TELKOM NIKA Indonesia n  Journal of  Electrical En gineering   Vol.12, No.6, Jun e  201 4, pp. 4274 ~ 4 2 8 2   DOI: 10.115 9 1 /telkomni ka. v 12i6.512 0          4274     Re cei v ed  No vem ber 1 1 , 2013; Re vi sed  De cem ber 3 1 ,  2013; Accep t ed Jan uary 2 4 , 2014   Resear ch of Background Segmentation Method in  Sports Video         Shen Li* 1 , Hou Lihong 2     1 Harbin Me dic a l Univ ersit y , H a rbi n  163 31 6 Chin   2 Beihu a  Univ er sit y , Jili n 13 20 13, Chi n a   *Corres p o ndi n g  author, e-ma i l : shenl i_hm u @ 16 3.com       A b st r a ct     Hu ma moti o n  i m a ge se g m entatio n is th first step  in th e  process  of hu ma moti on  an alysis; it is   low - level  proce ssing p a rt of the visua l  an alysi s of  human  mo vement. T he pr ocessi ng res u lt s of the stage  of   qua lity directly  affects the progress of  the fol l ow -up w o rk, the seg m e n tatio n  result has e n ormous i n flue n c e   on th e fin a l r e sults h u man  o f  mov e me nt a nalysis.  Hu ma motio n  i m ag e se gmentati o n rese arch  is  an   importa nt g oal   similar  to th e v i sual  perc epti o n  of th e hum an , wh i c h   ma ke the  comp u t e r  fe el  th m o veme nt  of hu ma n bo d y , and  make  computers e a s i er to un derst a nd the fe eli n g s  of sports be havi o r. Devi ati o n   infor m ati on ba sed on  Ga us sian mixture  mo de to jo i n  the c h ro ma   and  bri ghtn e s s  of b a ckgro u nd  seg m e n tatio n  meth od is  not  only su itab le for ordi nary st a t ic scene, but  also it is su ita b le for the s p e c ia l   envir on me nt such as reflecti ve of  ice, fu zzy shadow , mo ving o b ject refl ection. Accord i ng to exp e ri ment s   results, it is show n that the pr opos ed a l gor ithm h a s strong  robustn ess.    Ke y w ords : image se g m e n tation, motio n  an alysis, sports vi deo,  metho d , researc h         Copy right  ©  2014 In stitu t e o f  Ad van ced  En g i n eerin g and  Scien ce. All  rig h t s reser ve d .       1. Introduc tion  As  kno w n  tha t  amon g the  e n vironm ental  informat io n, h e ld ve ry la rge  propo rtion  of  visual   informatio n, while the dy namic vi sual  information  is the mai n  com pon en t. And a lot of  meanin g ful visual info rmati on is involve d  in t he movement. The  rese arch of b a ckgroun d of the  human b ody movement im age segme n tation is to ma ke  the co mp uter have the  function s whi c h   are  simil a r to  the vi sual  p e rception  of t he p e rs on,  the  com puter ca n fe el the  view within   the  human b ody target, and  ca n unde rsta nd  people' s spo r ts be havior o f  the compute r , and al so ca tak e  the  appropriate ac tion.  At the same time, the backgroun d se g m ent ation m e thod not onl y can be u s e d  in the  human b ody  target, but  also it can  be widely u s ed in other  area s, su ch  as lice n se pl ate   recognitio n , video  surveill a n ce, et c. But due to the   na ture of the  al gorithm s, the y  are limited  to  the ap plicatio n envi r onm e n t, at the  cu rrent  re sea r ch  statu s   and  tech nolo g y le vel, we  still  can't  find out a ge n e ral al gorith m , which is a p p licabl e to  any  external e n vironment  (lighti ng  condition s,  cameras, anti - interf erence  ability, etc.) and  applicaple to all kinds  of motion segmentation under  compl e x ba ckgroun d, thus in orde r to solve so m e  limited co nditi ons o r  some  appli c ation u nder  the backg rou nd of the mo vement of the image  b a ckgrou nd segm entation probl em is still be  the  main topics  of the res e arc h  in this  field [1].   