PERANCANGAN DAN PEMBUATAN APLIKASI TRACKING OBJECT PADA VIDEO DENGAN METODE KERNEL - BASED

Transkripsi

1 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN APLIKASI TRACKING OBJECT PADA VIDEO DENGAN METODE KERNEL - BASED Wilson 1, Lilin 2, Krtik Guni 3 Jurusn Tknik Inormtik Fkults Tknologi Inustri Univrsits Kristn Ptr Jl. Siwlnkrto Sury Tlp. (031) , Fx. (031) E-mil: wilson291901@hotmil.com 1, lilin@ptr.c.i 2, kguni@ptr.c.i 3 ABSTRAK: Pmntn kmr sgi pngwsn (CCTV) msih mmiliki nyk klmhn. Kmr hny mrkm sj, shingg msih iutuhkn pngwsn ri pnjg scr trus mnrus. Dngn ktrtsn trsut mk iutuhkn suh kmmpun tmhn untuk mningktkn krj kmr pngws. Slh stu kmmpun tmhn yng pt igunkn lh motion tction yng mmntu mmri tn pil trji prgrkn yng tik umum yng trtngkp kmr. Dtksi grkn ojk is igunkn untuk mnngkp prgrkn yng trkm ri suh CCTV. Pross pntksin imuli ngn mmc vio stip rmny, ri rm rm trsut kn ilkukn pross sgmntsi shingg iptkn ojk yng trpt ri vio trsut. Stlh itu, ojk ojk yng trsimpn kn ipross mnggunkn mto krnl s untuk mntksi grkn yng trji ri ojk ojk itu. Hsil khir ri prngkt lunk ini suh pliksi yng pt mmri tn p ojk yng rgrk ri vio trsut. Prngkt lunk ini iujikn ngn rp vio ngn konisi yng r. Apil ojk p vio trllu sr tu trllu kcil pross trcking kn mnji tik kurt. Kt kunci: Dtksi Grkn, Plckn Grkn, Krnl Bs, Bhttchryy, Mn - shit ABSTRACT: Utiliztion s survillnc cmr (CCTV) still hs mny wknsss. Th cmr just rcor it, so it still tks control o gur constntly. With ths limittions it n n itionl cpility to oost survillnc cmrs work. On o th itionl cpilitis tht cn us is th motion tction which hlps signl th vnt o unusul movmnts wr cught on cmr. Dtction o ojct motion cn us to cptur movmnts rcor rom CCTV. Dtction procss strts y ring ch vio rm, rom rm - rm sgmnttion procss will crri out so tht ojcts tht r otin rom th vio. Atr tht, th ojct - th ojct stor will procss using th krnl mtho - s on tcting movmnt going rom ojct - th ojct. Th n rsult is sotwr ppliction tht cn signl th moving ojcts rom th vio. Th sotwr ws tst with som vio with irnt conitions - irnt. I th ojct in th vio is too ig or too smll trcking procss will inccurt. Kywors: Motion Dtction, Motion Trcking, Krnl Bs, Bhttchryy, Mn shit. 1. PENDAHULUAN St ini kutuhn sistm monitoring i rgi sktor mningkt ngn pst. Smkin nyk sistm monitoring itrpkn untuk tujun pningktn spk kmnn n prouktivits. Pnrpn monitoring sllu rsrkn p kutuhn pngwsn scr rkl n mrkm sgl ktivits yng rlngsung i loksi trsut ngn hrpn ktik trji sutu hl kritis/ pnting, mk pt sgr ikthui n itngni. Sistm monitoring isny itrpkn untuk spk kmnn sgi contoh p prnkn, prgungn, prkntorn, rgi silits pulik sprti nr, stsiun, hingg igunkn p rumh tinggl. Sngkn pnrpn sistm monitoring untuk spk prouktivits sg contoh itrpkn p sktor mnuktur tu inustri imn mnjmn pt mmonitor tu mmntu ktivits prouksi pr pkrj / uruh, mngkontrol instrumntsi pross, instlsi prmsinn, n lin lin. Dn tntuny msih nyk tujun tujun lin yng mnsri pnrpn sistm monitoring