I AE I nte rna t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.   6 ,   No .   4 Dec em b er   2017 ,   p p .   1 59 ~ 16 5   I SS N:  2252 - 8938 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ai. v 6 . i 4 . p p 1 5 9 - 1 6 5          159       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I J AI   Cla ss ificatio n of  Ro a d Da m a g e f ro m   Dig ital I m a g U sing   Ba ck pro pa g a tion  Neura l Ne tw o rk       Su t i k no H el m ie   Arif   Wi ba w a P ri m a   Yus uf  B ud ia rt o   D e p a rtme n o f   Co m p u ter S c ien c e / In f o rm a ti c s Dip o n e g o r o   Un iv e rsity       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   2 3 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   Oct   25 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   No v   8 ,   2 0 1 7       On e   o f   th e   b ig g e st  c a u se o f   d e a th   in   th e   w o rld   is  a   tra ff ic   a c c i d e n t.   Ro a d   d a m a g e   is  o n e   o f   th e   c a u se   f a c to rs  f ro m   th e   traff ic  a c c id e n t.   T o   r e d u c e   th is   p ro b lem   is  re q u ired   a n   e a rly   d e tec ti o n   a g a in st  ro a d   d a m a g e .   T h is  p a p e d e sc rib e h o w   to   c las sify   ro a d   d a m a g e   u sin g   ima g e   p ro c e ss in g   a n d   b a c k p ro p a g a ti o n   n e u ra n e tw o rk .   I m a g e   p ro c e ss in g   is  u se d   to   o b tain   b in a ry   im a g e   c o n sists   o f   a   n o rm a li z a ti o n ,   g ra y sc a li n g ,   e d g e   d e te c ti o n   a n d   th re sh o l d i n g ,   w h il e   th e   b a c k p ro p a g a ti o n   n e u ra n e tw o rk   a lg o rit h m   is  u se d   f o c las s i fy in g .   T h e   c o n c lu sio n   o f   th is  tes th a th e   a lg o rit h m   is  a b le  to   p r o v id e   th e   a c c u ra c y   r a te  o f   8 3 % .   T h e   re su lt o f   th is  re se a rc h   m a y   c o n tri b u te  to   t h e   d e v e lo p m e n o f   ro a d   d a m a g e   d e t e c ti o n   sy ste m   b a se d   o n   th e   d ig it a im a g e   so   th a th e   traff ic ac c id e n ts  c a u s e d   b y   ro a d   d a m a g e   c a n   b e   re d u c e d .   K ey w o r d :   B ac k p r o p ag atio n   n eu r al  n et w o r k   C las s i f icatio n   I m ag p r o ce s s i n g   R o ad   d am a g e   T r af f ic  ac cid en ts     Co p y rig h ©   2 0 1 7   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Su ti k n o ,     Dep ar t m en t o f   C o m p u ter   Scie n ce /I n f o r m at ics ,   Dip o n eg o r o   Un i v er s it y ,   P r o f .   So ed ar t o   Stre et,   T em b al an g ,   Se m ar a n g ,   I n d o n e s ia .   E m ail:  ti k @ u n d ip . ac . id       1.   I NT RO D UCT I O N     On o f   t h b i g g e s ca u s e s   o f   d ea th   i n   t h w o r ld   i s   t h tr af f ic  ac cid en t.  Data   o b tai n ed   f r o m   t h W o r ld   Hea lth   Or g a n izatio n   ( W HO)   i n   2 0 1 2   s h o w s   t h b i g g est   n u m b er s   o f   d ea t h   f o r   p eo p le  ag e d   1 5   to   1 9   y ea r s   o ld   is   ca u s ed   b y   tr af f ic  ac cid en t s .   T h n u m b er   o f   p eo p le  d ied   d u to   th tr af f ic  ac cid e n in   2 0 1 3   r ea ch ed   1 . 2 5   b illi o n .   I is   esti m a ted   th at  t h n u m b er   w i ll  in cr ea s t h r ee f o ld   in   2 0 3 0   w h ic h   b ec a m 3 . 6   b il lio n   ea ch   y ea r   [ 1 ] .   On o f   t h f ac to r s   t h at  ca u s tr af f ic  ac cid en t   is   b ad   r o ad   co n d itio n ,   e. g .   th e   d a m a g ed   r o ad s ,   s lip p er y   r o ad s ,   w et  r o ad s   an d   s n o wy   r o ad s   [ 2 ] .   So m ca u s es  o f   t h d est r u ctio n   o f   th i s   r o ad   ar th in cr ea s o f   tr af f ic  lo ad   v o lu m e,   b ad   d r ain ag s y s te m ,   b ad   p av em e n t c o n s tr u ct io n   m a ter ial,   cli m ate  a n d   u n s tab le  s o i l c o n d itio n   [ 3 ] .   Fro m   th a p r o b lem s ,   to   r ed u c tr af f ic  ac cid en t h at  is   ca u s ed   b y   r o ad   d a m ag is   r eq u ir e d   an   ea r l d etec ab o u th r o ad   d am ag e .   