Huma n motio n  image  seg m entation is  an indi spe n sable pa rt of human motio n  analysi s and it plays a  very importa nt in kinem atic analy s is. B a se d on this,  a large  numb e r of schol ars in   the field h a ve don e a l o of usef ul work. The  comm only se gme n tation alg o rith m incl ude s t he  following sev e ral ways:   1. The finite difference time  domain    2. The ba ckg round differen c   3. The se gme n tation metho d  based on b a ckgroun d m odel    4. The metho d  based on  statistical mo de l   5. Other meth od   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Re sea r ch of Backgroun d Segm entation Method in  Sports Vide o (Shen Li 4275                        Figure 1. The Ba ckgroun d Sub s tra c tion Result of Movement Emulator              There a r e ma ny other m e thod s in the  m o tion  dete c tio n Such as m o tion  vecto r  method,  it is suitable  for multidimensional  changing  circum st ances, a n can elimin ate  the ba ckgro u n d   pixels, an can ma ke  obje c t in  ce rtain d i rectio n of m o tion more p r o m inent, but th e motion ve ct or  method  can n o t accurately segm ent the obje c t. the  EM algorith m can e s tabl ish cl assification   Gau ssi an mi xture mod e for ea ch  pixel, the mod e l  can  be a u tomatically u p d ated, an d can  adaptively to cla ssify ea ch  pixel as the b a ckgr oun d, the sha d o w  or  spo r ts outlo o k  [2-5].   Although  ma ny schol ars  h a ve cond ucte d a l a rge  nu mber of u s ef ul research,  b e ca use of  the com p lexity and irre gul arity of huma n  movement,   make it difficult to study throu g h a u n ified   way. Many  method s a n d  model s a r e  too sim p le   and n o t wid e ly use d , or too comple x to  appli c ation  in  pra c tice. Th e main existin g  proble m of ba ckgro u n d  of h u man   motion im ag e   segm entation  technol ogy rese arch at  prese n t are a s  follows [6]:   a. There a r e  no ge neral  method s in t he  ba ckgrou nd of the h u m an bo dy m o vement  image segm entation, it is  usu a lly  ca rri e d  out un de r the conditio n   of spe c ific en vironme n tal, and   so  it shoul d desi gn corre s po ndin g   se gmentation  method.  Su ch  as du ring the  moveme nt  of  human, it is n o t obscured, backg rou nd i s  rela tively s i mple, s t ationary c a mera, etc .    b. The  segm entation of h u man m o ve ment, und er t he complex  b a ckgroun d, d ue to the  influen ce on  surro undi ng  environ ment,  and it ofte n  powe rle s s to outsid e  int e rferen ce. When   pede stria n s wea r  clothe whi c h col o is simila t o   the  b a ckg r oun d  colo r or cha nge s of    backg rou nd l i ght is big, it  is difficult to  s di scern the moving o f  the human  body from t he  backg rou nd.   c. The si ze  o f  human bo d y  contou r, the colo r of th e clothe s a n d  the texture  with th e   dre ss a nd a ppea ran c chara c te risti c s, such a s  the weathe r ch ange s, and chang es of other  external conditions, it has  very strong variability.    d. The singl e image proce s sing is  difficult  to achieve reliab l e segm enta t ion of  backg rou nd, and the r efore  it must  be a dopted  with seque nce ima ge  processin g , but it need s to   store  an d p r o c e s s large  a m ount of  dat a, and  re al-t i m e pe rforma nce  of the  sy stem i s  difficult to   guarantee.   e. The  ba ckgrou nd  of th e hum an  bo dy moveme n t  image seg m entation te chn o logy  involves the   kno w le dge  of many  subj ects, incl udi ng   comp uter visi on, imag e p r oce s sing, p a ttern  recognitio n , a r tificial intellig ence, how to  combi ne  the m  is the re se arch qu estio n .  In the curre n resea r ch stat us a nd the t e ch nical leve l, the  reali z at ion of ge neral ba ckgro u n d  se gmentati on  sy st em i s  n o t  realit y ,  so  how t o   sol v e som e  lim ited co nditio ns u nde r th e ba ckgro u n d  of  appli c ation   b a ckgroun d se gmentation   p r oble m  will still  be th e m a in  topics  of the  resea r ch in  th is  field.       