T E L K O M N I K A ,   V o l . 1 0 ,   N o . 4 ,   D e c e m b e r   2 0 1 2 ,   p p .   8 0 1 ~ 8 0 6   I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   a c c r e d i t e d   b y   D G H E   ( D I K T I ) ,   D e c r e e   N o :   5 1 / D i k t i / K e p / 2 0 1 0           8 0 1       R e c e i v e d   J u l y   3 0 ,   2 0 1 2 ;   R e v i s e d   O c t o b e r   1 6 ,   2 0 1 2 ;   A c c e p t e d   O c t o b e r   2 3 ,   2 0 1 2   P a r t i c l e   F i l t e r   w i t h   G a u s s i a n   W e i g h t i n g   f o r   H u m a n   T r a c k i n g       I n d a h   A g u s t i e n   S i r a d j u d d i n * ,   M .   R a h m a t   W i d y a n t o ,   T .   B a s a r u d d i n     I n f o r m a t i c s   D e p a r t m e n t ,   U n i v e r s i t y   o f   T r u n o j o y o   M a d u r a   T e l a n g   R a y a   Ka m a l ,   M a d u r a ,   Ea s t   J a v a - I n d o n e s i a ,   + 6 2 3 1 3 0 1 1 1 4 7   * c o r r e s p o n d i n g   a u t h o r ,   e - m a i l :   i n d a h . a g u s t i e n @ i f . t r u n o j o y o . a c . i d       A b s t r a k   Pe n a p i s   p a r t i k e l   u n t u k   p e l a c a k a n   o b y e k   d a p a t   m e n c a p a i   a k u r a s i   p e l a c a k a n   y a n g   t i n g g i .   U n t u k   m e l a c a k   o b y e k ,   m e t o d e   i n i   m e n g h a s i l k a n   s e j u m l a h   p a r t i k e l   y a n g   m e r u p a k a n   r e p r e s e n t a s i   d a r i   o b y e k   t a r g e t   k a n d i d a t .   L o k a s i   o b y e k   t a r g e t   d i t e n t u k a n   o l e h   p a r t i k e l   d a n   b e r a t   m a s i n g - m a s i n g .   Ke r u g i a n   d a r i   f i l t e r   p a r t i k e l   k o n v e n s i o n a l   a d a l a h   w a k t u   k o m p u t a s i   t e r u t a m a   p a d a   p e r h i t u n g a n   b e r a t   p a r t i k e l .   Pa r t i k e l   f i l t e r   d e n g a n   p e m b o b o t a n   G a u s s i a n   d i u s u l k a n   u n t u k   m e n y e l e s a i k a n   m a s a l a h   k o m p u t a s i .   Ad a   d u a   t a h a p   u t a m a   d a l a m   m e t o d e   i n i ,   y a i t u   p r e d i k s i   d a n   u p d a t e .   Pe r b e d a a n   a n t a r a   p a r t i k e l   f i l t e r   k o n v e n s i o n a l   d a n   f i l t e r   p a r t i k e l   d e n g a n   p e m b o b o t a n   G a u s s i a n   a d a l a h   p a d a   t a h a p   u p d a t e .   D a l a m   m e t o d e   p a r t i k e l   f i l t e r   k o n v e n s i o n a l ,   b e r a t   d i h i t u n g   s e t i a p   p a r t i k e l ,   s e d a n g k a n   p a d a   m e t o d e   y a n g   d i u s u l k a n ,   b e r a t   p a r t i k e l   t e r t e n t u   s a j a   y a n g   d i h i t u n g ,   d a n   b e r a t   p a r t i k e l   s e l e b i h n y a   d i h i t u n g   m e n g g u n a k a n   b o b o t   G a u s s i a n .   Pe r c o b a a n   d i l a k u k a n   m e n g g u n a k a n   d a t a   s e t   b u a t a n .   Ke a k u r a t a n   r a t a - r a t a   a d a l a h   8 0 . 8 6 2 % .   A k u r a s i   t i n g g i   y a n g   d i c a p a i   d e n g a n   m e t o d e   i n i   b i s a   d i g u n a k a n   u n t u k   s i s t e m   p e l a c a k a n   w a k t u - n y a t a .     K a t a   k u n c i :   b a y e s i a n ,   f i l t e r   p a r t i k e l ,   p r e d i k s i ,   u p d a t e       A b s t r a c t     Pa r t i c l e   f i l t e r   f o r   o b j e c t   t r a c k i n g   c o u l d   a c h i e v e   h i g h   t r a c k i n g   a c c u r a c y .     