I n d on e s ian   Jou r n al   o f   E lec t r ica l   E n gin e e r in a n d   Com p u t e r   S c ience   Vo l .   3 9 ,   N o .   1 Ju ly   2025 ,   pp.   322 ~ 335   I S S N:  2502 - 4752,   DO I 10 . 11591/i j e e c s . v 3 9 .i 1 . pp 322 - 335             322     Jou r n al  h o m e page ht tp: // ij e e c s . iaes c or e . c om   Hi gh - ac c u r ac y  c la ssi f ic a t io n  of  b an an a v ar ie t ie s u si n   R e sNe t - 50 an d  D e n se N e t - 121  a r c h ite c t u r e s       S u as t ik Yul ia  Ris k a,   Danan Ar b ian   S u l is t yo ,   F a r ah   S h af iyah   S it i   M ah ar an i   D e pa r t e me n t   of   I n f or ma ti c F a c u lt y   of   T e c hn o l o g y  a nd D e s ig n ,  I ns ti tu T e kn o l o gi  da n B is ni s  A s ia , M a la ng, I ndo ne s ia       Ar t ic l e   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e i ve d   A ug   28 2024   R e vi s e M a r   7 2025   A c c e pt e M a r   25 2025       Ban an as   are   p o p u l ar  fru i t   i n   I n d o n e s i d u e   t o   t h e i aff o rd ab i l i t y ,   av ai l ab i l i t y ,   a n d   r i c h   n u t ri t i o n al   c o n t en t .   I d en t i f y i n g   d i ff e r e n t   b an a n t y p e s   i s   c ru ci al   fo r   c o n s u m p t i o n   an d   p ro ce s s i n g ,   y e t   s o me  t y p e s   ar e   d i ff i c u l t   t o   d i s t i n g u i s h   v i s u a l l y .   T h i s   s t u d y   ai m s   t o   c l as s i f y   b an an t y p e s   u s i n g   c o n v o l u t i o n al   n eu ral   n e t w o rk   (CN N ar c h i t ec t u r e s ,   s p ec i f i c al l y   R e s N e t - 50  an d   D en s eN e t - 1 2 1 .   T h e   d at as e t   co n s i s t s   o fi v e   b an an a   c l as s e s ,   w h i ch   w e r p ro ce s s e d   u s i n g   p r e p ro ce s s i n g   t ec h n i q u e s   t o   e n h an ce  i m ag q u a l i t y   p ri o r   t mo d e l   t rai n i n g .   T h e   r e s u l t s   d em o n s t rat e   t h at   t h e   p r o p o s e d   mo d e l s   c an   c l as s i f y   b an an t y p e s   w i t h   h i g h   a cc u ra cy .   T h e   r es e arch   me t h o d o l o g y   i n c l u d e s   d at co l l ec t i o n ,   p r e p ro ce s s i n g ,   CN N   mo d el   i m p l eme n t at i o n ,   a n d   p e rfo r m an ce   ev al u at i o n   u s i n g   c o n fu s i o n   m at ri x .   T h e   d at as e t   w as   s p l i t   i n t o   t rai n i n g   a n d   t e s t i n g   s e t s   i n   a n   8 0 : 2 0   rat i o ,   w i t h   v al i d at i o n   d at e x t rac t e d   fr o t h t rai n i n g   s e t   i n   a   9 0 : 1 0   rat i o .   T h m o d e l s   w er e   t ra i n e d   o n   t h e   t rai n i n g   d at a,   v al i d at e d   w i t h   v a l i d at i o n   d at a,   a n d   t e s t ed   o n   t h e   t e s t i n g   d at t o   as s e s s   fi n al   p e rf o r m an ce .   T h e   s t u d y   co n cl u d e s   t h at   t h CN N   ar ch i t ec t u r e s   em p l o y ed   ar e ff ec t i v i n   c l as s i f y i n g   b an a n t y p e s ,   w i t h   t h D en s eN e t - 1 2 1   mo d e l   ach i ev i n g   9 3 . 0 2 %   ac cu ra cy ,   o u t p e rf o r m i n g   t h e   R e s N e t - 5 0   m o d e l ,   w h i ch   a ch i ev e d   9 2 . 4 4 % .   T h e s e   r e s u l t s   i n d i c at e   t h at   t h m o d el s   c an   c ap t u re   e s s e n t i a l   f e at u r e s   fro b an an i m ag e s   an d   p ro d u ce   a ccu rat e   p red i c t i o n s .   K e y w o r d s :   B a n a n a   c l a s s i f i c a t i o n   C NN   De ns e Ne t - 121   I m a ge   p r o c e s s i n g   R e s Ne t - 50   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l u n d e r   t h CC  B Y - SA   l i cen s e.     C or r e s pon din A u th or :   S ua s t i ka   Yu li a   R i s ka   De pa r t e m e n t   o f   I nf o r m a t i c F a c u l t y   o f   T e c hn o l o g y   a n De s i g n I n s t i t ut  T e kn o l o g i   da n   B i s ni s   As i a   J l .   S o e ka r n o - Ha tt a ,   R e m b uks a r i   1 A   M a l a n g , I n do n e s i a   E m a i l r i s ka . s ua s t i k a @ a s i a . a c . i d       1.   I NT RODU C T I ON   As   t h e   m o s t   p o pul a r   f r u i t s   i n   I n do ne s i a ,   b a n a na s   a r e   f r e que n t l y   c o n s u m e due   to   t h e i r   a f f o r da bil i t y   a n w i d e   a v a il a bil i t y   [ 1] .   T h e y   a r e   hi g hly   b e n e f i c ia l   to  h e a l t h ,   b e i n r i c h   i n   vi t a mi ns ,   m i ne r a l s ,   a n F i be r   [ 2] ,   [ 3] .   A dd i t i o n a ll y ,   b a n a n a s   c a n   be   pr o c e s s e i n t v a r i o us   f o o p r o duc t s   t h a h a ve   a   hi g h e r   m a r k e v a l u e .   Ho we v e r ,   b a n a n a s   c o m e   i n   n u m e r o us   v a r i e t i e s   t h a c a n   b e   di s t i n gu i s h e by   t h e i r   s k i n   c o l o ur ,   t e x t u r e ,   s h a pe ,   s i z e ,   a n t a s t e   [ 4] P r e c i s e ly   d if f e r e n t i a t i n be t we e n   c e r t a i n   b a n a n a   v a r i e t i e s   pr e s e n t s   a   c o n s i de r a bl e   c h a ll e n g e   o wi n t o   t h e i r   n ua n c e vi s ua l   r e s e m b l a n c e s   [ 5] .   T hi s   m a t t e r   i s   e s pe c i a ll y   vi t a l   f o r   b o t h   c o n s u m e r s   a n c o m pa ni e s   r e li a n t   o n   a c c ur a t e   c l a s s if i c a t i o n   t o   gua r a n t e e   qua l i t y   a n a ppr o pr i a t e n e s s .   T h e   i na bil i t y   o f   a v e r a ge   c o n s u m e r s   t o   v i s ua ll y   d i s t i n gu i s h   b e t we e n   b a n a na   va r i e t i e s   m a y   r e s u l t   i n   c o nf us i o n .   I n   in dus t r i a l   a pp l i c a t i o ns ,   s uc h   a s   pr o c e s s e f o o p r o c e s s i n g,   pr e c i s e   i de n t i f i c a t i o n   i s   e qua ll y   c r i t i c a l .   T h e   Am b o b a na n a ,   r e n o wn e f o r   i t s   s we e t n e s s ,   i s   f a v o ur e to  p r o duc e   b a na n a   c hi p s ,   un de r s c o r i n t h e   s i g ni f i c a n c e   o f   c h o o s i n g   t h e   a ppr o pr i a t e   s pe c i e s   f o r   a pp l i c a t i o n s .   A r t i f i c i a l   i n t e ll i g e n c e   ( A I )   h a s   e m e r ge a s   a   viabl e   a ppr o a c h   to   s t r e a m li ne   t h e   c l a s s i f i c a t i o n   o f   b a n a na   v a r i e t i e s .   W e   f o un t ha t   C NN - b a s e m o de l s   a c hi e v e hi g h   t r a i ni n a c c ur a c y   ( 99. 94% )   b ut   e xhi b i t e a   s i g nif i c a n t   dr o p   i n   t e s t i n a c c ur a c y   ( 86. 56% ) ,   s ugge s t i n c h a ll e n ge s   i n   ge ne r a l i z a bi li t y .   