2. Segmenta tion Algorith m Resea rch   In the study, the main co n t ent of the bac kgro und of the huma n  bo dy movement  image   segm entation  algorith m s,  inclu d ing int e rframe  difference an d ba ckgro und  differen c e, o n lin singl e G a u ssi an m odel  an d meth od  of the G a u ssi an  mixture m o d e l a r e i n trod u c ed.  The  onli ne   singl e Ga ussian mo del a nd the  ba sic idea  of the  Gau s sian  m i xture mod e l  and  re alizat ion  method a r e also the p r e s ented. After analysi s  of  algorithm an d the experime n tal results, the   con c lu sio n s a r e obtain ed th roug h co mpa r iso n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 6, June 20 14:  4274 – 4 282   4276 Huma n moti on image b a c kgro und  se gmentation i n  recent yea r s ha s be en  got more   attention an d  it is one  of the forefront o f  the di re ction ,  it is the com b ination  of m odern biol ogi cal  mech ani cs a nd com puter vision tech nology, it  has a very broad a nd im portant field  of  appli c ation of  it in the smart su rveillan c e, hum a n  compute r  interaction, motio n  analysi s  a nd  virtual reality, and other fiel ds.   Although in t he pa st ten  years, p eopl e hav e d one  a lot of wo rk  on the p r oblem;   however, so  far, there  is no effe ctive algor ithm  can b e  ap plied to mo vement ima ge  segm entation  unde r vari ou s envi r onm e n ts. The  re se arch  work of  the hum an  body movem ent  image ba ckg r ound  segm en tation is prop ose d  for so m e  spe c ific a p p licatio n pro b l em, the further   study of algorithm remain to be need ed  [7].    In the pra c tical appli c ation  system  and  inte re sted ta rget motio n  i n  the sce ne  can  be   divided into four combin ations, the first  combin atio n  is actually a  static scene  with static o f   came ra -targe t, the proce s sing meth od is the stat ic i m age processing meth od,  which i s  wid e ly  applie d in face recognitio n , iris re co gniti on, the  se con d  is the co mb ination of stat ionary came ra   and moving t a rget, this is a very important dy nami c  scen es, the pro c e ss g e nerally in clud es  moving targ et detection,  cl assificatio n , tracking  a nd b ehavior  und erstandi ng,  it is  mainly used f o early warni n g ,  secu rity mo nitoring  event s. The  third is the combin ation of moving ca mera a nd  static targ et, it is mainly used in robot  vision  navigation, electroni c maps ge ne rat e d   automatically, and 3 D   sce ne un derst an ding, etc. th e fourth  com b ination i s   with the movin g   came ra  and  moving ta rget, it can   be u s ed  in  moving targ et detectio n  in the  com p lex  circum stan ce , such as m o nitoring  and  control  system  in satellite o r  on the plan e .  In the study, i t   mainly di scu s ses th e targ et movement  unde r the  condition  of st ationary  cam e ra  and  ho w to   reali z e the re sea r che s  on the divisio n  of human m o ve ment on the p a rticul ar  scen e [8].    The proba bility density model an d onl ine sin g le G aussia n  ba ckgroun d mo del and  Gau ssi an mi xture mod e ls are i n trod uced. Interfa c e d  differe nce   method i s  through th e current   image  with a d jacent fram e differen c e t o  get mo ving  target p r o s p e cts. Ba ckground  differen c e   method is u s ually sele cted  empty sce ne  image as a b a ckgroun d im age of movin g  target s.   Backgroun model  metho d  is the  key  to t he ba ckground   ima ge descri p tion   m odel of  backg rou nd  model; it is the basi s  of the   backgroun d motion se gm entation prospect s .   