trsut. Olh krn itu pnggunn kmr p sistm pngwsn sngt iutuhkn. Akn ttpi yng mnji prmslhn lh kmr yng ipsng hny mrkm sj mskipun tik grkn tu kjin yng trji, kitny wktu ri pnjg pngws kmr trsut trung si si n slh stu ltrnti untuk mngtsi prmslhn ini lh ngn mrncng sutu prngkt lunk yng pt mningktkn isinsi kmr, shingg kmr kn mntksi n mmri tn pil grk tu n yng rgrk. Dngn mnggunkn lgoritm krnl s grkn yng trkm lm kmr pt itksi. Jik trinisikn rp jnis prgrkn, mk prolm pngnln grkn sutu ojk is igunkn untuk mmishkn ojk yng rgrk trsut ngn ltr lkngny (Bckgroun Sustrction). Krn rhuungn ngn grkn, mk yng mnji input lm sistm tksi lh klip vio tu kumpuln rm img rukurn n x m yng mrkm n mmprsntsikn grkn ojk. Bsrny imnsi img rm tntuny mmprlmt pross komputsi, olh krnny isny vio rm yng igunkn lh vio yng rsolusi rnh n tlh ikonvrsi trlih hulu k Gry Scl. Untuk mlkukn pngurngn imsi n kstrksi itur trpt rp mto yng ikn ntr lin mto linr sprti Thrsholing,Principl Componnt

2 Anlysis, Linr Discrimnt Anlysis tu mto non-linr sprti Isomp, Loclly Linr Eming. P pnlitin slumny tlh nyk igunkn mto lin sprti tmplt mtching, Lucs Kn, Contour Trcking, n sginy. P mto mto trsut trpt kkurngn n klihnny msing msing iningkn ngn mto krnl s. Mto ini lih cpt lm pmrossnny kn ttpi il iningkn ngn mto yng lin mto ini kurng kurt lm mntksi ojk. 2. KERNEL BASED OBJECT TRACKING 2.1 Trgt Mol Suh trgt iwkili olh rh llipsoil lm gmr [3], [5]. Untuk mnghilngkn pngruh ri prn trgt imnsi, smu trgt inormlkn mnji stun lingkrn. Ini iptkn ngn cr rscling scr inpnn p imnsi ris n kolom ngn hx n hy. * + i = 1...n mnji loksi pixl yng tlh i normlissi p rh yng mnji trgt mol. Drh trgt mol ini rpust p 0. Suh krnl isotropik, ngn pnurunn krnl cmung n monoton k(x)1, mmrikn oot yng lih kcil p pixl yng juh ri pust. Mnggunkn knikn oot ini kkokohn ri stimsi krptn pixl pling pt inlkn, yng sring ipngruhi olh oklusi tu gnggun ri ckgroun. Fungsi : R2{1...m} mnunjuk p pixl yng rloksi p * + inx ( ) ri rry yng tlh trkuntissi. Proilits ri u = 1...m p trgt mol kmuin pt ihitung mnji sprti p prsmn 1. ( ), ( ) - (1) Dimn δ lh ungsi slisih Kronickr. Normlissi ri konstn C iturukn ngn mmkskn konisi q u ri prsmn 2.. / Jumlh totl ri ungsi slisih untuk u = 1...m lh Trgt Knit { }i = 1...n mnji loksi pixl yng tlh i normlissi ri trgt knit, rpust i y p rm st ini [1], [2], [6]. Nili ri normlissi mrupkn turunn ri rm yng mmut trgt mol. Mnggunkn proil krnl yng sm k(x), ttpi ngn lus ing h, proilits ri u = 1...m p trgt knit ipt ri prsmn 3. Dimn (2) ( ). /, ( ) - (3) ( ) (4) Alh normlissi konstn. Ch tik trgntung p y, krn loksi pixl xi isusun p kisi rgulr n y lh slh stu ri kisi no [2]. Olh s itu, Ch pt ihiting mnggunkn krnl n nili h yng r. Lus ing h mnunjukkn skl ri trgt knit, mislny, jumlh pixl yng trpt p pross loklissi. 