T h er ar s ev er al  w a y s   to   d etec r o ad   d am a g e,   w h ic h   is   an al y z in g   th r o ad   co n d itio n s   b ased   o n   t h i m a g an d   an al y zi n g   t h s i g n al  f r o m   th r es u lt s   o f   v ib r atio n   o n   th s tr ee t h at  is   p ass ed   [ 4 - 9 ] .   Dete ctin g   t h co n d itio n   o f   r o ad   d am a g b ased   o n   i m a g es   ca n   b d o n b y   th e   i m a g s h o o tin g   a t   lo n g   a n d   clo s e   d is ta n ce .   I m a g s h o o ti n g   at  lo n g   d is ta n ce s   c an   b ta k en   f r o m   t h s a tellite.   T h is   tec h n iq u ca n   u s s e v er al  m eth o d s :   k n o w led g e - b a s ed ,   d e m s ter   s h a f er   t h eo r y ,   k u llb ac k - l eib ler   a nd   n ea r e s t   n eig h b o r   [ 5 - 9 ] .   Oth er   r esear ch   to   class i f y   r o ad   d am a g ca n   b d o n b y   an al y zi n g   t h s ig n al  co n d itio n   o f   t h r o ad .   T h is   tech n iq u e   ca n   u s s e v e r al  m et h o d s t h v ib r atio n   te ch n iq u e,   t h Si g n als   o f   S m a r tp h o n e - E m b ed d ed   A cc eler o m eter   an d   w a v elet  tr an s f o r m   tec h n iq u [ 1 0 - 1 2 ] .   On   t h u s o f   v ib r atio n   m e th o d ,   th r o ad   is   d i v id ed   in to   t h r ee   class e s ,   n a m el y   n o r m al,   b u m p   an d   p o th o le  [ 1 0 ] .   On   t h u s o f   Si g n al s   o f   S m a r tp h o n e - E m b ed d ed   A cc eler o m eter   m et h o d ,   r o ad   co n d itio n s   ar d iv id ed   in to   f o u r   r o ad   co n d itio n s ,   n a m el y   f lat,   p o s iti v s te p   d am a g ( P S),   n e g ati v s tep   d a m ag e   ( NS) ,   a n d   co n v ex   s tep   d a m ag e   ( C S)   w h ich   g e n er at es  ac cu r ac y   r ate  o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8938   IJ - AI    Vo l.  6 ,   No .   4 ,     Dec em b er   201 7   :   1 5 9     1 6 5   160   7 0 [ 1 1 ] .   W h ile  th u s o f   w a v elet  tr an s f o r m   tec h n iq u e,   r o ad   co n d itio n s   ar d iv id ed   in to   t h r ee   co n d itio n s ,   n a m e l y   p o s iti v s tep   ( P S),   n eg ati v s tep   ( NS)   an d   co n v e x   s tep   ( C S)  w h ic h   g e n e r ates   th b est  ac cu r ac y   r ate  o f   8 8 % [ 1 2 ] .   I n   th o s p ap er s ,   th r o ad   co n d itio n s   ar b ased   o n   th r o ad   s ig n al  t h at  is   p ass ed   a n d   n o t   b ased   o n   ac tu al  r o ad   co n d itio n s ,   s o   it  is   p o s s ib le  t h at  t h er i s   a   ch a n g ed   er r o r   f r o m   r o ad   co n d itio n   t o   th f o r m at io n   o f   a   s ig n al.   T o   k n o w   th r ea co n d itio n   o f   th r o ad ,   th d ata  u s ed   ca n   b in   th f o r m   o f   d ig ita i m ag d ata  w h ic h   th en   p r o ce s s   i n   f u r t h er   p r o ce s s in g   p r o ce s s .   I m a g p r o ce s s in g   h a s   b ee n   w id el y   u s ed   f o r   th id en t if icatio n   a n d   d etec tio n   o f   o b j ec ts ,   w h ic h   ar r ice  v ar iet y   id en ti f icatio n ,   b io m etr ic  p er s o n al   id en t if ica tio n ,   w ater   t u r b id it y   d etec tio n ,   an d   co tto n   d is ea s es   d etec tio n   [ 1 3 - 1 6 ] .   T h is   tech n iq u h as  b ee n   d o n to   class i f y   r o ad   d am a g o n   d ig ital  i m a g es   b y   u s in g   r e g io n   s p li m er g er   a n d   f r ac tal  d i m en s io n .   T h ac cu r ac y   r ate  t h at  i s   g en er ated   b y   u s i n g   r eg io n   s p lit  m er g er   i s   6 1 ,7 % a n d   u s in g   f r ac tal  d i m e n s i o n   is   8 2 , 9 % [ 1 7 ] .   T h is   p ap er   p r o p o s es c lass i f y i n g   r o ad   d am ag b y   m ea n s   o f   i m a g p r o ce s s in g   a n d   b ac k p r o p ag atio n   n e u r al  n et w o r k .   I m a g p r o ce s s in g   is   u s ed   to   o b tain   b in ar y   i m ag co n s i s ti n g   o f   p r o ce s s   o f   n o r m a lizati o n ,   g r a y s ca li n g ,   ed g d etec tio n ,   an d   th r e s h o ld i n g ,   w h ile  t h b ac k p r o p ag atio n   n e u r al  n et w o r k   al g o r ith m   is   u s e d   f o r   class if y i n g .   