Backgroun d model mai n ly includ es  sin g le-m ode  sta t e and multi m odal two ki nds, the   former mod e l  each ba ckg r oun d pixel  colo r di stri b u t ion is  con c e n trated, it ca n use a  sing le   distrib u tion  p r oba bility mo del to  de scri be the  di stri bution,  while  the latte model  is mo re  disp ersed, an d need to u s e  more di stribu tion prob abilit y model to describe.    In many appli c ation  scena rios, such as  ripple s  on the  surfa c of the  water, the  swaying  bran ch es  an d waving fla g s , pixel value s  of them p r ese n ts the m u ltimodal feat ure s . The m o st  comm only used pro bability  density mod e l in describ i ng the scene  backgroun d colo r distri but ion  prob ability density functio n  is Gau s sia n  distri b u tion , [9], as describ ed in bel ow onli ne si ngle   Gau ssi an ba ckgroun d mod e l and Ga ussi an mixtur e m odel are both  belon g to the model.       3. Impro v ed  GMM Ba ckgr ound Segme n ta tion Algo rithm  There is no g eneral metho d  on backg ro und se gme n tation of the human bo dy movement  image s, it is usually  carri ed o u t un der the lim ited   con d ition, a n d greatly infl uen ced  by t h e   surro undi ng  environ ment,  usually it is powe r le ss to interferen ce, and only  can d e si gn t h e   corre s p ondin g  segm entati on method fo r a parti cula r environ ment.   In  the study, the  ro ad sp e ed skating  tra i ni ng  gro und s und er th scenari o  of th human  body after th e  cha r a c ter  mo tion obje c t de tection a nd  segmentatio n, on the b a si of the cla s sic  of  the Gau s sian  mixture mo d e l, brig htne ss deviati on a n d  the info rma t ion su ch  a s   colo r d e viation  are im proved , and the  ne w imp r oved   algorith m   can  be a pplied  to the  spe c ial  scene,  sh ad ow,  reflectio n  and  glare an d it can get goo d segmentatio n effect [10-1 3 ].     3.1. Chara c teristic Analy s is of the Ice  En v i ronment   Und e r compl e x scen e  ba ckgroun d se g m entation,  the important p r erequi site is  to know  the cha r a c teristics of the scene.  Only  in this way, it can elimin a t e or red u ce  the impact  of  backg rou nd  segm entation  of stat ic st ate and oth e r facto r s. T herefo r e, alt houg h many  of  seq uen ce  im age  of movin g  target d e te ction  are  stu d ied und er  st atic backg ro u nd, but as the   compl e x ba ckgroun scen e segme n tation, it is  ne ce ssary to  co nsider th e dyn a m ic b a ckg r ou nd.  The video is taken by the mono cula came ra  wh i c h is the train i ng video of skater  with h i gh  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Re sea r ch of Backgroun d Segm entation Method in  Sports Vide o (Shen Li 4277 spe ed in the  static ro ad, n a me ly that the came ra p o sition on  the ro ad outsi de be nd alignm ent of  spe ed  skatin g athlete s .  T h rou gh th compa r ison  of  the ima ge vi deo  of differe nt enviro n me nts,  due to the chara c te risti c  of the ice ro ad, this  sce n a rio h a s the  followin g  feature s  re stri cts the  segm entation  effect:    1. The change of bac kground illumination   2. The static  obje c ts in the  backgroun d   3. The sh ade d area    4. Reflectio n  area    5. Strong refl ective ice    6. The interfe r en ce of ice a r ea    7. Other noi se       S t r ong r e f l e c t i v e    R e f l e c t e d  i m a g e     S h a dow   Figure 2. Col o r Image in th e Environme n t of Skating Rin k       In this enviro n ment, thro u gh the ba ckg r oun d segme n tation algo rit h ms, it ca n segment  the moving target s, remo ve the static backgr oun d, but the segmentation result s are n o t   s a tis f ac tory, s h adow, reflec tion and reflec tive r egi on  have not got the corre c t pro c e ssi ng, they  seri ou sly affect segm entati on. Based o n  the parti cul a