T o   t r a c k   t h e   o b j e c t ,   t h i s   m e t h o d   g e n e r a t e s   a   n u m b e r   o f   p a r t i c l e s   w h i c h   i s   t h e   r e p r e s e n t a t i o n   o f   t h e   c a n d i d a t e   t a r g e t   o b j e c t .     T h e   l o c a t i o n   o f   t a r g e t   o b j e c t   i s   d e t e r m i n e d   b y   p a r t i c l e s   a n d   e a c h   w e i g h t .   T h e   d i s a d v a n t a g e   o f   c o n v e n t i o n a l   p a r t i c l e   f i l t e r   i s   t h e   c o m p u t a t i o n a l   t i m e   e s p e c i a l l y   o n   t h e   c o m p u t a t i o n   o f   p a r t i c l e s   w e i g h t .     P a r t i c l e   f i l t e r   w i t h   G a u s s i a n   w e i g h t i n g   i s   p r o p o s e d   t o   a c c o m p l i s h   t h e   c o m p u t a t i o n a l   p r o b l e m .     T h e r e   a r e   t w o   m a i n   s t a g e s   i n   t h i s   m e t h o d ,   i . e .   p r e d i c t i o n   a n d   u p d a t e .     T h e   d i f f e r e n c e   b e t w e e n   t h e   c o n v e n t i o n a l   p a r t i c l e   f i l t e r   a n d   p a r t i c l e   f i l t e r   w i t h   G a u s s i a n   w e i g h t i n g   i s   i n   t h e   u p d a t e   St a g e .     I n   t h e   c o n v e n t i o n a l   p a r t i c l e   f i l t e r   m e t h o d ,   t h e   w e i g h t   i s   c a l c u l a t e d   i n   e a c h   p a r t i c l e ,   m e a n w h i l e   i n   t h e   p r o p o s e d   m e t h o d ,   o n l y   c e r t a i n   p a r t i c l e s   w e i g h t   i s   c a l c u l a t e d ,   a n d   t h e   r e m a i n   p a r t i c l e s   w e i g h t   i s   c a l c u l a t e d   u s i n g   t h e   G a u s s i a n   w e i g h t i n g .     Ex p e r i m e n t   i s   d o n e   u s i n g   a r t i f i c i a l   d a t a s e t .     T h e   a v e r a g e   a c c u r a c y   i s   8 0 , 8 6 2 % .     T h e   h i g h   a c c u r a c y   t h a t   i s   a c h i e v e d   b y   t h i s   m e t h o d   c o u l d   u s e   f o r   t h e   r e a l - t i m e   s y s t e m   t r a c k i n g       K e y w o r d s :   p a r t i c l e   f i l t e r ,   b a y e s i a n ,   p r e d i c t i o n ,   u p d a t e .         1 .   I n t r o d u c t i o n   T h e   o b j e c t i v e   o f   o b j e c t   t r a c k i n g   i n   c o m p u t e r   v i s i o n   i s   f i n d i n g   t h e   l o c a t i o n   o f   t h e   t a r g e t   i n   i n p u t   d a t a .     T h i s   o b j e c t   t r a c k i n g   i s   u s e d   i n   m a n y   a p p l i c a t i o n s ,   s u c h   a s   g a i t   r e c o g n i t i o n ,   a u t o m a t i c   s u r v e i l l a n c e   s y s t e m   w h i c h   d e t e c t s   t h e   a b n o r m a l   m o v e m e n t s   [ 1 - 3 ] ,   s m a r t   t r a n s p o r t a t i o n ,   a n d   e t c   [ 4 ] .     T h e r e f o r e ,   c u r r e n t l y   m a n y   r e s e a r c h s   h a v e   b e e n   d o n e   i n   o r d e r   t o   d e v e l o p   o b j e c t   t r a c k i n g   m e t h o d s   t o   a c h i v e   a   b e t t e r   p e r f o r m a n c e s ,   i . e .   a c c u r a c y   a n d   c o m p u t a t i o n a l   t i m e .   P a r t i c l e   f i l t e r   ( P F )   m e t h o d   i s   u s e d   i n   m a n y   h u m a n   o b j e c t   t r a c k i n g   s i n c e   i t   i s   r o b u s t   t o   n o i s y   i m a g e   [ 5 - 9 ] .     P F   m e t h o d   h a s   t w o   m a i n   s t a g e s ,   i . e .   p r e d i c t i o n   a n d   u p d a t e .     