T h is   alg o r it h m   h as  b ee n   w id e l y   u s ed   to   cla s s i f y   w h ic h   g en er a tes  t h f air l y   g o o d   d eg r ee   o f   ac cu r ac y   r ate,   a m o n g   o f   it s   a r to   class i f y   b ati k   m o ti f ,   b r ain   ca n ce r ,   h ar u m   m an is   m an g o ,   r ea l - ti m i s ch e m ic  b ea t,  m o v in g   v e h icle  n o is e,   an d   g e n d er   [ 1 8 - 2 3 ] .   T h r esu lt s   o f   th is   r esear ch   m a y   co n t r ib u te  to   t h d ev elo p m e n o f   r o ad   d a m a g d etec tio n   s y s te m   b ased   o n   th d ig ital  i m a g ca p tu r ed   b y   t h ca m er t h at  is   p air ed   to   th v eh icle  s o   th a t h tr af f ic  ac cid en t s   ca u s ed   b y   r o ad   d am a g ca n   b e   r ed u ce d .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   2 . 1   Sy s t e m   P ro ce s s   S y s te m   p r o ce s s   t h at  w as  d o n in   t h i s   r esear ch ,   g e n er all y   d iv id ed   in to   t w o   s u b - p r o ce s s ,   n a m el y   s u b p r o ce s s   tr ain i n g   a n d   s u b p r o ce s s   test in g .   E ac h   s u b p r o ce s s   th at  s h o w n   i n   Fi g u r 1 .   Su b p r o ce s s   tr ain in g   co n s is tin g   o f   r esizi n g ,   g r a y s ca lin g ,   ed g d etec tio n ,   t h r es h o ld in g   an d   tr ai n i n g .   S u b p r o ce s s   t esti n g   co n s i s ti n g   o f   r esizin g ,   g r a y s ca li n g ,   ed g d e tectio n ,   th r es h o ld in g ,   an d   test in g .   T h p r o ce s s   o f   tr ain in g   a n d   test i n g   is   u s i n g   b ac k p r o p ag atio n   n e u r al  n et w o r k .           Fig u r 1 .   Flo w c h ar t o f   s y s te m   p r o ce s s       E x p lan atio n   o f   ea ch   p r o ce s s   i s   as f o llo w s :   1.   R esize   T h in p u t   o f   t h i s   r esize s   p r o ce s s   i s   t h i m a g co n d itio n   o f   d am a g ed   r o ad   an d   n o d a m a g ed   w it h   a   v ar ie t y   o f   s izes.  T h is   p r o ce s s   ch an g e s   th i m a g o f   v ar io u s   s izes  i n to   5 0 x 5 0   p ix els  s ized   im a g e .   T h is   i m a g is   u s ed   f o r   tr ain i n g   an d   tes tin g .   2.   Gr a y s ca li n g   I m ag f r o m   t h r es u lt  o f   r esiz p r o ce s s   is   an   i m ag w i th   c o lo r   r ep r esen tatio n   o f   R GB   ( R ed   Gr ee n   B lu e) .   Gr a y s ca li n g   p r o ce s s   is   u s ed   t o   s i m p li f y   R GB   co lo r   i m a g e   in to   th i m a g o f   eig h b it s   o r   2 5 6   p r im ar y   co lo r s .   3.   E d g Dete ctio n   E d g Dete ctio n   is   t h i n te n s it y   o f   g r a y   d eg r ee   t h at  is   s u d d en l y   ch a n g ed   in   s h o r t d is tan c e.   T h p u r p o s o f   th is   p r o ce s s   is   to   en h a n ce   t h ap p ea r an ce   o f   th b o u n d ar y   li n b et w ee n   t h i m a g p ar t th at   is   d a m a g ed   an d   n o t d a m ag ed .   T h o p er ato r   th at  u s ed   in   t h i s   ed g d etec ti o n   i s   th s o b el  o p er ato r .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ - AI     I SS N:  2252 - 8938       C la s s i fica tio n   o f R o a d   Da ma g fr o Dig ita l I ma g Usi n g …  ( S u tikn o )   161   4.   T h r esh o ld in g   T h r esh o ld in g   is   u s ed   to   s et  t h a m o u n o f   g r a y   d eg r ee   at   an   i m a g e.   T h r esu l f r o m   t h i s   p r o ce s s   is   th e   b in ar y   i m a g e.   T h b in ar y   i m ag i s   a n   i m a g t h at  h as   t w o   v al u es,  n a m el y   b lac k   a n d   wh ite.   T h b i n ar y   i m a g t h at  h as   b ee n   g e n er ated   is   s to r ed   in   th e   d atab ase  to   d o   th tr ai n i n g   p r o ce s s .   E x a m p les  t h c h an g e s   o f   r o ad   d a m ag e   i m ag e   at  p r o ce s s   o f   g r a y s ca li n g ,   ed g d etec tio n   an d   th r es h o ld in g   ca n   b s h o w n   i n   Fig u r 2 .                       