rity, scenari o , it makes the i m provem ent on  the existin g   a l gorithm s. T h roug h th stu d y, it ca b e   found th at at hletes on  i c e  refle c tion  a r ea the col o r valu e ch ang e is b i gger th an th e ice  colo r va lues, b u t it has sm alle r values  of the col o deviation. Th e athlete' sh ado w re gion  colo r is dee p e r tha n  the  surface  colo r, the brig htne ss of  the two large r  deviation d egre e s. So  we can  add th e two ki nd of  information t o  the algo rith based o n  mix t ure G a u ssi a n  mod e l to di stingui sh  sh a ded a r ea,  refl ection  area, a n d thu s  imp r o v e   the segm enta t ion as sho w n  in Figure 2.      3.2. Relate d Defini tions   The m odel  is propo sed  un der the  RGB  col o r s pace, as sho w n i n  Figu re  3, a s  to the   singl e pixel in  the image I,  [( ) , ( ) , ( ) ] ii i i RG B   rep r e s ent p r i m e sp ot of b a ck In RGB space .   [( ) , ( ) , ( ) ] ii i i XX R X G X B  rep r e s ent va lue of the cu rre nt image  pixels.  i X  and  i  r e pr es e n t s   brightn e ss d e v iation and  colors deviatio n . The lin ear  pass th rou gh  the ori g in a n d  the line  i o  is  calle d chrom a  line,  colo deviation  i CD  is t he minim u distan ce  from  point  i X  t o  c h r o m a  l i n e   i o  .    Figure 3. Mathematical Mo del of Brightn e ss Di st ortion  and Ch rom a ticity Distortio n  in the RGB  C o lor  Sp ac Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 6, June 20 14:  4274 – 4 282   4278 Brightne ss deviation BD is a scalar va lue we defin 2 () ii i BD X B D   , when the  value of  () i BD  is m i nimum, the  i BD  is the  deviatio n  of the  colo r, when  the b a c kgro und  pixel is  same  as th e  current pixe l,  1 i BD  when b a ckgroun d pixe l is less b r ig ht than cu rre n t pixel  1 i BD , when ba ckg r oun d pixel is bright than current pixel,  1 i BD Colo r deviati on CD is defi ned t he di sta n ce from the  point  i X  to a straight line  i o ,tha t   is  the distan ce betwe en th e point i X  and  i o Colo r deviatio n  is given by formul a (1 ):    ii i i CD X B D                                                         (1)    Color deviation  i CD  and the Bri ghtne ss d e viation BD ca n be cal c ul ated  through:       22 2 m i n ( () () ( ( ) ( ) ( ) ( ) ) i i ii i i i i ii BD X R BD R X G B D G X B BD B           (2)     22 2 m i n ( () () ( ( ) ( ) ( ) ( ) ) i i ii i i i i ii CD X R BD R X G B D G X B BD B      (3)     The followi ng  two ca se s ch roma d e viatio n (3-4) in stea d of using the  following formula:  a) If you  m i x, die type  B point h i gher value   for the  bla c colo r of  the  cloth   () ( ) () 0 ii i RG B    as  in f i BD  in orde r to avoid this p r oble m () ( ) () 0 ii i RG B       22 2 (( ) ( ) ( ) ii i i C D XR X G XB                                           (5)    b)  When th e moving targ et s in the  cu rre nt image pixe l is clo s e to t he ori g in, it always i s   divided i n to b a ckgroun d pi xels. Be cau s e all  of the  co lor lin e p a ss t h rou gh th e o r igin, cl ose to  the   origin  of pixels is  close to any a col o line,  through  the color deviati on it will  be wrong pixel  points. In ord e r to avoid th is problem, the line  color  deviation an d  the deviation  brightne ss can   validate pixel  deviation of  the si ze  of the ch ro m a ticit y  and b r ightn e ss. Among  them, un der the   environ ment  of an ice ri nk, the ch roma   deviation va l ue can  refle c t the variatio n of ch rom a ticity  on i c e, th e a t hletes'  refle c tion region  o n  the  ic e u s u a lly ha smal ler val ues of  the pixel  col o deviation, the  intro d u c tion  of ch rom a tic  deviation  co mpared to  reflection  re acti on  can  inhi bit th e   light cha nge s. Shadow i s   