I n   t h e   p r e d i c t i o n   s t a g e ,   p a r t i c l e s   a r e   g e n e r a t e d .     T h e s e   p a r t i c l e s   a r e   t h e   r e p r e s e n t a t i o n   o f   c a n d i d a t e   t a r g e t   o b j e c t s   l o c a t i o n .     H e n c e ,   a s   t h e   n u m b e r   o f   g e n e r a t e d   p a r t i c l e s   i s   i n c r e a s e d ,   t h e n   t h e   n u m b e r   o f   r e p r e s e n t a t i o n   o f   c a n d i d a t e   t a r g e t   o b j e c t s   l o c a t i o n   i s   i n c r e a s e d .     I n   t h e   u p d a t e   s t a g e ,   t h e   w e i g h t   o f   e a c h   p r e d i c t e d   p a r t i c l e   w i l l   b e   c a l c u l a t e d   b a s e d   o n   t h e   m e a s u r e m e n t .   T h e r e f o r e ,   t h e   l a r g e r   w e i g h t   v a l u e   o f   t h e   p r e d i c t e d   p a r t i c l e   i s   t h e   l a r g e r   p r o b a b i l i t y   o f   t h e   p a r t i c l e   b e i n g   c a n d i d a t e   o f   t a r g e t   o b j e c t s   l o c a t i o n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   1 0 ,   N o .   4 ,     D e c e m b e r   2 0 1 2   :     8 0 1     8 0 6   8 0 2 A s   t h e   n u m b e r   o f   t h e   g e n e r a t e d   p a r t i c l e s   i s   i n c r e a s e d ,   t h e n   t h e   a c c u r a c y   o f   t r a c k i n g   i s   i n c r e a s e d .     H o w e v e r ,   t h i s   w i l l   c a u s e d   t h e   c o m p u t a t i o n a l   t i m e   i n   t h e   u p d a t e   s t a g e   i s   i n c r e a s e d ,   i . e   t o   c a l c u l a t e   t h e   w e i g h t   o f   e a c h   p a r t i c l e .     H e n c e   i n   t h i s   r e s e a r c h ,   p a r t i c l e   f i l t e r   w i t h   G a u s s i a n   i s   u s e d   f o r   h u m a n   t r a c k i n g   s i n c e   t h e   m e t h o d   c a n   r e d u c e   t h e   r e q u i r e d   c o m p u t a t i o n a l   t i m e   c o m p a r e   t o   c o n v e n t i o n a l   m e t h o d   o f   p a r t i c l e   f i l t e r .     T h e   p a p e r   i s   o r g a n i z e d   a s   f o l l o w s ,   s e c t i o n   t w o   e x p l a i n s   t h e   p r o p o s e d   m e t h o d ,   s e c t i o n   t h r e e   d i s c u s s e s   t h e   e x p e r i m e n t s   t h a t   h a d   b e e n   d o n e ,   a n d   t h e   f i n a l   s e c t i o n   i s   t h e   c o n c l u s i o n .       2 .   P a r t i c l e   F i l t e r   w i t h   G a u s s i a n   W e i g h t i n g     T h e   o b j e c t i v e   o f   h u m a n   t r a c k i n g   i s   t o   f i n d   t h e   l o c a t i o n   o f   t h e   t a r g e t   o b j e c t   i n   e a c h   f r a m e   f r o m   d a t a   v i d e o   i n p u t .     T h e   P a r t i c l e   F i l t e r   m e t h o d   ( P F )   i s   u s e d   b y   t h e   m a n y   r e s e a r c h e r s   b e c a u s e   o f   i t s   a d v a n t a g e s ,   i . e .   t h e   m e t h o d   i s   n o t   l i m i t e d   t o   G a u s s i a n   l i n e a r   p r o b l e m   o n l y ,   i t   i s   r o b u s t   t o   n o i s y   i m a g e ,   i t   i s   s i m p l e   a l g o r i t h m ,   a n d   e t c .     H e n c e   t h i s   m e t h o d   c a n   b e   u s e d   a n d   i m p l e m e n t e d   t o   m o r e   c o m p l e x   e n v i r o n m e n t .   G e n e r a l l y ,   t h e r e   a r e   t w o   m a i n   s t a g e s   i n   t h e   P F   m e t h o d ,   i . e . :   1 .   P r e d i c t i o n .   A   n u m b e r   o f   M   p a r t i c l e s   a r e   g e n e r a t e d   a t   t i m e   t ,   ] [ m t x ,   m = 1 , 2 , 3 , . . . , M .   