Fig u r 2 .   T h ch an g e s   o f   r o ad   d am a g i m a g at  p r o ce s s   o f   g r a y s ca ll in g ,   ed g d etec tio n   a n d   th r es h o ld in g       5.   T r ain in g   C las s i f icatio n   al g o r ith m   t h at  i s   u s ed   in   t h i s   r esear ch   is   u s i n g   b ac k p r o p ag atio n   n e u r al  n et w o r k   al g o r ith m .   T h is   alg o r ith m   n ee d s   t h tr ai n in g   b e f o r d o in g   th te s ti n g .   T h in p u f r o m   tr ai n i n g   p r o ce s s   is   t h p atter n   o f   th b in ar y   i m a g th at  h as  b ee n   s to r ed   in   th d atab ase  an d   th r esu lt  o f   th i s   p r o ce s s   is   w ei g h ted   in p u t   n et w o r k   la y er   to w ar d s   h id d en   la y er   an d   w ei g h ts   n et w o r k   f r o m   h id d en   la y er   to w ar d s   o u tp u la y er .   T h r esu lt  f r o m   t h is   w ei g h ts   i s   s to r ed   in   th d atab ase.   6.   T esti n g   T h test in g   p r o ce s s   i s   t h las p r o ce s s   f r o m   s y s te m   p r o ce s s   o f   th is   r esear c h .   T h in p u f r o m   t h is   p r o ce s s   is   w ei g h ts   t h at  r es u lt in g   f r o m   tr ain i n g   p r o ce s s   a n d   test i n g   i m a g th a h a s   b ee n   d o n e   r esize  p r o ce s s ,   g r a y s ca lin g ,   ed g d etec tio n   a n d   th r es h o ld in g .   T h e   r esu lts   f r o m   test in g   p r o ce s s   ar to   t est  th i m ag e ,   w h et h er   en ter ed   in to   d a m a g ed   r o ad   class   o r   n o t.     2 . 2   B a ck pro pa g a t io n Ne ura l N et w o rk   Arc hite ct ure   C las s i f icatio n   p r o ce s s   o f   r o a d   d am a g i n   t h i s   r esear ch   is   u s i n g   b ac k p r o p ag atio n   n e u r al  n et w o r k   alg o r ith m .   T h is   n eu r al  n et w o r k   ar ch itec tu r co n s is ts   o f   2 5 0 0   in p u ts ,   o n h id d en   la y er   wh ich   co n s i s ts   o f   1 0   n eu r o n s   an d   1   o u tp u t a s   d is p la y ed   in   Fi g u r 3 .   T h ac tiv atio n   f u n ctio n   u s ed   is   b in ar y   s i g m o id .           Fig u r 3 .   B ac k p r o p ag atio n   n e u r al  n et w o r k   ar c h itect u r in   t h r esear ch       3.   RE SU L T A ND  D I SCU SS I O N   T h is   r esear ch   is   co n d u cted   test i n g   b ac k p r o p ag atio n   n e u r al  n et w o r k   alg o r it h m   to   class i f y   t h e   co n d itio n   o f   d a m a g ed   r o ad   an d   g o o d   r o ad .   I n   th tr ai n in g   p r o ce s s   is   g i v en   th f i x ed   i n p u v ar i ab le  v al u t h at   is   ep o ch   b o u n d ar y   o f   1 0 . 0 0 0   an d   er r o r   b o u n d ar y   o f   0 . 0 0 0 1 .   W h ile  t h v alu e   o f   i n p u v ar iab les  f o r   lear n in g   r ate  an d   th a m o u n o f   tr ain in g   d ata  is   g i v e n   v ar ied .   L ea r n i n g   r ate  v ar iatio n   v alu e s   t h at  a r e   g iv e n   ar 0 . 1 ,   0 . 5   an d   0 . 9 .   W h ile  th a m o u n o f   tr ain in g   d ata  th at  ar e   g iv e n   ar 7 5 ,   1 5 0 ,   2 2 5   an d   3 0 0   d ata.   T h r esu lts   o f   w ei g h ts   f r o m   n et w o r k   tr ain in g   o n   ea c h   v ar iatio n   o f   th e s v ar iab les  i s   s to r ed   in   t h d at ab ase  an d   u s ed   f o r   test i n g   r o ad   d am a g cla s s i f ica tio n .   Gr a y s c a li ng   E d g e   De tec t i o n   T h r e s h o ld ing   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8938   IJ - AI    Vo l.  6 ,   No .   4 ,     Dec em b er   201 7   :   1 5 9     1 6 5   162   T h d ata  u s ed   in   th test i n g   co n s is ts   o f   t w o   r o ad   co n d itio n s ,   n a m e l y   g o o d   r o a d   an d   d am ag ed   r o ad .   T h g o o d   r o ad   is   d iv id ed   in to   t w o ,   th ese  ar u n m ar k ed   g o o d   r o ad   an d   g o o d   r o ad   m ar k in g .   T h a m o u n o f   d ata  u s ed   in   th i s   r esear ch   is   3 0   d ata,   as  s h o w n   i n   T ab le   1 .   