T h e   pr o p o s e d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n do n e s i a n   J   E l e c   E n &   C o m S c i     I S S N:   2502 - 4752         High - ac c ur ac y   c las s if ication  o banana  v ar ieties   us ing  R e s N e t - 50  and  …  ( Suas ti k Y uli R is k a )   323   m e t h o i n   t hi s   s t udy   t e n de to  h a ve   a n   i n o r d i n a t e l y   hi g h e r   pr o p o r t i o n   o f   m i s c l a s s if i c a t i o n s   a m o n g   vi s ua ll y   s i mi l a r   b a na n a   v a r i e t i e s ,   hi g hli g h t i n t h e   n e e f o r   m o r e   a dv a n c e a r c hi t e c t ur e s   [ 6] ,   [ 7] .   On e   c o m m o e x a m p l e   o f   A I   i n   e ve r y da y   l if e   i s   i t s   us e   i n   f i nge r pr i n t   r e c o gn i t i o n   or   f a c e   de t e c t i o n   f o r   u nl o c k i ng   s m a r t ph o n e s .   On e   m e t h o us e i n   s uc h   r e c o gni t i o n   t a s ks   i s   de e l e a r ni n ( DL ) .   DL   i s   a   s ubf i e l o f   A I   t h a f o c us e s   o n   de v e l o p i ng  c o m p l e x   n e ur a l   ne t wor k   m o de l s   w i t h   t h e   c a pa bi li t y   t o   m a ke   de c i s i o n s   ba s e o a c c ur a t e   da t a   [ 8 ] ,   [ 9] .   W i t hi n   D L ,   c o n v o l ut i o n a l   n e ur a l   n e t wo r ( C NN )   a r c hi t e c t ur e s   a r e   pa r t i c u l a r l y   e f f e c t i v e   i n   c l a s s i f i c a t i o n   t a s ks ,   e s pe c i a ll y   t h o s e   i nv o l vi ng  i m a ge s   [ 10] ,   [ 11] .   T hi s   s t ud y   i nve s t i ga t e t h e   e f f e c t s   o f   us i ng  C NN s   f o r   b a na n a   c l a s s i f i c a t i o n .   W hil e   e a r l i e r   s t ud i e s   h a v e   e x p l o r e t h e   i m pa c t   o f   C N m o de l s   i c l a s s i f yi ng  d i f f e r e n t   b a n a na   v a r i e t i e s ,   t h e y   ha v e   n o t   e x p li c i t ly   a ddr e s s e i t s   i n f l u e n c e   o n   m o r e   c o m p l e x   s c e n a r i o s ,   s uc h   a s   d i s t i n gu i s hi ng  vi s u a l ly   s i mi l a r   b a n a n a   va r i e t i e s .   [ 12] ,   [ 13] A   pr e vi o u s   s t ud y   a c hi e v e a n   im pr e s s iv e   t r a i ni ng  a c c ur a c y   o f   99. 94%   b ut   o nl y   a t t a i n e 86. 56%   t e s t i n a c c ur a c y   [ 14] ,   [ 15] Al t h o ugh   t hi s   de m o ns t r a t e s   t h e   pot e n t i a l   o f   C NN s ,   t h e i r   r e l i a n c e   o n   f u n d a m e n t a l   C NN   a r c hi t e c t ur e s   l im i t s   t h e i r   a pp l i c a bil i t y   t i n t r i c a t e   c l a s s if i c a t i o n   c ha l l e nge s .   T h e   us e   o f   m o r e   a dv a nc e C NN   a r c hi t e c t ur e s ,   s uc h   a s   R e s Ne t - 50  a n De n s e Ne t - 121,   c a n   e nh a n c e   a c c ur a c y   i t h e   i de n t i f i c a t i o n   a n c l a s s if i c a t i o n   o f   b a na n a   t y pe s .   I n   pr i o r   r e s e a r c h ,   R e s Ne t - 50  a c hi e v e d   r e m a r ka bl e   r e s u l t s ,   w i t h   a   97. 7%   F 1 - s c o r e   a c c ur a c y ,   97. 91%   pr e c i s i o n ,   a n 97. 77%   r e c a l l   i n   a   c a s e   s t ud y   i nv o l v i ng  t h e   c l a s s i f i c a t i o n   o f   m e a t   i m a ge s   d i vi d e i n t o   t h r e e   c l a s s e s   [ 16] ,   [ 17] .   A dd i t i o n a ll y ,   De n s e Ne t - 121   o u t pe r f o r m e VG G - 19  a n R e s Ne t - 50  i n   a   s t ud y   o n   C OV I D - 19  de t e c t i o n   us i n l u n X - r a y   im a ge s   [ 1 8] ,   [ 19] a l s o   di v i d e i n t t h r e e   c l a s s e s .   B ot h   a r c hi t e c t u r e s   h a ve   pr o v e n   e f f e c t i ve   i n   i m a ge   c l a s s if i c a t i o n ,   a s   t h e y   c a e x t r a c t   r e l e v a n t   f e a t ur e s   f r o m   im a ge s   a n de l i ve r in hi g h   a c c ur a c y .   I n   a   s t udy   f o c us e o n   i de n t i f yi n h e a l t h y   a n de f e c t i v e   ba n a n a s ,   R e s Ne t - 50  wa s   us e a s   th e   m o de l   a n pr o vi d e a c c ur a t e   r e s ul t s ,   w i t h   up  to   99%   a c c ur a c y   a n mi n im a l   e r r o r ,   us i n a   40:60  r a t i o   of   t r a i ni ng  to   t e s t i n da t a   [ 20] ,   [ 21 ] .   F ur t h e r m o r e ,   i n   a   f r u i t   r e c o gni t i o n   s t ud y   us i ng  C NN ,   De n s e Ne t - 121  e m e r ge a s   t h e   f a s t e r   m o de l   i pr e d i c t i n im a ge s ,   a t   45   m s ,   c o m pa r e t R e s Ne t - 50 ,   whi c h   too 74   ms   [ 22] .   Ho we v e r ,   wh e r e a s   s o phi s t i c a t e C NN   a r c hi t e c t ur e s   l i ke   a s   R e s Ne t - 50  a n De ns e Ne t - 121  h a v e   de m o ns t r a t e d   e x c e pt i o n a l   pe r f o r m a n c e   a c r o s s   s e ve r a l   a pp l i c a t i o ns ,   t h e i r   s pe c i f i c   e f f e c t i v e n e s s   i n   c l a s s if yi ng   b a n a na   t y pe s   ha s   y e t   to   b e   t h or o ughl y   e x a mi ne d.   Our   r e s e a r c h   i n d i c a t e s   t h a e l e v a t e c l a s s i f i c a t i o n   a c c ur a c y   i n   o t h e r   f i e l d s ,   s uc h   a s   C OV I D - 19  de t e c t i o n   a n m e a t   c l a s s i f i c a t i o n ,   do e s   n o i nh e r e n t l y   r e s u l t   i n   e nh a n c e d   pe r f o r m a n c e   i n   b a n a na   c l a s s i f i c a t i o n ,   w h e r e   vi s ua l ly   a n a l o go us   k i n d s   pr o vi de   a   d i s t i n c t   d i f f i c u l t y .   T h e   s ugge s t e m e t h o m i g h t   ga i n   f r o m   pr e pr o c e s s i n t e c hni que s   l i k e   b a c kgr o un r e m o v a l   a n de n o i s i ng,   w i t h o u n e ga t i v e ly   a f f e c t i n c l a s s i f i c a t i o n   a c c ur a c y ,   a s   not e i n   pr i o r   f r u i t   i de n t i f i c a t i o n   r e s e a r c h .   T h e   d if f i c u l t r e s i de s   i n   pr e c i s e l y   i d e n t i f yi ng  s e v e r a l   b a n a n a   c u l t i v a r s ,   whi c h   f r e que n t l y   d i s p l a y   n ua n c e m o r p h o l o g i c a d i s t i n c t i o ns .   T hi s   wo r p r e s e n t s   a   c us to m i z e d   m e t h o do l o g y   ut i li z i ng  R e s Ne t - 50  a n De n s e Ne t - 121   a r c hi t e c t ur e s   f o r   t h e   c a t e g o r i z a t i o n   o f   b a n a n a s   to  s o l ve   e xi s t i n ga ps .   T hi s   s t udy   s e e k s   to  a s s e s s   t h e   e f f i c a c o f   t h e s e   a r c hi t e c t ur e s   by   c o n c e n t r a t i n o n   t h r e e   pr i n c i pa l   c o n t r i b ut i o n s b r o a de ni ng  t h e   c l a s s if i c a t i o n   r a n ge   to  f i ve   uni que   b a n a n a   v a r i e t i e s   ut i li z i ng  a   b a l a n c e da t a s e t ,   i n c o r por a t i n pr e pr o c e s s i ng  m e t h o ds   s uc h   a s   b a c kgr o un e li mi na t i o n   a n de n o i s i ng  t o   e n h a nc e   i m a ge   qua li t y ,   a n de li ve r i n a   c o m pa r a t i ve   a na l y s i s   t o   de t e r m i ne   t h e   m o s t   e f f e c t i v e   a r c hi t e c t ur e   f o r   t hi s   t a s k.   