T h e s e   p a r t i c l e s   a r e   r a n d o m l y   g e n e r a t e d   b a s e d   o n   p a r t i c l e s   a t   t i m e   t - 1 a n d   d i s t r i b u t e d   u s i n g   t h e   s t a t e   t r a n s i t i o n   m o d e l   p ( x t | x t- 1 )   a s   f o l l o w s ,   ) | ( ~ ] [ 1 ] [ m t t m t x x p x - - - -     ( 1 )   2 .   U p d a t e .     T h e   p r e d i c t e d   p a r t i c l e s   f r o m   t h e   f i r s t   s t a g e   a r e   u p d a t e d   b a s e d   o n   t h e   m e a s u r e m e n t   u s i n g   t h e   r e s a m p l i n g   p r o c e s s .   T h e   w e i g h t   o f   e a c h   p a r t i c l e   i s   u s e d   a s   t h e   m e a s u r e m e n t   i n   t h i s   s t a g e .     T h i s   w e i g h t   r e p r e s e n t s   h o w   c l o s e   p r e d i c t e d   p a r t i c l e s   t o   t h e   a c t u a l   t a r g e t   o b j e c t s   l o c a t i o n .     I n   t h e   r e s a m p l i n g   p r o c e s s ,   t h e   p a r t i c l e s   w i t h   l a r g e r   w e i g h t   w i l l   h a v e   a   l a r g e r   p r o b a b i l i t y   t o   b e   r e g e n e r a t e d   i n   t h e   p r o c e s s ;   o n   t h e   c o n t r a r y ,   t h e   p a r t i c l e s   w i t h   s m a l l e r   w e i g h t   w i l l   h a v e   s m a l l e r   p r o b a b i l i t y   t o   b e   r e g e n e r a t e d .     T h e   r e s u l t   p a r t i c l e s   f r o m   r e s a m p l i n g   p r o c e s s   i s   t h e   o b j e c t i v e   o f   t r a c k i n g   u s i n g   P F   m e t h o d .   I n   h u m a n   t r a c k i n g   p r o c e s s ,   g e n e r a t e d   p a r t i c l e s   a r e   t h e   r e p r e s e n t a t i o n   o f   c a n d i d a t e   o f   t a r g e t   o b j e c t s   l o c a t i o n ,   a n d   s h o w n   i n   F i g u r e   1 .   I n   h u m a n   t r a c k i n g   p r o c e s s ,   P F   m e t h o d   w o u l d   f o l l o w   t h e   m o v e m e n t   o f   t a r g e t   o b j e c t   i n   e a c h   f r a m e   u s i n g   t h e   p r e d i c t i o n   a n d   u p d a t e   s t a g e .     F u r t h e r m o r e ,   P F   m e t h o d   g e n e r a t e s   n u m b e r   o f   c a n d i d a t e   t a r g e t   o b j e c t s   l o c a t i o n   h e n c e   m o r e   g e n e r a t e d   c a n d i d a t e   l o c a t i o n   t h e n   t h e   t r a c k i n g   a c c u r a c y   i s   e x p e c t a b l y   i n c r e a s e d .     P r e d i c t i o n   s t a g e   w h i c h   h a s   o b j e c t i v e   t o   p r e d i c t   t h e   c u r r e n t   l o c a t i o n   o f   t a r g e t   o b j e c t   b a s e d   o n   t h e   p r e v i o u s   t r a c k e d   l o c a t i o n   c a n   b e   s e e n   i n   F i g u r e   2       F i g u r e   1 .     P a r t i c l e   r e p r e s e n t a t i o n   i n   h u m a n   t r a c k i n g   p r o c e s s         F i g u r e   2 .     P r e d i c t i o n   S t a g e   i n   H u m a n   T r a c k i n g   P r o c e s s       S e c o n d   s t a g e   i n   P F   m e t h o d   i s   u p d a t e   s t a g e .     I n   t h i s   s t a g e ,   p r e d i c t e d   p a r t i c l e s   a r e   u p d a t e d   b a s e d   o n   t h e   n e w   m e a s u r e m e n t   w h i c h   i s   c u r r e n t   f r a m e   f r o m   d a t a   v i d e o .     