T h r esu lts   o f   test i n g   o n   ea c h   lear n in g   r ate   v ar iatio n   i s   s h o w n   i n   T ab le  2 ,   T ab le  3 ,   an d   T ab le  4 .       T ab le  1 .   T esti n g   Data   U n mar k e d   G o o d   R o a d   G o o d   R o a d   M a r k i n g s   D a mag e d   R o a d                                                                 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ - AI     I SS N:  2252 - 8938       C la s s i fica tio n   o f R o a d   Da ma g fr o Dig ita l I ma g Usi n g …  ( S u tikn o )   163   T ab le  2 .   P er f o r m a n ce   o f   b ac k p r o p ag atio n   n eu r al  n et w o r k   with   lear n in g   r ate  0 . 9   T h e   A m o u n t   o f   T r a i n i n g   D a t a   T h e   A c c u r a c y   o f   U n mark e d   G o o d   R o a d   ( %)   T h e   A c c u r a c y   o f   G o o d   R o a d   M a r k i n g s ( %)   T h e   A c c u r a c y   o f   D a mag e d   R o a d   ( %)   A v e r a g e   ( %)   75   1 0 0   30   60   63   1 5 0   1 0 0   60   60   73   2 2 5   1 0 0   60   60   73   3 0 0   1 0 0   60   60   73       T ab le  3 .   P er f o r m a n ce   o f   b ac k p r o p ag atio n   n eu r al  n et w o r k   with   lear n in g   r ate  0 . 5   T h e   A m o u n t   o f   T r a i n i n g   D a t a   T h e   A c c u r a c y   o f   U n mark e d   G o o d   R o a d   ( %)   T h e   A c c u r a c y   o f   G o o d   R o a d   M a r k i n g s ( %)   T h e   A c c u r a c y   o f   D a mag e d   R o a d   ( %)   A v e r a g e   ( %)   75   1 0 0   50   50   67   1 5 0   1 0 0   60   70   77   2 2 5   1 0 0   60   70   77   3 0 0   1 0 0   60   70   77       T ab le  4 .   P er f o r m a n ce   o f   b ac k p r o p ag atio n   n eu r al  n et w o r k   with   lear n in g   r ate  0 . 1   T h e   A m o u n t   o f   T r a i n i n g   D a t a   T h e   A c c u r a c y   o f   U n mark e d   G o o d   R o a d   ( %)   T h e   A c c u r a c y   o f   G o o d   R o a d   M a r k i n g s ( %)   T h e   A c c u r a c y   o f   D a mag e d   R o a d   ( %)   A v e r a g e   ( %)   75   1 0 0   20   50   57   1 5 0   1 0 0   40   70   70   2 2 5   1 0 0   70   70   80   3 0 0   1 0 0   80   70   83       Fro m   T ab le  2 ,   T ab le  3 ,   an d   T ab le  4   s h o w   t h at  th b est  ac c u r ac y   is   o b tain ed   b y   8 3 %.  T h is   v al u is   o b tain ed   at  t h ti m g i v en   lear n in g   r ate  v al u o f   0 . 1   an d   th e   a m o u n o f   tr ain i n g   d ata  b y   3 0 0 .   T h alg o r ith m   is   ab le  to   r ec o g n ize  all  u n m ar k e d   g o o d   r o ad   w it h   a n   ac c u r ac y   r ate  o f   1 0 0 %.  T h is   is   d u to   g o o d   r o ad   d ata  th at  u s ed   i n   th e   p r o ce s s   o f   tr ain in g   a n d   tes tin g   h a v al m o s t   t h e   s a m co lo r ,   s o   t h al g o r ith m   is   ab le   to   id en t if y   ea s il y .   B e s id es  t h at,   t h i s   al g o r ith m   is   ab le  to   r ec o g n ize  g o o d   r o ad   m ar k i n g s   w it h   t h b e s ac cu r ac y   r ate  o f   8 0 an d   th is   al g o r ith m   i s   ab le  to   r ec o g n ize  d a m ag ed   r o ad   w it h   t h b est  ac cu r ac y   r ate  o f   7 0 %.  T h ese  r esu lt s   ar d u to   th alg o r ith m   th a u s ed   h a s   n o b ee n   ab le  to   p r o p er ly   d is t in g u is h   b et w ee n   t h e   m ar k i n g   lin e s   w it h   th d a m a g ed   r o ad   s o   th at  th m ar k i n g   li n es i n   th g o o d   r o ad   is   co n s id er ed   d a m ag ed   r o ad .   Fro m   th te s ti n g   r es u lt s   s h o w n   th at  t h m o r t h ad d itio n s   o f   v ar y i n g   a m o u n ts   o f   tr a i n i n g   d ata  w i ll   en h a n ce   th ac c u r ac y   r ate  th at   is   g en er ated .   T h is   is   d u to   th v ar iatio n s   d ata  th at  ar ad d e d   im p r o v es  w ei g h ts   o f   tr ain in g   r es u lt s   i n   d is t in g u i s h i n g   b et w ee n   d a m a g ed   r o ad   an d   g o o d   r o ad .   