T hi s   wo r a i m s   t i de n t i f y   t h e   a r c hi t e c t ur e   t h a pr o vi de s   t h e   o pt i m a l   b a l a n c e   o f   a c c ur a c y   a n s p e e t h r o ugh   t h e   tr a i ni ng  a n e v a l ua t i o n   o f   t h e s e   m o de l s .     T h e   c r e a t e m o de l   c a n   b e   ut i li z e f o r   a uto n o m ous   b a na n a   c l a s s i f i c a t i o n   w i t h   hi g h   a c c ur a c y ,   s i g nif i c a n t ly   c o n t r i b ut i n t a gr i c u l t ur a l   t e c hn o l o g y   a n f o o p r o c e s s i n g.   T h e   s t udy   pr o c e dur e   a n o u t c o m e s   a r e   e x p l a i n e c o h e r e n t l y   a n m e t h o d i c a ll y   t h r o ugh o u t h e   publi c a t i o n .   I b e g i ns   w i t h   a   de t a i l e de s c r i pt i o n   o f   t h e   a ppr o a c h ,   t h e n   pr e s e n t s   t h e   e x pe r im e n t a l   f i nd in gs ,   a n d   c o n c l ude s   w i t h   a   d i s c u s s i o n   o f   t h e   i m p li c a t i o ns   a n pr o s pe c t s .   E a c h   s e c t i o n   h e l p s   r e a de r s   un de r s tan i de a   de v e l o p m e n t   a n t h e   s t udy s   im po r t a n c e .   A s   de s c r i b e d,   c o nf i gur a t i o n :     S e c t i o n   de l i ne a t e s   t h e   pr o c e s s ,   e n c o m pa s s i ng  da t a s e t   pr e pa r a t i o n   a n C NN   i m p l e m e n t a t i o n .     S e c t i o n   de l i ne a t e s   t h e   e x pe r im e n t a l   f i nd i ngs   a n pe r f o r m a n c e   e v a l u a t i o ns .     S e c t i o n   f i ni s he s   w i t h   t h e   c o n s e que n c e s   a n pr o s pe c t i v e   d i r e c t i o n s   o f   t hi s   r e s e a r c h .       2.   M E T HO D   2. 1.     De e p   l e ar n in g   A I ,   o r   b e tt e r   kn o wn   a s   a r t i f i c i a l   i n t e l li g e n c e ,   i s   a   b r a n c h   o f   c o m put e r   s c i e nc e   t h a t   f o c us e s   o n   t h e   de v e l o p m e n t   o f   s y s t e m s   c a pa bl e   o f   m im i c k i ng  hu m a n   i n t e l li ge nc e   [ 23] .   A I   a i m s   t c r e a t e   s y s t e m s   t h a a r e   n o o n l y   c a pa bl e   o f   mi mi c k i n h u m a n   be h a vi o r ,   b ut   c a n   a l s o   e x e c ut e   t a s ks   t h a t   tr a d i t i o na l ly   r e qu i r e   h u m a i n t e r v e n t i o n   i n   a   m o r e   e f f i c i e n t   a n f a s t e r   m a nn e r .   T h r o ugh   A I ,   c o m put e r s   a r e   e qui ppe w i t h   t h e   a bil i t y   t o   a c c o m p li s a   v a r i e t y   o f   c o m p l e x   t a s ks   t h a t   t y p i c a ll y   r e qu i r e   t hi n k i ng,   a n a ly z i ng,   de c i s i o n - m a k in g,   a n pr o bl e m - s o l vi ng - a c t i vi t i e s   t h a pr e vi o us l y   c o u l o nl y   b e   pe r f o r m e by   h u m a ns   [ 24] ,   [ 25] .   F o r   e x a m p l e ,     A I   c a n   b e   us e t pe r f o r m   f a c i a l   r e c o gni t i o n ,   n a t ur a l   l a n gua ge   pr o c e s s i n g,   a n pr o duc t   r e c o m m e nda t i o n s   i n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2502 - 4752   I n do n e s i a n   J   E l e c   E n &   C o m S c i Vo l .   3 9 ,   N o .   1 ,   Ju ly   20 25 :   322 - 335   324   e - c o m m e r c e   p l a t f o r m s   [ 26] ,   [ 27 ] ,   a l l   o f   w hi c h   r e qu i r e   AI   to   pr o c e s s   da t a   a n pr o duc e   o u t pu t s   t h a s u i t   t h e   us e r s   n e e d s .   DL   i s   a   f a s t - gr o wi n A I   d i s c i p li ne .   DL   c r e a t e s   s o phi s t i c a t e n e ur a l   n e t wo r m o de l s   [ 28] T h e s e   m o de l s   us e   e x t e ns i ve   a n r e l i a bl e   da t a   a n a l y s i s   t m a ke   de c i s i o n s .   T h e   DL   m e t h o d   de f i ne s   de e p   a s   t h e   n u m be r   o f   l a y e r s   i n   t h e   n e ur a l   n e t wo r k   us e to  a n a ly z e   i nput .   M o r e   l a y e r s   m e a n   a   de e pe r   l e a r ni ng   pr o c e s s ,   a l l o w i ng  t h e   m o de l   t o   c a p t ur e   c o m p li c a t e da t a   p a tt e r n s .   T h e s e   n e ur a l   n e t wo r ks   m u l t i p l e   pr o c e s s in l a y e r s   e n a bl e   c o m put e r s   to  l e a r n   f r o m   v a s t   v o l u m e s   o f   da t a ,   s p ot  pa tt e r n s ,   a n m a k e   a c c ur a t e   pr e di c t i o n s   [ 29]   DL   ha s   a d v a n c e A I   i n   im a g e   r e c o gni t i o n ,   v o i c e   p r o c e s s i n g,   a n a ut o n o m o us   c a r s ,   wh e r e   s pe e a n a c c ur a c y   a r e   ke y .   F i gur e   s h o ws   r e s e a r c h   pr o gr e s s .           F i g ur e   1.   R e s e a r c h   s t a ge s       2. 2.     D at a   c ol l e c t ion   an d   p r e - p r o c e s s in g   R a j a ,   Na n gk a ,   K e po k,   B a r a n ga n ,   a n Am b o n   b a na n a s   a r e   p h o to g r a ph e i n   860  hi g h - qua li t y   im a g e s   f o r   t hi s   s t udy .   T h e   da t a s e t   i n c l ude s   537  p h o to s   f r o m   K a gg l e . c o m ,   a   po pul a r   s i t e   f o r   da t a s e t s ,   p l us   3 5   s e pa r a t e l y   s h o t   ph oto gr a ph s   un de r   c o n t r o l l e l i g h t i ng  c i r c u m s t a n c e s   t o   i n c r e a s e   b a n a n a   v a r i e t y   d i ve r s i t y   a nd   r e pr e s e n t a t i o n .   T a bl e   s h o ws   t h a t   168   pi c t ur e s   a r e   a s s i g ne to  R a j a   b a n a n a ,   170  to  Na n gka   b a n a na ,   176   to  K e po b a n a n a ,   170  to  B a r a n ga n   ba n a n a ,   a n 176  to   Am b o n   b a n a na ,   e n s ur i ng  a   b a l a n c e da t a s e f o r   a n a ly s i s .       T a bl e   1.   B a n a n a s   p i c t ur e   da t a s e t   No   T y p e s   of   b a na na s   S a mpl e   ba na na  pi c tu r e   N umbe r   of   p ic tu r e s   1.   A mbo b a na na     176   2.   B a r a nga b a na na     170   3.   K e p o b a na na     176   4.   N a ngka   b a na na     170   5.   R a ja   b a na na     168   T ot a l   860   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n do n e s i a n   J   E l e c   E n &   C o m S c i     I S S N:   2502 - 4752         High - ac c ur ac y   c las s if ication  o banana  v ar ieties   us ing  R e s N e t - 50  and  …  ( Suas ti k Y uli R is k a )   325   T h e   ga t h e r e ph o to s   un de r we n t   a n   e x t e ns i ve   pr e pr o c e s s i n pr o c e dur e   to  gua r a n t e e   uni f o r m i t y   a n d   qua l i t y .   