R e s a m p l i n g   P re d i ct i o n   F ra m e   t-1   [ P re d i c te d   l oc a ti on   i n   F ra m e   t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0       P a r t i c l e   F i l t e r   w i t h   G a u s s i a n   W e i g h t i n g   f o r   H u m a n   T r a c k i n g   ( I n d a h   A g u s t i e n   S i r a d j u d d i n )   8 0 3   p r o c e s s   i s   i n c l u d e d   i n   t h e   s t a g e .     A l l   p r e d i c t e d   p a r t i c l e s   a r e   r e s a m p l e d   b a s e d   o n   e a c h   w e i g h t .     L a r g e r   w e i g h t   p a r t i c l e   w i l l   h a v e   l a r g e r   p r o b a b i l i t y   t o   b e   r e g e n e r a t e d   i n   t h e   r e s a m p l i n g   p r o c e s s ;   o n   t h e   c o n t r a r y ,   s m a l l e r   w e i g h t   p a r t i c l e   w i l l   h a v e   s m a l l e r   p r o b a b i l i t y   t o   b e   r e g e n e r a t e d .       T h e   r e s u l t   o f   t h e   r e s a m p l i n g   p r o c e s s   i s   t h e   l o c a t i o n   o f   t a r g e t   o b j e c t   i n   t h e   c u r r e n t   f r a m e .     T h e   u p d a t e   s t a g e   i n   t r a c k i n g   p r o c e s s   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   3 .           F i g u r e   3 .   U p d a t e   S t a g e   i n   H u m a n   T r a c k i n g   P r o c e s s         M a n y   g e n e r a t e d   p a r t i c l e s   i n   p r e d i c t i o n   s t a g e   t h e n   m a n y   c a n d i d a t e   l o c a t i o n   o f   t a r g e t   o b j e c t   i n   t h e   c u r r e n t   f r a m e .     T h e r e f o r e   t h e   p r o b a b i l i t y   t h a t   t h e   a c t u a l   t a r g e t   o b j e c t   l o c a t i o n   i n   t h e   g r o u p   o f   c a n d i d a t e   t a r g e t   l o c a t i o n   i s   b i g g e r .     H e n c e   t h e   a c c u r a c y   o f   t r a c k i n g   w i l l   b e   i n c r e a s e d .     H o w e v e r ,   m a n y   g e n e r a t e d   p a r t i c l e s   t h e n   m o r e   c o m p u t a t i o n a l   t i m e   a r e   r e q u i r e d   f o r   t h e   w e i g h t   c a l c u l a t i o n   i n   u p d a t e   s t a g e .     T h i s   r e s e a r c h   m o d i f i e d   t h e   P F   m e t h o d ;   h e n c e   t h e   h i g h   a c c u r a c y   o f   t r a c k i n g   i s   m a i n t a i n e d   m e a n w h i l e   t h e   c o m p u t a t i o n a l   t i m e   i s   r e d u c e d .         P a r t i c l e   F i l t e r   w i t h   G a u s s i a n   w e i g h t i n g   ( P F G )   i s   d e r i v e d   f r o m   t h e   c o n v e n t i o n a l   P F   m e t h o d .     B a s e d   o n   t h e   o b s e r v a t i o n ,   t h e   w e i g h t   c a l c u l a t i o n   o f   e a c h   p r e d i c t e d   p a r t i c l e s   p r o c e s s   r e q u i r e s   t h e   m o s t   c o m p u t a t i o n a l   t i m e   o f   w h o l e   s t a g e   i n   P F   m e t h o d .     F u r t h e r m o r e ,   t h e   p a r t i c l e   w i l l   h a v e   l a r g e   w e i g h t   v a l u e   i f   i t   i s   c l o s e   t o   t h e   a c t u a l   t a r g e t   o b j e c t   l o c a t i o n ,   a n d   t h e   p a r t i c l e   w i l l   h a v e   s m a l l   w e i g h t   v a l u e   i f   i t   i s   f a r   f r o m   t h e   a c t u a l   t a r g e t   o b j e c t   l o c a t i o n .     T h i s   c h a r a c t e r i s t i c   o f   w e i g h t   v a l u e   i s   s i m i l a r   t o   t h e   f o r m   o f   G a u s s i a n   d i s t r i b u t i o n .     T h e r e f o r e ,   P F G   i s   d e v e l o p e d   b a s e d   o n   t h e   c h a r a c t e r i s t i c   [ 1 0 ] .     