nc ti o n ,   a ffe c the   pe r f orma nc of  A N i produc i ng     2 6 6 , 5 6 3 4 0 , 9 9 3 6 5 , 2 0 4 1 2 , 9 5 4 5 3 , 3 0 5 2 1 , 9 6 6 1 4 , 5 5 6 3 9 , 2 9 0% 10% 30% 40% 50% 70% 90% 100% H ue  V a ri a nce P e rc e nt a ge  of   C i v e t   C of f e 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 7 3 - 3085   3082   the   l owes MS E   v al i d ati on T he   u ns ui t ab l ac t i v ati o fun c t i on   c a us es   an   i nc r ea s i M S E   v al i d ati on .   A f ter  o bta i n i ng   t he   b es ac t i v ati on   fun c t i on ,   A NN   s tr uc ture   i s   furt he r   d es i gn ed   w i th   a   v arie ty  of   l ea r ni n g rat es , h i dd en  l ay er  no d es , a n d t h nu mb er of  hi dd e n l ay ers .   T ab l s ho ws   th be s s tr uc ture  wh i c i s   th 5 - 30 - 40 - wi t l e arni ng   r at of  0. an d   mo m en tu of  0.5 w hi c p r od uc es   MS E   v al i d ati on   of   0.0 44 2.  De term i na t i o of  t he   nu mb er  o f   hi d de l ay er  no de s   an t he   nu mb er  o hi dd e l ay e r s   pl ay s   as   the   mo s i mp ortant  s ta ge   i de s i g ni n A N N   s tr uc ture.  T he   r es ul ts   s ho t ha tw hi d de l ay ers   c an   pred i c the   o utp u v aria b l wh i c i s   be tte r   th a hi d de l ay er,  du t th 2 - hi d de n - l ay er  ab i l i ty   to  s ol v no n - l i ne ar  probl em s   whi c h   i s   b ett er   th an   hi d de l ay er.   How ev er,  m ore  hi d de l ay ers   h i n de r   the   c o mp ut er  r un ni ng T he r efo r e,  th h i d de l ay er  s en s i ti v i ty   a na l y s i s   i s   ne ed e d.  In  thi s   s tu dy ,   the   m ax i m um   nu mb er  of   h i dd en   l ay ers   i s   de term i n ed ,   as   K ars ol i y a   [42 ]   s tat ed   t ha t   th 2 - h i d de n - l ay ers   c an   s ol v no n - l i ne ar  prob l em s .   S en s i ti v i ty   an a l y s i s   of  l e a r ni n r ate   an d   mo me n tu i s   r eq ui r e be c au s bo th  of  t he s i n di c ato r s  pl ay  a  r o l i n c ha ng es  of  we i g ht  a nd  b i as  d urin g t r ai ni ng .       T ab l e  3.  Tr a i n i ng   E r r or  b as ed   o Le arni ng  Fu nc ti on   N o .   L e a r n ing   Fun c t ion   t r a inin g   v a li d a t ion   MS E   t r a inin g   MS E   v a li d a t ion   1.   Tr a inc g b   ( C o n jug a t e   Gr a d ien t   B P   w it h   P o w e l   B e a le  R e s t a r t )   0 . 9 8 8 9 1   0 . 9 8 2 3 1   0 . 0 1 0 0   0 . 0 4 8 2   2.   Tr a inc g f   ( C o n jug a t e   Gr a d ien t   B P   w it h   Fle t c h e r   R e e v e s   U p d a t e )   0 . 9 8 8 8 2   0 . 9 8 8 4 9   0 . 0 1 0 0   0 . 0 5 1 7   3.   Tr a inc g p   ( C o n jug a t e   Gr a d ien t   B P   w it h   P o lak   R ibie r e   U p d a t e )   0 . 9 8 8 8 5   0 . 9 8 7 1 3   0 . 0 1 0 0   0 . 0 4 8 8   4.   Tr a ing d   ( Gr a d ien t   D e s c e n t   B P )   0 . 9 8 3 0 6   0 . 9 8 8 8 4   0 . 0 1 5 1   0 . 0 5 0 9   5.   Tr a ing d a   ( Gr a d ien t   D e s c e n t   w it h   A d a p t iv e   L e a r n ing   R a t e   B P )   0 . 9 8 3 0 2   0 . 9 8 7 9 2   0 . 0 1 5 2   0 . 0 5 1 8   6.   Tr a ing d ( Gr a d ien t   D e s c e n t   w i t h   Momen t u B P )   0 . 9 8 8 8 3   0 . 9 8 8 3 6   0 . 0 0 9 6   0 . 0 5 3 4   7.   Tr a ing d x   ( Gr a d ien t   D e s c e n t   w it h   Momen t u A d a p t i v e   L e a r n ing   R a t e   B P )   0 . 9 8 6 8 0   0 . 9 8 8 7 6   0 . 0 1 1 8   0 . 0 5 0 8   8.   Tr a inlm  ( L a v e n b e r g   Mar q u a d t   B P )   0 . 9 9 0 8 5   0 . 9 8 9 3 2   0 . 0 0 9 2   0 . 0 4 6 4   9.   