I ni t i a ll y ,   a l l   p h oto s   we r e   s c a l e to  224 × 224  pi x e l s   t c o nf o r m   to  t h e   i n put   s pe c i f i c a t i o n s   o f   th e   C NN   de s i g n s .   P i x e l   v a l ue s   we r e   s t a n d a r d i z e to   a   r a n ge   o f   0 - to   s t a n da r d i z e   t h e   da t a   a n i m pr o v e   m o de l   t r a i ni ng.   S upp l e m e n t a r y   pr e pr o c e s s i n m e a s ur e s   i nv o l ve b a c kgr o un r e m o v a l   by   s e g m e n t a t i o n   m o de l s ,   uti li z e to   e r a d i c a t e   n o i s e   a n d   d i s t r a c t i o n s   i n   t h e   p h o to s ,   h e n c e   m a i n t a i n i ng  e m p h a s i s   o n   t h e   ba n a n a   f e a t ur e s .   Da t a   a ug m e n t a t i o n   m e t h o ds ,   i n c l ud i ng  r a n do m   r ot a t i o n s ,   h o r i z o n t a l   f l i pp i ng,   a n s c a li ng,   we r e   e m p l o y e t a r t i f i c i a ll y   e nl a r ge   t h e   d a t a s e t ,   e n h a n c i ng  i t s   d i ve r s i t y   a n mi t i ga t i n t h e   r i s o f   o ve r f i t t i n dur i ng  t r a i ni ng.   F o r   t h e   pr e - pr o c e s s i n s t a ge s   o f   t h e   da t a s e a r e   de s c r i b e i n   t h e   P s e udo c o de   1 .     P s e udo c o de   1.   P r e pr o c e s s i n a n c l a s s if i c a t i o n   Step 1. Import necessary libraries.     Tensorflow, OpenCV, Numpy and Pandas   Step 2.  Load and label the dataset.     Dataset  of  860  images  representing  five   ba nana  types:  Raja,  Nangka,  Kepok,  Barangan   and Ambon     Assign label    for each image  .     Example:  label_data = [(image, label) for image, label in dataset]   Step 3. Clean the dataset.     V alidate images based on size and format.     Remove corrupted or invalid images using the rule  ( ) :     ̀ = { |   ( ) =  }     Step 4. Apply pre - processing steps to the dataset.   Step 4.1. Normalize pixel values.     ̀  =  m in   ( ) m a x ( ) m in   ( )     Step 4.2. Resize image to 224×224 pixels for CNN compability.   Step 5. Perform data augmentation     Techniques: random rotations, horizontal flipping, scaling.     Augmented data:     =    { ( ) | }     Step 6. Remove background from images.     Use  segmentation models to identify and subtract background:     ̀ = ( ) \ ( )     Step 7. Apply filtering dan denoising.   Step 7.1. Use convolutional filters:     ̀ =     Step 7.2. Apply median filter for noise reduction:     ̀ = ( , )     Step 8. Split dataset into training, validation, and testing sets     Training: 80%, validation: 10% (from training), testing: 20%.   Step 9. Define and initialize CNN architectures.   Step 9.1. Use ResNet - 50 and DenseNet - 121 pre - trained models.   Step 9.2. Configur e models with:     Optimizer: Adam     Learning rate: 0.001     Los function: categorical cross entropy   Step 10. Train the models     Number of Epoch: 50     Batch size: 32   Step 11. Evaluate model performance.     Metrics: accuracy, precision, recall, F1 - score     Generate confusion  matrics to analyze misclassifications.   Step 12. Use the trained models for classification.   Test the models on unseen data to verify performance.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2502 - 4752   I n do n e s i a n   J   E l e c   E n &   C o m S c i Vo l .   3 9 ,   N o .   1 ,   Ju ly   20 25 :   322 - 335   326   2. 3.     Convol u t ion al   n e u r al   n e t wo r k s   C NN s   a r e   wi de ly   u s e f o r   i m a ge   i de n t i f i c a t i o n ,   c l a s s if i c a t i o n ,   o bj e c t   de t e c t i o n ,   a n f a c e   r e c o gni t i o [ 11] ,   [ 30] - [ 32] C NN s   a r e   de s i g n e t o   a n a l y z e   a n un de r s t a n a r r a y   da t a ,   m a k i ng  t h e m   e x c e ll e n t   i n   m a n a g i n g   a n c a t e go r i z i ng  i m a ge s .   C NN s   c l a s s i f y   im a ge s   i n t o   d o gs ,   c a t s ,   t i ge r s ,   a n l i o ns   a f t e r   pr o c e s s i n t h e us i n a   s e r i e s   o f   l a y e r s .   P i x e l   a r r a y s ,   de pe n d i ng  o n   r e s o l ut i o n ,   a r e   wh a c o m put e r s   [ 33] .   R e s o l ut i o n   de t e r m i ne s   t h e   d i m e n s i o ns   o f   a n   im a ge   m a t r i x .   An   R GB   i m a g e   m a y   be   r e pr e s e n t e a s   a   6 × 6 × m a t r i x   w i t h   r e pr e s e n t i n g   t h e   t h r e e   c o l o r   c h a nn e l s .   I n   c o n t r a s t,   a   gr a y s c a le  p i c t ur e   i s   a   4 × 4 × m a t r i x .   C NN s   pe r f o r m   a   s e r i e s   o f   o pe r a t i o n s   o n   e a c h   i n put   p i c t ur e   to  t r a i n   a n a s s e s s   de e l e a r ni ng  m o de l s   [ 34] F i gur e   s h o ws   h o t h e   p i c t ur e   i s   pa s s e vi a   c o n v o l ut i o n a l   l a y e r s   w i t h   f il t e r s   or   ke r n e l s ,   poo l i ng  l a y e r s ,   f u ll y   c o nn e c t e l a ye r s ,   a n t h e   S o f t M a x   f u n c t i o n   to   c a t e g o r i z e   t h e   i t e m   w i t a   p r o b a bil i t y   v a l u e   f r o m   to   1 .   C NN s   h a v e   t h r e e   l a y e r s :   i nput ,   hi dde n ,   a n o ut pu t.   T h e   i n put   l a y e r   r e c e i ve s   i n put   da t a ,   s uc h   a s   im a ge s ,   a n c o nv e r t s   i t   i n t o   a   f o r m a t h e   f o l l o w i ng  l a y e r s   c a n   pr o c e s s   [ 35] - [ 37] .   H i dd e n   l a y e r s   c o n v o l ut i o n a l   a n po o l i n l a y e r s   pe r f o r m   m o s C NN   c o m put a t i o ns   by   e x t r a c t i n im po r t a n t   pr o p e r t i e s   f r o m   i nput   da t a   a n tr a n s f o r m i ng  t h e m   i n to   m o r e   s o phi s t i c a t e r e pr e s e n t a t i o n s .   M o de l   l a y e r s   i nc r e a s i ng l y   f il t e r   p i c t ur e   i n put ,   i m pr o vi ng  t h e   m o de l un de r s t a n d i ng  o f   vi s ua l   pa t t e r n s .   T h e   o u t pu l a y e r ,   t h e   m o de l s   l a s t   l a y e r ,   c a t e g o r i z e s   t h e   o bj e c t   b a s e o n   t h e   pr o b a bil i t i e s   de r i v e i n   t h e   pr e vi o us   pha s e s .   C NN s   a r e   e f f e c t i v e   i n   m a ny   a pp li c a t i o n s ,   n o t a bl y   t h o s e   t h a a n a ly z e   i m a ge   a n vi de o   da t a   [ 38] .   T hi s   a r c hi t e c t ur a l   s t y l e   l e t s   m o de l s   i n s t a n t l y   l e a r n   f r o m   un pr o c e s s e d   da t a   a n pr e c i s e ly   r e c o gni z e   c o m p l i c a t e pa tt e r n s ,   a dv a n c i ng  A I   t e c h n o l o g y .           