Oth er   th an   t h at,   t h s m al ler   th e   ad d ed   v alu o f   lear n i n g   r ate  h as  ten d en c y   ca n   i n cr ea s th e   ac cu r ac y   r ate  b ec au s ad d in g   g r ea lear n in g   r ate  v alu h as a   te n d en c y   w ill r u in   th p atter n   o f   tr ai n i n g   d ata.   T h r esu lt s   o f   tes tin g   in   t h is   r esear ch   co m p ar ed   to   o t h er   r es ea r ch   i n   cla s s i f y in g   r o ad   d a m ag ca n   b e   s ee n   as  i n   T ab le  5 .   T h alg o r it h m   u s ed   i n   th i s   r esear ch   w er co m p ar ed   u s in g   t h m et h o d   r eg io n   s p li m er g er s   an d   f r ac tal  d i m e n s io n   [ 1 7 ] .   Fr o m   t h i s   tab le  s h o w s   th at  b ac k p r o p ag atio n   n eu r al  n et w o r k   al g o r ith m   u s ed   in   t h i s   r esear ch   ca n   in cr ea s e   th e   cla s s i f icatio n   r es u lts   th a n   u s i n g   th al g o r ith m   o f   r eg io n   s p lit - m er g er   a n d   f r ac tal   d i m en s io n .   T h p er f o r m a n ce   o f   th i s   alg o r ith m   ca n   b in cr ea s ed   b y   ad d in g   v ar iet y   o f   tr ain i n g   d ata  b ec au s e   th i n cr ea s ed   v ar iet y   o f   tr ai n in g   d ata  w ill i m p r o v t h w ei g h ts   o f   tr ain in g   t h at  a r r esu lti n g   in   d is ti n g u i s h i n g   d am a g ed   r o ad   an d   g o o d   r o a d .       T ab le  5 .   C o m p ar is o n   o f   alg o r i th m s   f o r   class i f icatio n   o f   r o ad   d am a g e   A l g o r i t h m   T h e   R e su l t s o f   A c c u r a c y   R a t e   ( %)   R e g i o n   sp l i t   -   me r g e r   6 1 . 7   F r a c t a l   d i me n si o n   8 2 . 9   I mag e   p r o c e ssi n g   a n d   b a c k p r o p a g a t i o n   n e u r a l   n e t w o r k   8 3 . 0       4.   CO NCLU SI O N   C o n cl u s io n   o b tain ed   f r o m   th i s   r esear ch   i s   r o ad   d am a g cl ass i f icatio n   u s in g   i m a g p r o ce s s i n g   a n d   b ac k p r o p ag atio n   n eu r al  n et w o r k   al g o r ith m   p r o v id es  ac cu r ac y   r ate  o f   8 3 %.  T h is   alg o r ith m   p r o v id es  en h a n ce m en ac c u r ac y   r esu lts   co m p ar ed   w it h   t h u s e   o f   t h alg o r it h m   o f   r eg io n   s p lit    m er g er   a n d   f r ac tal   d i m en s io n .   T h al g o r ith m   is   a b le  to   r ec o g n ize  all  t h u n m ar k ed   g o o d   r o ad   co n d itio n s ,   b u t   o n l y   p ar tiall y   ab le   to   r ec o g n ize   th e   g o o d   r o ad   m a r k in g s   an d   d a m a g ed   r o ad .   T h ac cu r ac y   r ate  ca n   b i m p r o v e d   b y   i n cr ea s i n g   t h e   a m o u n t o f   d ata  v ar ie s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8938   IJ - AI    Vo l.  6 ,   No .   4 ,     Dec em b er   201 7   :   1 5 9     1 6 5   164   RE F E R E NC E S   [1 ]   W o rld   He a lt h   Org a n iza ti o n ,   G lo b a S tatu Re p o rt   o n   Ro a d   S a f e t y   2 0 1 5 ,   W o rl d   He a lt h   Or g a n iza ti o n   ( W HO ) 201 6.   [2 ]   F .   S a g b e rg ,   Ro a d   A c c id e n ts  Ca u se d   b y   Driv e rs  F a ll in g   A sle e p ,   Acc id e n A n a lys is  &   Pre v e n ti o n ,   v o l.   3 1 ,   p p .   6 3 9 - 6 4 9 ,   1 9 9 9 .   [3 ]   M a rd ian u s,  S t u d P e n a n g a n a n   Ja lan   b e rd a sa rk a n   T in g k a t   Ke ru sa k a n   P e rk e ra sa n   J a lan   (S tu d Ka su s:  Ja la n   Ku a la  Du a   Ka b u p a ten   Ku b u   Ra y a ),   J u r n a T e k n ik S i p il   UN T AN ,   v o l .   1 3 ,   p p .   1 4 9 - 1 6 0 ,   2 0 1 3 .   [4 ]   Q.  Qin ,   e a l. ,   Da m a g e   De te c ti o n   a n d   A ss e ss m e n S y ste m   o f   Ro a d f o De c isio n   S u p p o rt  f o Disa ste r,   K e y   En g i n e e rin g   M a ter ia ls ,   v o l s   4 6 7 - 4 6 9 ,   p p .   1 1 4 4 - 1 1 4 9 ,   2 0 1 1 .   [5 ]   J.  W a n g ,   e a l. ,   A   Kn o w led g e - B a se d   M e th o d   f o Ro a d   Da m a g e   D e tec ti o n   u sin g   Hig h - Re so lu t io n   Re m o te  S e n sin g   Im a g e ,   2 0 1 5   IEE In ter n a ti o n a Ge o sc ien c e   a n d   Rem o te  S e n sin g   S y mp o siu ( IGARS S ) ,   IEE E,   p p .   