2.3 Ellipsoil Rgion Sutu trgt i rprsntsikn ngn mnggunkn llipsoil rgion p gmr [1]. Cr ini pt ilkukn ngn cr mngmil u minimum n mximum (x, y) koorint pixl ri ouning ox trgt, imn iinisilissi p rm prtm ngn wrn mrh. Dri koorint trsut nili cntr koorint, tinggi ri trgt, lr ri trgt, pnjng ri trgt, pnjng smimjor n minorxis ri llipsoilrgion ihitung. Dngn ntun ri nili nili yng ipt trsut, smu koorint pixl ri llipsoil rgion ri rung trgt pt iprolh ngn mnggunkn rumus p prsmn /. / / / (5) Dimn Xi n Yi lh ris n kolom ri koorint pixl p rung trgt, n cntr koorint ri llips, n lh pnjng ri smimjorxis, n lh pnjng ri smi minor xis. 2.4 Color Histogrm Proilty nsity unction (PDF) ri wrn u i rprsntsikn ngn mnggunkn m in color histogrm n rung wrn (R, G, B) i gi mnji 16*16*16 in [1]. Stip in mnunjukkn jrk ri nili pixl, mislny in0 lh (0 15), jrk ri in1 lh (16 31) n strusny hingg in15 lh ( ). Nili ri m lh 4095 wrn n jrk ri wrn lh u yng rnili 0 smpi 4095 (m). 2.5 Bhttchryy Coicint Fungsi httchryy igunkn untuk mnntukn jrk ntr trgt mol n trgt knit [4]. Untuk mngkomosi prningn ntr rp trgt, jrk ini hrus mmiliki struktur mtriks [4], [5], [6]. Kit mninisikn jrk ntr u istriusi iskrit sprti p prsmn 6. ( ), ( ) - (6) Dimn kit mmilih ( ), ( ) - ( ) (7) Koisin Bhttchry lh ukurn prn jnis yng mmiliki intrprtsi gomtrik. Itu lh cosinus ri suut ntr m-imnsi unit vktor (... )T n (... )T. P knytnny p n q lh istriusi yng scr trksplisit iprhitungn ngn mwkili mrk p unit hyprsphr. P wktu yng sm kit pt mngintprtsikn sgi korlsi ntr vctor (... )T n (... )T. Proprti ri koisin Bhttchryy sprti rlsiny p inormsi ukurn Fishr, kulits ri stimsi smpl, n ntuk ksplisit untuk rgi istriusi yng irikn. Pngukurn rsis ivrgn tlh igunkn p computr vision. Huungn ntr Chrno n Bhttchryy tlh igunkn untuk mnntukn ktiits ri pntksin ujung. 2.6 Loklissi Trgt Untuk mnptkn loksi yng rhuungn ngn trgt p rm st ini, jrk trgt hrus iminimlissi ngn cr mmksimlkn nili ri httchryy [4]. Prosur loklissi imuli ri posisi trgt p rm slumny (trgt mol)

3 n icri p rh skitrny mnggunkn inormsi grin yng i hsilkn olh vktor mn shit [3]. 2.7 Minimlissi Jrk Mminimlissikn jrk lh sm ngn mmksimlkn nili ri koisin Bhttchryy ( ) [1] [6]. Pncrin loksi trgt yng ru p rm st ini imuli ri loksi trgt p rm yng s lumny. Olh krn itu proilits * ( )+ u = 1...m ri trgt knit p loksi i rm st ini hrus i hitung trlih hulu. Mnggunkn Tylor xpnsion iskitr nili nili ( ), pnktn linr ri koisin Bhttchryy iprolh stlh rp mnipulsi sprti p prsmn 8., ( ) - ( ) ( ) (8) ( ) Pnktn yng iinginkn lh ktik trgt knit {p u y u...m tik mnglmi pru hn yng rstis ri inisilissi {p u u...m yng mrupkn sumsi yng pling sring vli ntr rm scr rturut turut. Konisi p u untuk smu u = 1...m, sllu pt ipkskn ngn tik mnggunkn nili yng mlnggr. Dngn rp mnipulsi yng ilkukn, ungsi ri trgt knit ruh mnji sprti p prsmn 9., ( ) - ( ) ( ) (9) Dimn ( ), ( ) - (10) Dngn mikin, untuk mminimlissikn jrk, nili ri koisin Bhttchryy hrus imksimlkn. Estimsi kptn ihitung ngn proil krnl k(x) p y i rm st ini, ngn t yng ihitung olh wi. P prosur ini krnl scr rulng i pinhkn ri loksi st ini mnuju loksi ri ssui ngn prsmn 11. Dimn g( x ) = - k x untuk smu x [0, (11) ngn sumsi hw