F i g ur e   2 Ne ur a l   n e t wor ks   wi t h   m a ny   c o nv o l ut i o n a l   l a y e r s       2. 3. 1.   Re s Ne t - 50  ( CN N   a r c h it e c t u r e )   I n   2015,   K a i mi ng  He   a n hi s   t e a m   c r e a t e R e s Ne t - 50,   a   R e s Ne t   v a r i a n t   [ 39] .   T h e   50 - l a y e r   a r c hi t e c t ur e   h a s   c o n v o l ut i o n a l ,   poo l i ng,   a n f u ll y   c o nne c t e l a y e r s .   R e s Ne t - 50 s   r e s i dua l   bl o c ks   m a ke   i t   s upe r i o r   to  ot h e r   a r t i f i c i a l   n e ur a l   n e t wo r ks .   A   r e s i d ua l   bl o c a dds   t h e   i n put   o f   t h e   pr e vi o us   l a y e r   to   t h e   o u t pu t   o f   a   l a y e r   a f t e r   s e v e r a l   c o nv o l ut i o n   l a y e r s   us i ng  s k ip  or   s h o r t c u c o n ne c t i o n s .   T hi s   a ppr o a c h   a ddr e s s e s   t h e   v a ni s h i ng  gr a d i e n t   p r o bl e m   i n   de e p   n e t wo r k   t r a i ni ng   [ 40] .   I n   n o r m a l   de e n e t wo r ks ,   t h e   gr a di e n t   r e duc e s   a s   i t   t r a v e l s   t o   t h e   pr e vi o us   l a y e r ,   m a k i ng  da t a   l e a r ni ng  d i f f i c u l t .   R e s i dua l   c o nn e c t i o n s   ke e i nf o r m a t i o n   f l o w i n g,   t h us   R e s Ne t - 50  c a n   l e a r n   w i t h   s e ve r a l   l a y e r s .   R e s i dua l   c o n n e c t i o ns   a l l o t h e   m o de l   t l e a r n   i de n t i t y   m a p p i n g,   s o   a   l a y e r   w i t h   n o   s i g nif i c a n t   i n put   wi ll   n ot   e f f e c t   t h e   pr e vi o us   l a y e r .   T hi s   m a ke s   R e s N e t - 50  a c c ur a t e   a n t r a i n a bl e .   F i gur e   s h o ws   t h a t   a r c hi t e c t ur e   i s   a   c o m m o n   ba c kb o n e   m o de l   i n   A I   a pp li c a t i o n s   a n i n t e r n a t i o n a l   im a ge   c l a s s i f i c a t i o n ,   o bj e c t   i de n t i f i c a t i o n ,   a n s e g m e n t a t i o n   c o n t e s t s   l i k e   I m a g e Ne t .   T h e   de e l e a r ni ng   c o m m u ni t y   pr e f e r s   R e s N e t - 50  f o r   i t s   b a l a n c e   b e t we e n   n e t wo r k   de p t h   a n c o m put a t i o n a l   e f f i c i e nc y   a n i t s   r e l i a bl e   r e s u l t s   i n   m a ny   s i t ua t i o n s .           F i g ur e   3 R e s Ne t - 50   a r c hi t e c t ur e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n do n e s i a n   J   E l e c   E n &   C o m S c i     I S S N:   2502 - 4752         High - ac c ur ac y   c las s if ication  o banana  v ar ieties   us ing  R e s N e t - 50  and  …  ( Suas ti k Y uli R is k a )   327   2. 3. 2.   De n s e Ne t - 121  ( CN N   a r c h it e c t u r e )   I n   2017,   Ga Hua n a n hi s   c o l l e a gue s   upda t e d   De ns e Ne t   to   c r e a t e   De n s e Ne t - [ 41] C o n v o l ut i o n a l,   poo l i ng,   a n f u ll y   li nke l a y e r s   m a ke   up  t h e   121 - l a y e r   m o de l .   I t s   a ppr o a c h   i s   uni que   c o m pa r e to  R e s Ne t .   De ns e Ne t - 121 s   m a i n   i nn o v a t i o n   i s   de n s e   c o nn e c t i o n s ,   w h i c h   l i nk  e a c h   l a y e r   to   a l l   pr e vi o us   l a y e r s   s h o wn   in  F i gur e   4 .   I n   De ns e Ne t ,   e a c h   l a y e r s   o u t pu f e e d s   t h e   n e x t   l a y e r   a n a l l   f ut ur e   l e v e l s   i n   a   bl o c k.   T h us ,   e a c l a y e r   m a y   us e   a ll   t h e   i nf o r m a t i o n   f r o m   t h e   pr e vio us   l e v e l s ,   im pr o vi n l e a r ni ng  e f f i c a c y   a n a l l o w i n t h e   m o de l   t o   a c qui r e   m o r e   c o m p l e x   c h a r a c t e r i s t i c s .   De n s e Ne t - 121  us e s   de n s e   c o nn e c t i o ns   to  i m pr o v e   i n f o r m a t i o n   a n gr a d i e n t   pr o pa ga t i o n .   I a l s o   r e duc e s   f e a t ur e   dupl i c a t i o n ,   r e duc i n t h e   a m o un t   o f   pa r a m e t e r s .   T hi s   a ppr o a c h   s pe e d s   gr a d i e n t   f l o a n c o n v e r ge n c e   dur i ng  t r a i ni ng  w hil e   m a k i ng  De n s e N e t - 121   m e m o r y   a n c o m put a t i o n   e c o n o m i c a l .   Due   to  f e a t ur e   r e us e ,   De n s e Ne t - 121  i s   kn o wn   f o r   pr e v e n t i n g   o v e r f i t t i n g   [ 42] .   T hi s   a r c hi t e c t ur e   h a s   pe r f o r m e d   we l l   i n   n u m e r o us   pi c t ur e   c l a s s if i c a t i o n   t a s ks ,   i n c l ud i ng   I m a ge Ne t ,   a n i s   e x t e n s i ve ly   us e i n   a c a de mi a   a n d   i n du s t r y .           F i g ur e   4 De n s e Ne t   a r c hi t e c t ur e       2. 4.     E val u at ion   2. 4. 1.   Conf u s ion   m at r ix   C o nf us i o n   m a t r i x e s   a r e   t a b u l a r   r e pr e s e n t a t i o n s   us e i n   m a c hi ne   l e a r ni ng  a n s t a t i s t i c a l   c l a s s i f i c a t i o to   e v a l ua t e   c l a s s if i c a t i o n   m e t h o ds   [ 43] .   t   h e l ps   un de r s t a n h o t h e   m o de l   d i s t i n gu i s he s   c l a s s e s   i n   a   c l a s s if i c a t i o n   c ha l l e nge .   T h e   c o nf us i o n   m a t r i x   i s   us e f u l   f o r   bi n a r y   a n m u l t i c l a s s   c l a s s if i c a t i o n   i s s ue s   a n d   pr o vi de s   a   de t a i l e c o m pa r i s o n   o f   m o de l   pr e d i c t i o n s   a n r e s u l t s   [ 44] .   2 × c o n f u s i o n   m a t r i x   f o r   bi n a r c l a s s if i c a t i o n   i s   t y p i c a l ,   a s   s e e n   i n   T a bl e   2 .       T a bl e   2 .   S t r uc t u r e   o f   a   c o nf us i o n   m a t r i x   A c tu a l   P r e di c ti o n   P r e di c t e p o s it i ve   P r e di c t e n e ga ti ve   A c tu a p o s it i v e   TP   FN   A c tu a n e ga ti ve   FP   TN       T h e   c o nf us i o n   m a t r i x   c o n s i s t s   o f   f o ur   t e r m s   t h a d e s c r i be   t h e   o u t c o m e s   o f   t h e   c a t e g o r i z a t i o n   pr o c e s s ,   s pe c i f i c a l ly :     T r ue   p o s i t i v e   ( T P ) t h e   m o de l   c o r r e c t l y   pr e d i c t s   t h e   po s i t i v e   c l a s s .     F a l s e   p o s i t i v e   ( F P ) t h e   m o de l   i n c o r r e c t l y   pr e d i c t s   t h e   po s i t i v e   c l a s s   f o r   a   n e ga t i v e   i ns t a n c e .     T r ue   n e ga t i v e   ( T N) t h e   m o de l   c o r r e c t l y   pr e d i c t s   th e   n e ga t i v e   c l a s s .     F a l s e   n e ga t i v e   ( F N) t h e   m o de l   i nc o r r e c t l y   pr e d i c t s   t h e   n e ga t i v e   c l a s s   f o r   a   p o s i t i v e   i ns t a nc e .     