3 5 6 4 - 3 5 6 7 ,   2 0 1 5 .     [6 ]   M .   O.  S g h a ier,  e t   a l. ,   Ro a d   Da m a g e   D e tec ti o n   f ro m   V HR  Re m o te  S e n si n g   Im a g e b a se d   o n   M u lt isc a le  T e x tu re   A n a l y si a n d   De m p ste S h a f e T h e o r y ,   2 0 1 5   IE EE   I n ter n a t io n a Ge o sc ien c e   a n d   Rem o te  S e n s in g   S y mp o siu m   ( IGARS S ) ,   IEE E ,   p p .   2 6 - 3 1 ,   2 0 1 5 .   [7 ]   P .   L i,   e a l. ,   No v e M e th o d   fo Urb a n   Ro a d   Da m a g e   De tec ti o n   u sin g   V e ry   Hi g h   Re so lu ti o n   S a telli te  I m a g e r y   a n d   Ro a d   M a p ,   Ph o to g ra mm e tri c   E n g i n e e rin g   &   Rem o te S e n sin g ,   v o l.   7 7 ,   p p .   1 0 5 7 - 1 0 6 6 ,   2 0 1 1 .   [8 ]   L .   G o n g ,   Ro a d   Da m a g e   De te c ti o n   f ro m   Hig h - Re so lu ti o n   RS   Im a g e ,   2 0 1 2   IEE E   In ter n a ti o n a Ge o sc ien c e   a n d   Rem o te S e n si n g   S y mp o si u m ,   IEE E,   p p .   9 9 0 - 9 9 3 ,   2 0 1 2 .   [9 ]   X .   Z h a n g ,   e a l. ,   T h e   S tu d y   o Ro a d   Da m a g e   D e tec ti o n   Ba se d   o n   Hig h - Re so l u ti o n   S A Im a g e ,   2 0 1 3   IEE E   In ter n a t io n a Ge o sc ien c e   a n d   R e mo te S e n si n g   S y mp o si u -   IGAR S S ,   IEE E,   p p .   2 6 3 3 - 2 6 3 6 ,   2 0 1 3 .   [1 0 ]   F .   E.   G u n a w a n ,   e a l. ,   A   V i b ra to ry - b a s e d   M e th o d   f o R o a d   Da m a g e   Clas si f ica ti o n ,   In telli g e n t   T e c h n o lo g y   a n d   It Ap p li c a ti o n s ( IS IT IA) ,   2 0 1 5   In ter n a ti o n a S e min a o n ,   IEE E,   p p .   1 - 4 ,   2 0 1 5 .   [1 1 ]   Y.  Ko b a n a ,   e a l. ,   De tec ti o n   o f   Ro a d   Da m a g e   u sin g   S ig n a ls  o f   S m a rtp h o n e - Em b e d d e d   A c c e l e ro m e t e w h il e   C y c li n g ,   2 0 1 4   In ter n a ti o n a W o r k sh o p   o n   W e b   In telli g e n c e   a n d   S ma rt S e n si n g A CM ,   p p .   1 - 2 ,   2 0 1 4 .   [1 2 ]   Y.  Ko b a n a ,   e a l. ,   A c c u ra te  Ro a d   Da m a g e   Clas sif i c a ti o n   Ba se d   o n   Re a S ig n a M o th e W a v e let  o f   Ac c e ler a ti o n   S ig n a l,   2 0 1 5   IEE E/ S ICE  I n ter n a ti o n a S y mp o si u m o n   S y ste m In teg ra ti o n   ( S II) ,   I EE E,   p p .   9 0 0 - 9 0 5 ,   2 0 1 5 .   [1 3 ]   L .   S u m a r y a n ti ,   e a l. ,   Dig it a Im a g e   b a s e d   Id e n ti f ica ti o n   o f   Rice   V a riety   u sin g   I m a g e   P ro c e ss in g   a n d   Ne u ra l   Ne tw o rk ,   T e le c o mm u n ica ti o n   C o mp u t in g   El e c tro n ics   a n d   C o n tr o l   ( T EL KOM NIKA) Vo l.   1 6 ,   p p .   1 8 2 - 1 9 0 ,   2 0 1 5 .   [1 4 ]   Y.  P a n d it   a n d   C.   S .   D.   Ra w a t,   B io m e tri c   P e rso n a I d e n ti f ica ti o n   b a se d   o n   Ir is  P a tt e rn s,”  J o u rn a o T e lem a ti c a n d   In fo rm a t ics   ( J T I),   V o l .   2 ,   p p .   7 - 1 4 ,   2 0 1 4 .   [1 5 ]   C.   En ,   e a l. ,   A u to m a ti c   De tec ti o n   a n d   A ss e ss m e n S y ste m   o W a ter  T u rb id it y   b a se d   o n   Im a g e   P ro c e ss in g ,   T EL KOM NIKA,   V o l.   1 1 ,   p p .   1 5 0 6 - 1 5 1 3 ,   2 0 1 3 .   [1 6 ]   Q.  He ,   e t   a l. ,   Co tt o n   P e sts  a n d   Dise a se s   De te c ti o n   b a se d   o n   Im a g e   P ro c e ss in g ,   T e lec o mm u n ica ti o n   Co mp u ti n g   El e c tro n ics   a n d   C o n tro ( T EL KO M NIKA) Vo l.   1 1 ,   p p .   3 4 4 5 - 3 4 5 0 ,   2 0 1 3 .   [1 7 ]   Z.   Q.  S h e n ,   e a l. ,   Ro a d   Da m a g e   F e a tu re   Ex trac ti o n   in   Im a g e   B a se d   o n   F ra c tal  Dim e n sio n ,   Ap p li e d   M e c h a n ics   a n d   M a ter ia ls ,   v o ls  2 5 6 - 2 5 9 ,   p p .   2 9 7 1 - 2 9 7 5 ,   2 0 1 2 .     [1 8 ]   N.  