Analisis Performa Arsitektur PANNs Dengan Pendekatan Representasi Fitur Berbasis Raw Waveform, Log-mel Spectrogram, dan Hybrid untuk Klasifikasi Suara Kedaruratan Perkotaan
Penyandang tunarungu menghadapi risiko keselamatan tinggi di lingkungan
perkotaan dikarenakan ketidakmampuan mendeteksi sinyal suara bahaya dari
luar jangkauan visual, sementara alat bantu dengar konvensional belum
mampu memisahkan sinyal bahaya dari kebisingan latar belakang secara
efektif. Penelitian ini bertujuan menganalisis dan membandingkan pengaruh
tiga representasi fitur audio, yaitu raw waveform, log-mel spectrogram,
dan hybrid, melalui arsitektur Pre-trained Audio Neural Networks (PANNs)
dalam mengklasifikasikan suara bahaya pada kondisi keterbatasan data, guna
menentukan representasi yang paling optimal. Metode penelitian menggunakan
transfer learning pada tiga arsitektur PANNs (Res1DNet31, ResNet38, dan
Wavegram-Logmel-CNN) yang di-fine-tuning pada empat kelas bahaya dari
dataset UrbanSound8K (gun shot, siren, dog bark, car horn) dengan skema
5-fold cross-validation, dilengkapi studi ablasi komponen optimasi pelatihan, uji
signifikansi Wilcoxon Signed-Rank Test, serta pengujian inferensi pada 15 audio
dunia nyata menggunakan mekanisme confidence threshold untuk kelas normal.
Hasil penelitian menunjukkan representasi hybrid memperoleh performa validasi
tertinggi dan paling stabil (macro F1-score 0,9817 ± 0,0093), diikuti log-mel
spectrogram (0,9801 ± 0,0103), dan raw waveform (0,9525 ± 0,0227), meskipun
perbedaan antar model tidak signifikan secara statistik (p-value minimal 0,0625
pada n=5). Namun, pada pengujian inferensi dunia nyata, model log-mel
spectrogram justru paling andal mengklasifikasikan suara, sedangkan model
hybrid menunjukkan banyak kesalahan pada kelas normal dengan mekanisme
confidence threshold. Disimpulkan bahwa representasi log-mel spectrogram dan
hybrid lebih unggul dibandingkan raw waveform secara umum, tetapi pemilihan
representasi optimal tetap bergantung pada konteks penerapannya.
URI
https://repo.itera.ac.id/depan/submission/SB2606270008
Keyword
PANNs klasifikasi suara representasi fitur transfer learning UrbanSound8K