2. 4. 2.   Ac c u r ac y   A c c ur a c y   m e a s ur e s   t h e   pr o po r t i o n   o f   c o r r e c t   p r e d i c t i o n s   ( b o t h   tr ue   p o s i t i ve s   a n t r ue   n e ga t i v e s )   o v e r   t h e   tot a l   n u m be r   o f   pr e d i c t i o ns .   I t   pr o v i d e s   a   ge n e r a l   m e a s ur e   o f   m o de l   p e r f o r m a n c e .       =    +   +  +  +      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2502 - 4752   I n do n e s i a n   J   E l e c   E n &   C o m S c i Vo l .   3 9 ,   N o .   1 ,   Ju ly   20 25 :   322 - 335   328   Us e   o f   a c c ur a c y   m a t r i x   i s   b e s t   f o r   da t a s e t s   wh e r e   t h e   c l a s s e s   a r e   b a l a nc e ( e qua l   po s i t i v e   a n d   n e ga t i v e   i ns t a n c e s ) .     2. 4. 3.   P r e c is ion        =     +        P r e c i s i o n   i s   t h e   pe r c e n t a ge   o f   po s i t i v e   pr e d i c t i o n s   t h a t   we r e   r i g h t .   I t   s h o ws   t h e   m o de l s   f a l s e   po s i t i ve   a v o i da n c e .   Us e f u l   i s p a m   e m a il   d e t e c t i o n   to   r e du c e   f a l s e   po s i t i v e s .     2. 4. 4.   Re c al l   ( s e n s it ivi t or   t r u e   p os it ive  r at e )       =     +        R e c a ll   i s   t h e   pe r c e n t a ge   o f   po s i t i v e   c a s e s   pr e d i c t e c or r e c t l y   pe r   tot a l   po s i t i v e   i ns t a n c e s .   I t   s h o ws   t h e   m o de l s   ge n u i ne   po s i t i ve   de t e c t i o n .   I n   m e d i c a l   d i a gn o s t i c s ,   r e duc i n f a l s e   n e g a t i ve s   i s   c r uc i a l .     2. 4. 5.   F1 - s c or e     1  = 2 .     .    +        T h e   h a r m o ni c   m e a n   o f   pr e c i s i o n   a n r e c a ll   i s   F1 - s c o r e .   T h e   t r a de - o f f   b e t we e n   t h e s e   t wo  m e a s ur e s   i s   b a l a n c e d,   pa r t i c u l a r ly   i n   u nb a l a n c e da t a s e t s .   E f f e c t i v e   w h e n   e r r o n e o us   p o s i t i v e s   a n n e ga t i v e s   c o s a   I o T .       3.   RE S UL T S   AN DI S CU S S I ON   T h e   da t a s e i s   pa r t i t i o n e i n t o   80 %   f o r   t r a i ni n a nd  20%   f o r   t e s t i n to  s tr e a m l i ne   m o de l   t r a i ni ng  a n d   t e s t i n g,   l a yi ng  t h e   gr o un dwor f o r   m o de l   v a li da t i o n .   T hi s   r e s e a r c h   e x a mi ne h o pi c t ur e   qua l i t y   a f f e c t s   m o de l   pe r f o r m a nc e   us i n t h r e e   da t a s e t s   wi t h   d i s t i n c t   a tt r i b ut e s .   D1   i nc l ud e s   ph o to s   wi t h   n a t ur a l   b a c kdr o ps   t h a t   c o r r e c t l y   de p i c t   r e a l - li f e   e ve n t s .   T h e   i m a ge s   we r e   t a gge d,   c l e a n e d,   e nh a n c e d,   n o r m a li z e d,   a n d   r e s i z e d.   D2  a dds   b a c kgr o un r e m o va l   a n f il t e r i ng  to   D1,   c r e a t i n a   c o n t r o l l e w hi t e   b a c kdr o t h a t   e li mi na t e s   b a c kgr o un n o i s e .   Da t a s e t   ( D3)   us e s   i m a ge   de no i s i ng  t o   i m pr o v e   D2  p i c t ur e s   a n hi g hli g h t   b a n a n a   t r a i t s .   M o s c r uc i a ll y ,   e a c h   da t a s e t   m a i n t a i ns   t h e   s a m e   a m o un t   o f   p i c t ur e s   f o r   e a c h   gr a de ,   gua r a n t e e i n gr a d i n g   c o n s i s t e n c y .   T a bl e   3   s h o ws   h o t hi s   a da pt a bl e   m e t h o m a y   e va l u a t e   t h e   m o de l s   pe r f o r m a n c e   i nu m e r o us   c o n t e x t s ,   b oo s t i n t h e   c o n c l u s i o n s   a pp l i c a bi li t y .       T a bl e   3 .   B a n a n a   im a ge   da t a s e t   di f f e r e n c e   N o .   P r o s e s   D1   D2   D3   1   C la s s   l a be li ng         2   C le a ni ng t he  da ta s e t         3   A ugme nt a ti o n         4   N o r ma li z a ti o n         5   R e s iz e         6   R e m ov e   b a c kgr o und         7   F il te r in g         8   D e n o is in g         9   S a mpl e   i ma g e             T hi s   e xh a us t i v e   i nve s t i ga t i o n   e x a mi ne 32  hype r pa r a m e t e r   c o m bi na t i o ns .   T h e   c o m bi na t i o ns   i nc l ude 16  a n 32  b a t c h   s i z e s ,   10  a n 50  e po c hs ,   A da m   a n Na da m   o pt i mi z e r s ,   m e a n   s qua r e e r r or   ( M S E )   a n c r o s s   e n t r o py   l o s s   f u n c t i o ns ,   a n S i g m o i a nd  S o f t M a x   a c t i v a t i o n   f u n c t i o ns .   T hi s   r e s e a r c h   e v a l ua t e s   a ll   32  hy pe r pa r a m e t e r   c o m bi na t i o n s   i a   t h o r o ug h   a n im pa r t i a l   m a nne r .   T h e   go a l   i s   t o   f i n d   t h e   b e s t   c o nf i gur a t i o n   f o r   b o o s t i n m o de l   p e r f o r m a n c e   a c r o s s   da t a s e t s   wi t h   v a r i e a t tr i b ut e s .   Af t e r   tr a i ni n g,   th e   m o de l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n do n e s i a n   J   E l e c   E n &   C o m S c i     I S S N:   2502 - 4752         High - ac c ur ac y   c las s if ication  o banana  v ar ieties   us ing  R e s N e t - 50  and  …  ( Suas ti k Y uli R is k a )   329   i s   t h o r o ugh l y   t e s t e to   s e e   wh e t h e r   i t   c a n   c l a s s if y   ba n a na   p i c t ur e s .   T h e   e v a l ua t i o n   pr o c e s s   i nv o l v e s   t e s t i n t h e   t e s t   da t a s e a n c a l c u l a t i n a c c ur a c y ,   pr e c i s i o n ,   r e c a l l ,   a n F 1 - s c o r e .   C a l c u l a t e   t h e   pr o b a bil i t y   f o r   e a c h   t e s da t a   c l a s s   a n t h e n   c h o o s e   t h e   c l a s s   w i t h   t h e   hi gh e s t   p r o b a bi li t y   a s   t h e   pr o j e c t e c l a s s .   T hi s   m e t h o di c a a ppr o a c h   a c c ur a t e l y   a s s e s s e s   t h e   m o de l s   pr e d i c ti o n   a bil i t i e s ,   r e v e a l i ng  i t s   s t r e n gt h   a n r e li a bil i t y   i n   r e a l - wo r l s i t ua t i o ns .     3. 1.     E val u at ion   of   c l as s i f icat ion   m od e ls   wit h   Re s Ne t - 50  a r c h it e c t u r e   T h e   t r a i ni ng  r e s u l t s   f o r   t h e   R e s Ne t - 50  a r c hi t e c t ur e   i n d i c a t e   t h a t h e   m o de l   h a s   a   t ot a l   o f   28, 047, 749  A c c o r d i n t o   R e s Ne t - 50  a r c hi t e c t ur e   t r a i ni ng  r e s u l t s ,   t h e   m o de l   c o n t a i ns   28, 047, 749  pa r a m e t e r s   a n d     106. 99  M B .   