Tr a ino s s   ( On e   S t e p   S e c a n t   B P )   0 . 9 8 8 8 7   0 . 9 8 7 7 2   0 . 0 1 0 0   0 . 0 5 4 2   10.   Tr a inr p   ( R e s il ien t   B P )   0 . 9 8 8 8 5   0 . 9 8 7 2 9   0 . 0 1 0 0   0 . 0 4 7 4   11.   Tr a ins c g   ( S c a led   C o n jug a t e   Gr a d i e n t   B P )   0 . 9 8 8 8 7   0 . 9 8 6 5 0   0 . 0 1 0 0   0 . 0 5 3 9       T ab l e  4.  Tr a i n i ng   E r r or  b as ed   o A c t i v ati on  Fu nc ti o n   L e a r n ing   f u n c t ion   A c t i v a t ion   f u n c t ion   t r a inin g   R   v a li d a t ion   MS E   t r a inin g   MS E   v a li d a t ion   H idd e n   L a y e r   1   H idd e n   L a y e r   2   Ou t p u t   L a y e r   TR A I N L M   Tan s ig   Tan s ig   P u r e li n   0 . 9 9 0 8 5   0 . 9 8 9 3 2   0 . 0 0 9 2   0 . 0 4 6 4   Tan s ig   Tan s ig   Tan s ig   0 . 9 9 0 8 5   0 . 9 8 9 3 2   0 . 0 0 9 2   0 . 0 5 7 9   Tan s ig   Tan s ig   L o g s ig   0 . 8 8 2 2 3   0 . 8 6 9 2 6   0 . 2 3 0 0   0 . 2 6 7 1   L o g s ig   L o g s ig   P u r e li n   0 . 9 8 9 1 5   0 . 9 7 4 2 2   0 . 0 0 9 7   0 . 0 5 9 6   L o g s ig   L o g s ig   Tan s ig   0 . 9 8 9 2 5   0 . 8 5 3 8 1   0 . 0 1 0 0   0 . 2 1 3 6   L o g s ig   L o g s ig   L o g s ig   0 . 4 2 8 8 2   0 . 8 6 9 1 4   0 . 3 7 4 7   0 . 3 7 9 1       T ab l e  5.   A c c urac y  an MS E  of   A NN   P erf orma nc b as ed   o Le arni ng  R ate   an d   M om en tum   L e a r n ing   R a t e   Momen t u m   A N N   S t r u c t u r e   R   t r a inin g   R   v a li d a t ion   MS E   t r a inin g   MS E   v a li d a t ion   0 . 1     0 . 5     5 - 30 - 3   0 . 9 8 8 9 5   0 . 9 7 2 8 1   0 . 0 0 9 9   0 . 0 6 8 4   5 - 40 - 3   0 . 9 8 9 00   0 . 9 8 3 8 6   0 . 0 0 9 8   0 . 0 4 4 5   5 - 30 - 30 - 3   0 . 9 9 1 7 8   0 . 9 7 8 0 2   0 . 0 0 7 5   0 . 0 5 4 0   5 - 30 - 40 - 3   0 . 99052   0 . 9 7 9 3 3   0 . 0 0 8 5   0 . 0 4 4 2   5 - 40 - 40 - 3   0 . 9 8 8 9 4   0 . 9 7 3 9 8   0 . 0 0 9 9   0 . 0 5 1 6   0 . 1     0 . 9     5 - 30 - 3   0 . 9 8 9 1 0   0 . 9 6 8 3 9   0 . 0 0 9 8   0 . 0 6 8 4   5 - 40 - 3   0 . 9 8 8 9 6   0 . 9 6 9 1 4   0 . 0 0 9 9   0 . 0 5 4 6   5 - 30 - 30 - 3   0 . 9 8 8 8 7   0 . 9 7 8 9 0   0 . 0 1 00   0 . 0 5 0 9   5 - 30 - 40 - 3   0 . 9 8 9 2 9   0 . 9 8 1 9 1   0 . 0 0 9 6   0 . 0 4 7 6   5 - 40 - 40 - 3   0 . 9 8 8 9 4   0 . 9 7 3 9 8   0 . 0 0 9 9   0 . 0 5 1 6       F i gu r 9   s ho ws   t hree   de s c r i pti o ns wh i c are:   the   bl ue   l i n r ep r es e nti ng   t he   tr ai n i ng   the   bl ue   da s he l i ne   r ep r e s en t i n g   t he   be s t,   an t he   bl ac k   d as he d   l i n r e pres e nt i n g   t he   go al   T he   tr ai ni ng   s ho ws   an   i ter ati v r e l at i on s h i t M S E   d urin tr ai n i n g.  F i gu r 9   s h o ws   de c r ea s i n g   err or  al on g   w i th   i nc r ea s i n i terat i on   d ue   to   th s ta bl n etwo r k   a bi l i ty   to   r ec og ni z e   da ta   pa tte r ns A NN  i s   " bl ac k   bo x "   mo de l i n tha i s   oft en   us e i d e al i ng   wi th  no n - l i ne ar  probl e ms A NN  ha s   the   ab i l i ty   to   l e arn  fr o m   i tera ti on s w hi c i s   w i d el y   us e i v ari ou s   f i e l d s   of  s c i en c e   T he   a dv an t ag es   of  A NN   ar b ei n ab l t ad o pt,   s t ud y   an d   ge ne r a l i z e   [4 3,   44] .   T he   ad v an t ag es   of  A N are  al s to  q ui c k l y   an d   ac c urate l y   s tud y   d ata   p att erns   c o mp ar ed   t o   c on v en t i on al   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.