turunn ri k x ], kculi untuk nili yng trts. 2.8 Implmntsi Algoritm Lngkh lngkh yng ilkukn lm pnggunkn lgoritm krnl s lh sgi rikut : Inisilissi loksi ri trgt p rm st ini ngn hitung {p u u...m n vlusi, ( ) - ( ) (7) Turunkn wight * + i = 1...nh ssui ngn ungsi ( ), ( ) - (10) Tmukn loksi rikutny ri trgt knit mnggunkn ungsi (11) Do ( ) Evlusi, ( )- I Stop. Els St kmli k lngkh k 2. P pngimplmntsin lgoritm ini pt ilkukn ngn cr yng lih singkt rip lngkh lngkh yng tlh ijlskn [2]. Tujun ri stp 5 hny untuk mnghinri mslh numrik yng mungkin muncul p pross mksimlissi mn shit. Mslh trsut pt muncul krn pnktn linr koisin Bhttchryy. Akn ttpi, ri stip pnlitin yng ilkukn sjk hulu tlh mnunjukkn hw koisin Bhttchryy yng ihitung p loksi ru y1 ggl mnglmi pningktn hny p 0,1% ksus. Olh krn itu, stp 5 tik iprlukn lm pross prhitungn, n krn itu pul pross pngvlusin koisin Bhttchryy p stp 1 n stp 1 tik iprlukn. Dlm lgoritm yng tlh iprsingkt ini kit hny mnghitung wight p stp 2, mnurunkn loksi ru p stp 3, n mnguji sr prgsrn krnl p stp 6. Koisin Bhttchryy hny ihitung stlh lgoritm slsi ijlnkn untuk mnguji ksmn ntr trgt mol n trgt knit. 3. DESAIN SISTEM 3.1 Dsin Sistm Krj Apliksi Sistm prngkt lunk yng ikmngkn untuk ojct trcking ini, mmiliki rp thpn pnting yng hrus ilkukn. Rncngn sistm krj prngkt lunk scr gris sr pt iliht p Gmr 1. Muli Msukkn Vio (ormt.avi) R vio pr rm Sgmntsi Gmr Simpn proprti Oyk hsil ri sgmntsi Krnl Bs Ojct trcking Slsi Gmr 1 P st prngkt lunk prtm i jlnkn usr imint untuk mmsukkn vio yng rormt.vi. Formt vio ini igunkn krn p umumny vio mnggunkn ormt trsut. Stlh vio imsukkn, mnggunkn lirry A Forg Vio FFMPEG vio trsut kn ic stip rm ny shingg pross sgmntsi pt ilkukn. Pross sgmntsi gmr rtujun untuk mnyimpn stip oyk yng p rm vio yng tlh ic trsut. Stlh pross sgmntsi ijlnkn n oyk tlh i ptkn mk proprti ri oyk trsut kn i simpn. Proprti oyk yng kn i simpn lh titik tngh oyk, ts kiri, ts knn, ts ts, ts wh, n ukurn oyk. Pross krnl s mrupkn pross trkhir yng ijlnkn ktik oyk ri stip rm tlh i ptkn untuk pt mngthui oyk mn yng rgrk. Whil, ( )-, ( )-

4 3.2 Dsin Sistm Sgmntsi Gmr P pross ini, sistm kn mlkukn sgmntsi gmr p stip rm yng trpt p vio trsut untuk mnptkn oyk p sj yng p rm trsut.pross trsut ilkukn ngn mmc img p stip rm. Dri stip rm yng ic kn ikstrk orgroun n ckgroun gr pt ipross. Gmr p rm stlh pross kstrksi kn i pross mnggunkn lgoritm lo trckr untuk sgmntsi shingg is iptkn oyk yng trpt p rm trsut. Dsin sistm sgmntsi gmr pt iliht p gmr 2. Sgmntsi Gmr For i = 1 to TotlFrm Bc img p rm k - i Ekstrk orgroun n ckgroun ri img Upt lo trckr Rturn Gmr Dsin Sistm Mto Krnl Bs Pross ini mrupkn pross yng ilkukn stlh oyk p stip rm tlh trsgmntsi n i simpn p clss Ojcts. Oyk oyk yng mnggunkn lgoritm krnl s kn i pross shingg stip oyk yng rgrk ri gungn sluruh rm p vio pt i tksi n i ri tn. Dsin sistm ri mto krnl s pt iliht p gmr 3 n gmr 4. For i = 0 to JumlhOjk For j = CurrntFrm to JumlhFrm - 1 B A Hitung nw posisi knit mol = Y kn ihitung