T hi s   da t a   i s   s e pa r a t e i n to   27 , 994, 629  t r a i n a bl e   pa r a m e t e r s   ( 106. 79   M B )   a n 53, 1 20  n o n - t r a i n a bl e   pa r a m e t e r s   ( 207 . 50  K B ) .   T h e   m o de l   i s   a d e pt   a ga t h e r i n a n c o m pr e h e n d i ng  da t a   f e a t ur e s .   T h e   m o de l   c a n   r e c o gni z e   c o m p l e x   da t a   pa tt e r n s   be c a us e   to   i t s   m a ny   t r a i n a bl e   pa r a m e t e r s ,   r e s u l t i n g   i e x c e ll e n t   c l a s s i f i c a t i o n   pe r f o r m a nc e .   T a bl e   4   s h o ws   t h e   b e s t   hy pe r pa r a m e t e r   c o m bi na t i o n s   f o r   a c c ur a c y   a c r o s s   t h r e e   da t a s e t s .   E a c h   da t a s e t   h a s   d i s t i n c t   pr ope r t i e s   t h a t   a f f e c t   m o de l   p e r f o r m a n c e .   Af t e r   t e s t i ng,   da t a s e h a s   t h e   gr e a t e s t   a c c ur a c y   w i t h   b a t c h   s i z e   o f   16,   50  e po c h s ,   Na da m   o pt i mi z e r ,   c r o s s e n t r o py   l o s s   f un c t i o n ,   a n s i g m o i a c t i va t i o n   f u n c t i o n .   T hi s   c o m b o   h a s   9 2. 44%   a c c ur a c y .   F i gur e   d i s p l a y s   t h e   a c c ur a c y   a n l o s s   gr a p hs   f o r   b ot h   t r a i ni ng  a n v a li da t i o n .   T h e   i n i t i a l   t r a i ni ng   a c c ur a c y   i s   hi g h   a n r e m a i ns   c o n s i s t e n t l y   c l o s e   t 100% ,   b ut   t h e   v a li da t i o n   a c c ur a c y   gr a dua ll y   im pr o v e s   a n d   s t a bi li z e s   a t   a r o un 90%   F i gur e   5( a ) .   T h e   l o s s   gr a ph   de m o ns t r a t e s   t h a t   t h e   tr a i ni ng  l o s s   i s   c o n s i s t e n t l y   l o w   f r o m   t h e   s t a r t ,   b ut  t h e   v a li da t i o n   l o s s   f l uc t ua t e s   b e f o r e   ul t i m a t e l y   s e t t l i n a t   a   l o v a l ue   F i gur e   5( b) .   T h e s e   r e s u l t s   de m o ns t r a t e   t h a t   t h e   R e s Ne t - 50  m o de l   do e s   n ot  s u f f e r   f r o m   o v e r f i t t i n a n e xhi b i t s   s t r o n pe r f o r m a n c e   o n   t h e   v a l i d a t i o n   da t a .   I m a i n t a i ns   a   s t e a dy   l e v e l   o f   a c c ur a c y   a n h a s   l o l o s s   o v e r   t h e   c o u r s o f   50  e po c h s .       T a bl e   4 .   P a r a m e t e r   a n b e s t   a c c ur a c y   f o r   R e s Ne t - 50   P a r a me t e r   D a ta s e 1 ( D 1)   D a ta s e 2 ( D 2)   D a ta s e 3 ( D 3)   B a tc s i z e   16   16   16   E poc h   50   50   50   O pt im iz e r   N a da m   N a da m   N a da m   L o s s   f un c ti o n   C r o s s   e nt r o p y   C r o s s   e nt r o p y   Mse   A c ti v a ti o n   S ig moi d   S ig moi d   S ig moi d   A c c u r a ti o n   85.47   92.44   90.12           ( a )   ( b )     F i g ur e   5 .   A c c ur a c y   ( a )   l o s s   gr a phs   a n ( b )   f o r   t r a i ni ng  a n v a li da t i o n   o n   R e s Ne t - 50  a r c hi t e c t ur e       T h e   c o nf u s i o n   M a t r i x   r e pr e s e n t a t i o n   i n   F i gur e   6   d i s p l a y s   t h e   hi g h e s t   pe r f o r m i ng  r e s u l t s   a c hi e v e b y   R e s Ne t - 50  o n   d a t a s e 2.   T h e   pr e c i s i o n ,   r e c a l l ,   a c c ur a c y ,   a n F 1 - s c o r e   a r e   r e c o r de d   a s   92. 81 % ,   92. 52% ,   92. 44% ,   a n 92 . 28%   r e s pe c t i v e ly .   T h e   c o nf us i o m a t r i x   i n d i c a t e s   a   hi g h   l e v e l   o f   a gr e e m e n t   b e twe e n   t h e   pr e d i c t e a n a c t ua l   c l a s s e s ,   w i t h   o nl y   a   f e mi s c l a s s if i c a t i o n s   e vi de n t   f r o m   t h e   o f f - d i a go n a v a l ue s .     I n   ge n e r a l ,   t h e   m o de l   i s   pr o f i c i e n t   i n   d i f f e r e n t i a t i ng  b e t we e n   s e ve r a l   c a t e go r i e s .   T h e   dur a t i o n   r e qu i r e i s   4. 445  s e c o n ds   e a c h   s t e p,   hi g hli g h t i n a   s u b s t a n t i a l   c o m put i n ne e f o r   e a c h   r e pe t i t i o n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2502 - 4752   I n do n e s i a n   J   E l e c   E n &   C o m S c i Vo l .   3 9 ,   N o .   1 ,   Ju ly   20 25 :   322 - 335   330       F i g ur e   6 .   R e s Ne t - 50   hi g h e s t   pe r f o r m i ng  r e s u l t s       3. 2.     E val u at ion   of   c l as s i f icat ion   m od e ls   wit h   De n s e Ne t - 121   a r c h it e c t u r e   T h e   t r a i ni ng  r e s u l t s   f o r   t h e   De n s e Ne t - 121  a r c hi t e c t ur e   a r e   di s p l a y e i n   T a bl e   5 .   T h e   m o de l   s u mm a r y   r e v e a l s   a   t ot a l   o f   9, 400, 389  pa r a m e t e r s   ( 35. 86  M B ) ,   whi c h   c a n   be   f ur t h e r   b r o ke n   do wn   i n t o   9 , 316, 741   t r a i n a bl e   pa r a m e t e r s   ( 35. 54  M B )   a n 83, 648  n o n - t r a i n a bl e   pa r a m e t e r s   ( 326. 75  K B ) .   T hi s   de m o n s t r a t e s   t h a t   t h e   m o de l   po s s e s s e s   t h e   c a pa bil i t y   t o   e f f e c t i v e ly   a c qu i r e   a n u n de r s t a n d i s t i n c t i v e   c h a r a c t e r i s t i c s   f r o m   t h e   g i v e n   da t a .   Due   to   i t s   n u m e r o us   t r a i n a bl e   pa r a m e t e r s ,   t h e   m o de l   i s   c a pa bl e   o f   i de n t i f y i ng  i n t r i c a t e   pa tt e r n s   w i t hi n   t h e   da t a ,   r e s ul t i n i n   e x c e pt i o na l   c l a s s if i c a t i o n   r e s u l t s .   W e   e v a l ua t e t h e   m o de l s   pe r f o r m a nc e   us i ng  s e v e r a l   c o m bi na t i o ns   o f   hy pe r pa r a m e t e r s ,   s i mi l a r   t t h e   R e s Ne t - 50  de s i g n .   F i gur e   d i s p l a y s   t h e   o p t i m a l   c o m bi na t i o n   o f   hy pe r pa r a m e t e r s   t h a a c hi e v e s   t h e   hi g h e s t   a c c ur a c y   a c r o s s   t h r e e   d i s t i n c t   da t a s e t s ,   e a c h   w i t h   uni que   pr o pe r t i e s   t h a i m pa c t   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   t he   m o de l .   A c c o r d i n t t h e   t e s t   f i nd i n g s ,   d a t a s e t   2   ( D2)   a c hi e v e t h e   hi g h e s t   a c c ur a c y   o f   93. 02%   u t i li z i ng  a   b a t c h   s i z e   o f   32,   10  e p o c h s ,   t h e   A da m   o pt i mi z e r ,   th e   M S E   l o s s   f u nc t i o n ,   a n t h e   s i g m o i a c t i v a t i o n   f un c t i o n F i gur e   7 ( a )   di s p l a y s   t h e   gr a ph s   o f   t r a i ni ng  a n d   v a l i da t i o n   a c c ur a c y .   