S u c iati,   e a l. ,   Ba ti k   M o ti f   Clas sif ic a ti o n   u sin g   Co l o r - T e x tu re - Ba se d   F e a tu re   Ex trac ti o n   a n d   B a c k p ro p a g a ti o n   Ne u ra Ne t w o rk ,   Ad v a n c e d   Ap p l ied   In fo rm a ti c ( IIA IAA I) - 2 0 1 4   I IAI   3 rd   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n ,   IEE E ,   p p .   517 - 5 2 1 ,   2 0 1 4 .     [1 9 ]   V .   G u p ta  a n d   K.S .   S a g a le,  Im p le m e n tatio n   o f   Clas sif ica ti o n   S y ste m   f o Bra in   Ca n c e u si n g   Ba c k p ro p a g a ti o n   Ne tw o rk   a n d   M RI,   2 0 1 2   Nirma   Un ive rs it y   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   En g i n e e rin g   ( NUiCONE) ,   IEE E,   p p .   1 - 4 ,   2 0 1 2 .   [2 0 ]   Y.M .   Ya c o b ,   e a l. ,   Ha ru m   M a n is  M a n g o   W e e v il   In f e st a ti o n   Clas sif ica ti o n   u sin g   Ba c k p ro p a g a ti o n   Ne u ra l   Ne tw o rk ,   El e c tro n ic De sig n   2 0 0 8 -   ICED  2 0 0 8 .   In ter n a ti o n a Co n f e re n c e   o n ,   IEE E ,   p p . 1 - 6 ,   2 0 0 8 .   [2 1 ]   M .   M o h e b b a n d   H.A .   M o g h a d a m ,   Re a l - T i m e   Isc h e m ic  Be a Clas sif ica ti o n   u sin g   Ba c k p ro p a g a ti o n   Ne u ra l   Ne tw o rk ,   2 0 0 7   IEE 1 5 th   S i g n a Pro c e ss in g   a n d   C o mm u n ic a ti o n s A p p l ica ti o n s ,   I EE E,   p p . 1 - 4 ,   2 0 0 7 .   [2 2 ]   N.A .   Ra h i m ,   e a l. ,   M o v in g   V e h icle   No ise   Clas sif ica ti o n   u sin g   Ba c k p ro p a g a ti o n   A lg o rit h m ,   S i g n a Pro c e ss in g   a n d   Its  A p p li c a ti o n s ( CS PA -   2 0 1 0   6 th   In ter n a ti o n a C o ll o q u iu o n ,   IEE E,   p p .   1 - 6 ,   2 0 1 0 .   [2 3 ]   S . M . R.   A z g h a d i,   e a l. ,   G e n d e r   Clas sif ic a ti o n   Ba se d   o n   F e e d   F o rw a rd   Ba c k p ro p a g a ti o n   Ne u ra Ne tw o rk ,   4 th   IFI P   In ter n a ti o n a l   C o n fer e n c e   on   Arti fi c ia l   In telli g e n c e   Ap p li c a ti o n s   a n d   I n n o v a ti o n s S p ri n g e U S ,   p p .   2 9 9 - 3 0 5 ,   2 0 0 7 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS     S u ti k n o .   He   h a d   h is  u n d e rg ra d u a te  (S . T . in   El e c tri c a En g in e e rin g   f ro m   Dip o n e g o ro   Un iv e rsit y ,   S e m a ra n g ,   In d o n e sia   in   2 0 0 6 ,   a n d   M a ste (M . Cs.)   in   Co m p u ter  S c ien c e   f ro m   th e   G a d jah   M a d a   Un iv e rsity ,   Yo g y a k a rta,  In d o n e sia   in   2 0 0 9 .   His   re se a rc h   a re a o f   in tere st  a re   a rti f icia in telli g e n c e ,   n e u ra n e tw o rk ,   im a g e   p ro c e ss in g ,   a n d   r o b o ti c s.   Em a il ti k @u n d ip . a c . i d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ - AI     I SS N:  2252 - 8938       C la s s i fica tio n   o f R o a d   Da ma g fr o Dig ita l I ma g Usi n g …  ( S u tikn o )   165         He l m ie  A ri f   W ib a wa .   He   h a d   h is  u n d e rg ra d u a te  i n   M a t h e m a ti c   De p a rtme n in   Di p o n e g o ro   Un iv e rsit y ,   S e m a ra n g ,   In d o n e sia   in   2 0 0 1 ,   a n d   M a ste o f   Co m p u t e S c ien c e   in   G a d jah   M a d a   Un iv e rist y ,   Yo g y a k a rta,  In d o n e sia   in   2 0 0 8 .   His  re se a rc h   a re a o f   in tere st  a re   A rti f icia In telli g e n c e ,   Im a g e   P ro c e ss in g ,   a n d   C o m p u ter V isi o n .   Em a il :   h e l m ie.ari f @g m a il . c o m         P rim a   Yu su f   Bu d iarto .   He   w a b o rn   i n   Ja k a rta  o n   De c e m b e 6 ,   1 9 9 1 .   He   g ra d u a ted   e d u c a ti o n   a S e n io Hig h   S c h o o lev e in   2 0 0 9   a S M A 3   S u k o h a rjo ,   In d o n e sia .   He   is  n o w   stu d y in g   in   th e   De p a rtme n o f   Co m p u ter  S c ien c e /In f o rm a ti c s,  F a c u lt y   o S c ien c e   a n d   m a th e m a ti c s,   Dip o n e g o r o   Un iv e rsit y ,   S e m a ra n g ,   In d o n e sia .   Em a il : p ri m a y u su f b @g m a il . c o m         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.