gray, deg ree  of bright n e ss is lo w, thro ugh calculati ng it can  det ect  wheth e cha nge  regio n  i s  the  sha d o w . The r efo r e ,  base d  on   this ide a , se gmentation   of  chromati city and b r ightn e ss deviatio n  u nder t he h u m an bo dy imag e ba ckground  enviro n ment  is  good.     3.3. Gaussia n  Mixture M odel Algorithm   Thro ugh  a l o t of experi m ents, it is  sh o w n th at among th nume r ou s b a ckgroun segm entation  method s, the  effect of the  origin al  meth od of the G a u ssi an mixture  model i s  go o d the moving t a rget in th e video  can b e   detecte d,  but  there exi s ts  some i n terfe r ence re gion.  The   sha ded  area  and th e refle c tion  are a  a r e moving  wit h  the m o ving  target, it  ca n be  mista k e  as  pro s pe ct g oal s, an d al so  can influ e n c e t he effe ct of  d e tection. At t he  same  time , the reflectio n  of   the ice i s  st rong than th e  comm on sit uation.  Th rou gh the b r ight ness d e viation and d e viation  informatio can  re move  ch rom a ticity sh ado ws , reflection s an supp re ss  relate d strong  reflectio n . We put the bri ghtne ss d e viation of  the  Gau ssi an mi xture model  and colo r de viation  informatio n in  the o r igin al a l gorithm, th us the o r ig in al a l gorithm  of th e Ga ussia n   mixture mo de l is  improve d Und e r the  RGB spa c e, it  prop ose Ga u ssi an mi xture  model for  ea ch pixel in th e  image of  the thre e col o cha nnel R, G, B re sp ectively,  and three col o r chann els of  RGB  of  ea ch pixel  can  be  cal c ul ated, the B d i stributio n of t he Ga ussia n   mixture mo d e R B G B   B B also cab be  set  up.  Then through the s e B  distrib u tions,  the mean pa ramete rs  of  R B G B   B B  can be  cal c ulated  according  to  the d e finitio n  an cal c ul ation formula  of bri ghtne ss d e viation  i BD  and  color  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Re sea r ch of Backgroun d Segm entation Method in  Sports Vide o (Shen Li 4279 deviation i CD . Finally, based  o n  the  cu rrent  B distri bution   of  pixels an the mat c hing   situation  of    R B G B   B B , chro ma d e viation, devi a tion of bri g htnes s info rmation, ea ch  pixel point  can  be   cla ssif i e d  as f o llow s :   a. If in the color spa c e mo del RGB, Th e value of the cu rre nt pixel is not sa m e  as the B  distrib u tion ( R B G B   B B ) of the three  mixture mod e ls of the  on e pixel togeth e r, then it is  divided  into as the ba ckgro und p o i n t.    b. If In the co lor  spa c e  mo del RGB, Th e value  of the  cu rrent pixel  is n o t sa me a s  the B   distrib u tion ( R B G B   B B  ) of the th re e mixture m o dels  of the o ne pixel tog e t her, value  of colo deviation CDi  >Th_ CD, the n  it is divided as the target area p a rt.     c. If in the space of the  RGB colo r m odel, t he current pixel col o r value s  is n o t match   with  B  di stri bution  ( R B G B   B B ) of   three  mixed  model to geth er,   col o de gree  value  of  pa rtial  differential CD < Th  CD,  a nd the brig htn e ss   BD<T h_ BD, It is taken as  as the  shado w  area.   d. If in the  space of  the  RGB  col o r m odel, th e   current pixel  col o r valu es is n o t match  with  B  di stri bution  ( R B G B   B B ) of   three  mixed  model to geth er,   col o de gree  value  of  pa rtial  differential CD <  T h  CD,  and  th b r igh t ness    B D >T h_BD, It i s  ta ken  a s    as th e up sid e   sha dow  area.   