I t   i s   e vi d e n t   t h a t r a i ni ng  a c c ur a c y   e x pe r i e n c e s   a   qu i c i nc r e a s e   a n t h e n   r e a c h e s   a   s t a bl e   l e v e l   c l o s e   t 100%   a f t e r   a   f e e po c hs .   T h e   va l i da t i o a c c ur a c y   e xhi b i t s   a   s ubs t a n t i a l   r i s e   a n r e a c h e s   a   s t a bl e   l e v e l   o f   a ppr o xi m a t e l y   90% .   F ur t h e r m o r e ,   t h e   l o s s   gr a ph   i nd i c a t e s   t h a t   t h e   tr a i ni ng  l o s s   i s   c o n s i s t e n t ly   l o f r o m   t h e   s t a r t ,   wh e r e a s   F i gur e   7 ( b )   de m o ns t r a t e s   a   s ubs t a n t i a l   de c li ne   i n   t h e   v a li da t i o n   l o s s ,   e v e n t ua l ly   s t a bil i z i ng  a t   a   l o v a l ue .   T h e   r e s u l t s   de m o ns tr a t e   t h a t h e   De ns e Ne t 121  m o de l   e xhi b i t s   n o   s i g ns   o f   o v e r f i t t i n a n a c hi e v e s   hi g h   pe r f o r m a n c e   o n   t h e   v a li da t i o da t a .   I m a i n t a i ns   c o ns i s t e n t   a c c ur a c y   a n e x pe r i e nc e s   m i n im a l   l o s s   dur i n m u l t i p l e   t r a i ni ng  e po c h s .           ( a )   ( b )     F i g ur e   7 .   A c c ur a c y   ( a )   l o s s   gr a phs   a n ( b )   f o r   t r a i ni ng  a n v a li da t i o n   o n   De ns e Ne t - 121  a r c hi t e c t ur e     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n do n e s i a n   J   E l e c   E n &   C o m S c i     I S S N:   2502 - 4752         High - ac c ur ac y   c las s if ication  o banana  v ar ieties   us ing  R e s N e t - 50  and  …  ( Suas ti k Y uli R is k a )   331   T a bl e   5 .   P a r a m e t e r   a n b e s t   a c c ur a c y   f o r   De n s e Ne t - 121   P a r a me t e r   D a ta s e 1 ( D 1)   D a ta s e 2 ( D 2)   D a ta s e 3 ( D 3)   B a tc s i z e   16   32   32   E poc h   10   10   50   O pt im iz e r   N a da m   A da m   N a da m   L o s s   f un c ti o n   M S E   Mse   C r o s s   e nt r o p y   A c ti v a ti o n   S ig moi d   S ig moi d   S ig moi d   A c c u r a ti o n   87.21   93.02   91.28       F i gur e   de m o ns t r a t e s   t h e   c l a s s if i c a t i o n   m o de l s   s t r o n pe r f o r m a n c e ,   a c hi e vi ng  a   pr e c i s i o n   o f   93. 27% ,   r e c a l l   o f   93. 37% ,   a c c ur a c y   o f   93. 02% ,   a n a n   F 1 - s c o r e   o f   92. 98% .   T h e   c o n f u s i o n   m a t r i x   i nd i c a t e s   a   hi g h   l e v e l   o f   a gr e e m e n t   b e t we e n   t h e   pr e di c t e a nd  a c t ua l   c l a s s e s ,   w i t h   o nl y   a   f e m i s c l a s s if i c a t i o ns   e vi de n f r o m   t h e   o f f - d i a go n a l   va l u e s .   I n   ge ne r a l ,   t h e   m o de l   i s   pr o f i c i e n t   i n   d i s c e r ni ng  b e t we e n   s e v e r a l   c a t e g o r i e s .     T h e   dur a t i o n   r e qu i r e i s   5. 421  s e c o n d s   f o r   e a c h   s t e p,   i n d i c a t i n a   s u b s t a n t i a l   pr o c e s s i ng  de m a n f o r   e a c h   i t e r a t i o n .           F i g ur e   8 .   De n s e Ne t - 121  hi g h e s t   pe r f o r m i ng  r e s u l t s       T hi s   e x p e r i m e n t   c o m pa r e s   R e s Ne t - 50  a n D e ns e Ne t - 121  a r c hi t e c t ur e s   f o r   b a n a n a   p i c t ur e   c l a s s if i c a t i o n   a c r o s s   da t a s e t s   a n pr e pr o c e s s i ng  met h o ds .   F or   t a s ks   r e qu i r i ng  r e l i a bl e   c l a s s i f i c a t i o n ,   R e s Ne t - 50  s h o we e x c e ll e n t   ge n e r a l i z a t i o n   a bil i t i e s ,   r e t a i ni ng  va l i d a t i o n   a c c ur a c y   a n l o l o s s .   De s p i t e   b e i ng  m o r e   c o m put a t i o n a ll y   i n t e n s i ve ,   De n s e Ne t - 121  o u t pe r f o r m e i a c c ur a c y ,   pr e c i s i o n ,   a n r e c a ll ,   e s pe c i a ll y   o d a t a s e 2   ( 93 . 02%   a c c ur a c y ) .   T h e s e   da t a   s ugge s t h a De n s e Ne t - 121  i s   pr e f e r a bl e   f o r   pr e c i s i o n - in t e ns i ve   a pp l i c a t i o ns ,   pa r t i c u l a r ly   t h o s e   t h a t   n e e t o   de c r e a s e   mi s c l a s s if i c a t i o n .   Da t a s e t   2 - wi t h   b a c kgr o un r e m o v a l   a n f il t e r i ng - o u t pe r f o r m s   ot h e r s   i n   a c c ur a c y   a n p r e c i s i o n ,   de m o ns t r a t i n t h e   r e qu i r e m e n t   f o r   pr e p r oc e s s i ng.   C NN   m o de l   f e a t ur e   e x t r a c t i o n   r e qu i r e s   b a c kgr o und  n o i s e   r e m o v a l ,   a s   s h o wn   by   t hi s   f i nd i ng.   Da t a s e 3   i m pr o v e vi s ua l   qua li t y   a n c l a s s i f i c a t i o n   e f f e c t i v e n e s s   w i t h   f ur t h e r   de n o i s i ng.   T h e   a c c ur a c y   ga i wa s   m i n im a l ,   a n Da t a s e t   3 s   c o m put a t i o n a l   c o m p l e xi t y   s h o we de c l i n i ng  be n e f i t s   c o m pa r e to   d a t a s e t   2 .   P e r f o r m a n c e   i m pr o v e m e n t s   m us t   b e   b a l a n c e w i t h   pr o c e s s i n ne e ds   due   t o   t h e   pr e pr o c e s s i n g   c o m p l e xi t y - c o m put i n e f f i c i e n c y   t r a de o f f .   F o r   i ns t a n c e ,   d a t a s e t   p r o vi de a   m o r e   c o m pr e h e ns i ve   e x a mi na t i o n   o f   ba n a n a   f e a t ur e s ,   y e t   i t s   pe r f o r m a n c e   d if f e r e nc e   f r o m   d a t a s e t   s h o ws   t h a t   b a c kgr o un r e duc t i o n   a n f il t e r i n m a y   gr e a t l y   e nh a nc e   c l a s s i f i c a t i o n   r e s u l t s   i n   v a r i o us   a c t ua l   c i r c u m s t a n c e s .   T h e s e   f i nd i n g s   e m p h a s i z e   t h e   r e l e v a n c e   o f   we ll - de s i g n e pr e pr o c e s s i n p i pe li ne s   f o r   m o de l   pe r f o r m a n c e   a nd   c o m put a t i o n a l   e f f i c i e n c y .   T a bl e   6   s h o ws   m o de l   pe r f o r m a n c e   a c r o s s   da t a s e t s .       T a bl e   6 .   S um m a r y   o f   m o de l   pe r f o r m a n c e   a c r o s s   da t a s e t s   M o de l   D a ta s e t   A c c u r a c y   P r e c is i o n   R e c a ll   F1 - s o r e   P r o c e s s in t ime   R e s N e t - 50   D1   85.47   85.32   85.21   85.10   4.445   D2   92.44   92.81   92.52   92.28   4.445   D3   90.12   90.32   90.14   90.01   4.445   D e ns e N e t - 121   D1   87.21   87.33   87.14   87.23   5.421   D2   93.02   93.27   93.37   92.98   5.421   D3   91.28   91.34   91.21   91.15   5.421   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.