trlih hulu. Untuk inisilissi posisi ri knit mol kn inggp sm ngn trgt mol. Stlh itu nili normlissi PDF ri knit mol kn ihitung. Prhitungn mn shit wight jug ilkukn gr pt mngthui kmungkinn posisi ri knit mol. Stlh iptkn kmungkinn posisi ri knit mol, ilkukn prhitungn koisin Bhttchryy ri trgt mol mupun knit mol. Smkin sr koisin Bhttchryy ri knit mol mk kmungkinn posisi ri trgt mol n knit mol smkin kt. Upt posisi ri knit mol. Bil koisin Bhttchryy ri knit mol tik lih sr ri koisin Bhttchryy ri trgt mol mk ilkukn pngckn pkh slisih nili ri posisi knit mol ngn trgt mol suh lih kcil ri ilngn nturl, il nr mk pross ilnjutkn p rm rikutny. Bil hsil ri pngckn yng ilkukn tik ssui ngn yng ihrpkn yitu slisih ri posisi knit mol ngn trgt mol lih kcil ri ilngn nturl, mk pross kn iulng ri pnghitungn nili normlissi PDF knit mol. Stlh smu ijlnkn pross yng sm kn ilkukn p oyk rikutny. 4. HASIL Apliksi i uji cokn p komputr ngn spsiiksi prossor Intl i7 Q74 4 GHz ngn RAM 8 GB n grphic cr NVIDIA GForc GTX 460M ngn VRAM 1.5GB n mnggunkn progrm C#. Rt rt wktu yng iprlukn untuk pntksin ojk lh tik. Nili koisin Bhttchryy yng igunkn lh 0,8 n nili numfrmtor yng igunkn lh 10. Gmr 5, 6, n 7 mnunjukkn hsil ri ojk yng i trck Hitung Normlissi PDF ri trgt mol Hitung koisinbhttchryy Bc img p rm k - j Knit mol = gmr p rgion ri trgt mol p rm k - j B < B tru c C Hitung Normlissi PDF ri knit mol Y = ½ (Y + Y ) ls Hitung mn shit wight A Y - Y < Ԑ ls Y=Y Gmr 3 Gmr 4 Pross ini ijlnkn p stip oyk yng olh krn itu ilkukn looping snyk jumlh oyk n jug ilkukn p stip rm shingg pt ikthui tu tikny prpinhn oyk trsut p rm rikutny. Nili normlissi ri Proility Dnsity Function (PDF) trgt mol Tru C B Gmr 5 : Bol hitm rm 51 (), 100 (), 242 (c), 323 (), 400 (), 546 ()

5 c Gmr 6 : Orng Brjln rm 11 (), 21 (), 31 (c), 41 (), 51 (), 61 () 6. DAFTAR PUSTAKA [1] Bviskr, S.P., Ujgr, N,S. (2010). Krnl Bs Ojct Trcking Using Mns Shit Mtho, Prntic Hll Horngrn, Chrls T., Fostr, Gorg. (1994). [2] Comniciu, D., Rmsh, V., Mr, P. (2003). Krnl Bs Ojct Trcking. IEEE Trns. on Pttrn Anlysis n Mchin Intllignc Volum 25, no.5, My 2003 [3] Doglu, Y. (2004). Moving Ojct Dtction, Trcking n Clssiiction or Smrt Vio Survillnc, Dpt. O Computr Enginring, Bilknt Univrsity [4] Huson, F., Thckr, N., Rocktt, P. (1998).Th Bhttchryy Mtric s n Asolut Similirity Msur or Frquncy Co Dt, Vrsills, Frnc [5] Krl, S.K. (2009). Ojct Trcking in Vio Img Bs On Img Sgmnttion n Pttrn Mtching, Dpt. O Elctricl Enginring,Rourkl [6] Liu R., Jing Z. (2011). Roust krnl s trcking lgortihm with ckgroun contrsting, School o Aronutics n Astronutics, Jio Tong Univrsity, Shnghi Gmr 7 : Kotk Hitm rm 12 (), 35 (), 55 (c), 75 (), 81 () 5. KESIMPULAN Brsrkn hsil pngujin yng ilkukn, pt isimpulkn rp hl sgi rikut: Pngnln ojk prtm kli ktik vio i lo trpngruh ri jumlh rm yng ic n nili koisin Bhttchryy yng mrupkn prmtr yng iinput olh usr. Ojk yng rukurn kurng ri 1% n lih ri 7% totl rsolusi vio mmut pross pntksin ojk mnji kcu