Among them,  Th _CD represe n ts deviat i on thre sh old  and Th _BD repre s e n ts b r i ghtne ss  deviation th re shol d. The  p o st-p ro ce ssin g to re move  discrete  noi s e and  the n o i s e of th e target  area  whi c h is too small, and r eali z e foreground area t r eatment, f illi ng holes, and other functions  are  reali z ed  throug h m a thematical  morp hol o g y operators ex pan sion,  corrosi o n, op en ing  operation a n d  clo s in g op e r ation, et c. In ord e to  achi eve these fun c tion s an d im prove  unde r t h e   con d ition of complex move ment image  detectio n  a ccura cy, and re duce the cost of the corre c segm entation ,  increa se  th e effectiven e s s of th foll ow-up  work.  Figure 4  an d  Figu re  5  are  the  segm entation  result s of this algo rithm. We defin e limitation value al o , when  the  mi n i BD   22 2 ( ( ) ( ) ( ( ) ( ) () () ) ii i i i i i CD X R R X G G X B B                              (6)            Figure 4. Source  Colo r Ima g e   Figure 5.  Re sults of Subtra ction on the B i nary  Image              4. Experiment Re sults   In ord e r to ve rify the validity of the algo ri th m in this  st udy, we p e rfo r m a va riety of video  simulatio n  experim ents, at  the same time make  the related com pari s on  with Gau ssi an av erag method a nd  method of th e Gau ssi an  mixture mod e l . Experiment a l environ m e n t are the Pe ntiu IV 3.0GHz  CPU, 512MB  RAM, and Vi sual  c++ 6. simulatio n  pl atform. The  data sa mple s fo r   experim ents  mentione d ab ove are t he n a rration of training athlete s  taken by monocular  came ra  and the f r am e rate i s  2 5  frame s  p e se con d , the  si ze of ea ch fra m e in the vid eo imag e is  576  X720 pixel s   of colo r im ag es. Paramete rs  of the al go rithm in th e selecte d  a s  th e value s  in t he  Table 1.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 6, June 20 14:  4274 – 4 282   4280     Figure 6. Interface of Expe riment Syste m       Table 1. Ch oi ce of the Parameter  Parameter  Name   S y mbol of Para m eters  Value of Expe riment  Number of  Gaus sian Distribution  Learning rate   0.2  Brightness Boundaries Under  De viation   al o 0.75  Colour deviation  threshold  Th_CD   40  Brightness deviation threshold  Th_BD   0.8        (a) T he num b e r 12 fra m e     (b) T he num b er 15 fra m e       (c) The n u mb er 17 fra m e     (d)  Th e num ber 19 frame     Figure 7. Source  Colo r Ima g e       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Re sea r ch of Backgroun d Segm entation Method in  Sports Vide o (Shen Li 4281   (a) T he num b e r 12 fra m e     (b) T he num b er 15 fra m e       (c) The n u mb er 17 fra m e     (d) T he num b er 19 fra m e     Figure 8. Re sult of Subtraction on Binary  Image wi th the Method of  Mixture of Ga ussian s Mod e                                 (a) T he num b e r 12 fra m e     (b)  Th e num ber 15 frame       (c) The n u mb er 17 fra m e     (d) T he num b er 19 fra m e     Figure 9. Re sult of Subtraction on Binary  Im age with the Method of  the Improved  Gau ssi an  Mixture Mode                                            Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 6, June 20 14:  4274 – 4 282   4282 In orde r to validate the result s, the impr ove d  add  brightne ss deviation an d chroma   deviation of the Ga ussia n  mixture mod e l of  ba ckg ro und  segm ent ation algo rith m are  adopt ed.  Thro ugh  com pari s on  of th e  expe rimental  re sult s a nd t he exp e rim e n t al data, it  ca n be  foun d th at  the experime n tal results o f  the algorithm is su p e rio r  to other methods, and t h is algo rithm  is  suitabl e for t he ima g e s  segmentatio of huma n   bo dy movemen t  in the ice e n vironm ent with   c o mplex backgr o und.       5. Conclusio n    In the study, it mainly analyze s  the r oad spee d skating trainin g  unde r ba ckgroun d   segm entation  of human m o vements, on  the basi s  of  the cla s sic of  the Gau ssi an  mixture mod e l,  it improves th e model throu gh addi ng bri ghtne ss d e viation and  col o r deviation.   The  new imp r oved  algo rit h can  be  a pplied  to the  sp eci a scen e, and  can  g e t goo backg rou nd  segmentatio effect. From  the expe rim e n t al re sults of the alg o rithm   comp ared  with  other  com m o n  ba ckgroun d se gme n tation alg o rithm,  the segme n tation effect  of the algo rit h prop osed in the pape r is the best, it not only can  re alize the dyn a mic segm e n t ation of athletes  pro s pe ct info rmation, an d  also  can ef fectivel y rest rain the  sha dows, strong  light, and  mist  importa nt it can ide n tify the su rfa c e reflection. So  it i s  foun d that i n  this  com p le x ice sce n a r i o s,  our alg o rithm  has g ood effe ct and ha s th e better pe rfo r man c e.        Referen ces   [1]  Christo pher  W r en, Ali Azarba ye ja ni, P fi nder: Real- T ime  T r acking  of theHuma n  bod y.  IEEE   T r ansactio n s o n  Pattern Ana l ysis and Mac h i neIntel lig enc e. 199 7;19( 7): 78 0~ 795.   [2]  O Javed, K Shafique, M Shah.  A hierarc h ic al. ap proac h to  robustb ackgro und s ubtractio n usin g col o r   and gr adi ent in formati on.  Wkshp. onMoti on a nd Vid eo  C o mputin g IEEE. 2002: 22~2 7 .   [3]  YZ  Hsu, HH Nag e l, G Reb e rs. Ne w  L i ke liho od T e st Methods for C ha nge D e tectio n  in Imag e   Sequ enc e.  Co mp uter Visi on, Graphi cs, an dIma ge Proc essi ng.  198 4; (26).   [4]  PL R o sin, T  Ellis.  I m ag Differenc e T h res h old  Strategi es  and  Sha dow D e tection.  Pr oc essin g  of th e   British Mach in e Visio n  Conf e r ence. 19 95.   [5] D  Gutchess.  A  back g rou nd  mode l i n itia li z a ti on  alg o rith m fo r vide o surv eil l ance . Pr oc. of  the 8th  IEE E   Int' l Conf. on Computer Vis i on  Vancouv er. 20 01: 733~ 7 40.   [6]  PW  Po w e r, JA  Scho on ees.  U ndersta ndi ng  b a ckgro und   mix t ure  mo dels  fo r foregr oun d s e g m e n tatio n Proc. of IVCNZ . 2002: 26 7~ 27 1.  [7]  D Hal l , J Nasci mento, P Ri bei ro, E Andra de.  Co mp ariso n  of  target detecti o n   al gorith m s us ing ada ptive   backgr oun d mode ls.  Internati ona l w o rksh op  on  Performa nc e.  [8]  G Bailo, M Bariani,  P Ijas, M Raggio.  Back grou nd Esti ma tion w i th Ga us sian  Distri butio n for I m a g e   Seg m e n tatio n , a  fast appr oac h.  IEEE International Workshop on M easur ement S y stems   for Hom e land  Securit y , C ontr aba nd D e tectio n and Pers on al  Safet y  Orlan d o , F L , USA, 2005:29~ 3 0 [9]  R Cucch iara,  C Grana, M Piccardi, A Prati. Detect ing m o ving o b jects, g hosts an d sha d o w s i n  vid e o   streams.  IEEE  Trans on Pattern Anal  and Machine Intell.  20 03; 25(1 0 ): 133 7~ 134 2.  [10]  Zhilia ng Wa ng , Jian Gao, C hua n x ia J i a n , Yu Ce n, Xin  Che n .  OLED  Defect Inspe c tion S y st e m   Devel opm ent  throug h In dep end ent C o mp one nt An al ysi s T E LKOMNIKA Indo nes ia n Jo urna o f   Electrical E ngi neer ing . 2 012;  10(8): 23 09- 23 19.   [11]  Ming-H u w i  Hor ng. Multi l ev el  Minimum  Cros s Entr op y Ima ge T h resho l di n g  usi ng Artific i al Be e C o lo n y   Algorit hm.  T E LKOMNIKA Indones ian J ourn a l of Electrica l  Engi neer in g . 2013; 11( 9): 522 9-52 36.   [12]  Aghlm and i D,  F aez K. A u tomatic S egme n tati on  of Gl ottal Sp ace fro m  Vide o Ima g e s Bas ed  o n   Mathematic al  Morph o lo g y  an d the h oug h T r ansform.   Internatio nal J our n a l of Electric al  and C o mp ute r   Engi neer in g (IJECE) . 2012; 2( 2): 223-2 30.    [13]  Jun  Lai, M e Xi e. Autom a tic  Segm entati o n  fo r Pu lmon ar y V e sse ls i n   Plai n T horacic  CT  Scans T E LKOMNIKA Indon esi an Jou r nal of Electric al Eng i ne eri n g .  2012; 1 0 (4): 7 43-7 51.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.