I n   t h e   c o n v e n t i o n a l   P F   m e t h o d ,   t h e   p a r t i c l e s   w e i g h t   i s   c a l c u l a t e d   i n   e a c h   p a r t i c l e .     M e a n w h i l e ,   t h e   P F G   m e t h o d ,   o n l y   w e i g h t   o f   f e w   p a r t i c l e s   a r e   c a l c u l a t e d ,   t o   f i n d   t h e   m e a n   a n d   v a r i a n c e   o f   G a u s s i a n   d i s t r i b u t i o n ,   a n d   t h e   w e i g h t   o f   r e m a i n   p a r t i c l e s   a r e   c a l c u l a t e d   u s i n g   t h e   G a u s s i a n   d i s t r i b u t i o n .   T h e   P F G   m e t h o d   c o n s i s t s   o f   t w o   a d d i t i o n a l   s t a g e s .     F i r s t ,   w e i g h t   c a l c u l a t i o n   o f     f e w   p a r t i c l e s   t o   f i n d   m e a n   a n d   v a r i a n c e   v a l u e   a n d   b u i l d   G a u s s i a n   d i s t r i b u t i o n   w i t h   t h e s e   v a l u e s .     S e c o n d ,   c a l c u l a t e   o f   a l l   p a r t i c l e s   w e i g h t   b a s e d   o n   t h e   G a u s s i a n   d i s t r i b u t i o n .     I n   t h e   f i r s t   s t a g e ,   r e p e a t e d   h a l v i n g   p r i n c i p l e   a l g o r i t h m   i s   u s e d   t o   f i n d   t h e   m e a n   v a l u e .     T h i s   a l g o r i t h m   d i v i d e s   t h e   p r o b l e m   i n t o   t w o   s u b   p r o b l e m s   r e p e a t e d l y   u n t i l   t h e   g o a l   o f   a l g o r i t h m   i s   a c h i e v e d .   T h e   f o l l o w i n g   i s   t h e   p s e u d o c o d e   o f   t h e   a l g o r i t h m   t o   f i n d   t h e   m e a n   v a l u e   i n   t h e   f i r s t   s t a g e   o f   P F G .           [ 2 ]   P re d i ct e d  l o c at i o n  i n   fram e   t   T rack e d  l o ca t i o n  i n  fr am e   t   We i g h C a l c u l a ti on   U p d a t e  s t ag e     Re s am p l i n g   C u rre n t   fr am e  as  n e w   m e as u re m e n t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      T E L K O M N I K A     V o l .   1 0 ,   N o .   4 8 0 4 / / S o r t e d   P a r t i c l e s ,   t h e   n u m b e r   o f   p a r t i c l e s   =   / / l a s t     t h e   l a s t   i n d e x   o f   p a r t i c l e s   ( / / f i r s t     t h e   f i r s t   i n d e x   o f   p a r t i c l e s   ( 0 )   W h i l e   ( l a s t - f i r s t > = 4 )     {     m i d       =   ( f i r s t   +   l a s t   )   / 2 ;     m i d 1   =   ( f i r s t   +   m i d )   / 2 ;     m i d 2   =   ( l a s t   +   m i d )   / 2 ;     m e a n C a n d i d a t e = m a x   ( W e i g h t ( m i d ) ,   W e i g h t ( m i d 1 ) ,   W e i g h t ( m i d 2 ) ) ;   i f   m e a n C a n d i d a t e = W e i g h t ( m i d )     f i r s t = m i d 1 ;       l a s t = m i d 2 ;     i f   m e a n C a n d i d a t e = W e i g h t ( m i d 1 )     f i r s t = f i r s t ;       l a s t = m i d ;     i f   m e a n C a n d i d a t e = W e i g h t ( m i d 2 )     f i r s t = m i d ;       l a s t = l a s t ;   }       V a r i a n c e   v a l u e   c a n   b e   c a l c u l a t e d   u s i n g   t h e   E q .   2   [ 1 0 ] ,   a s   f o l l o w s ,       3 5 5 . 2 F W H M = = = = s ,                                                                                                                                             w h e r e   F W H M   i s   F u l l   W i d t h   H a l f   M a x i m u m   ( s e e   F W H M   v a l u e   i s   c a l c u l a t e d   b a s e d   o n   t h e   m e a n   p a r t i c l e .     T h e   F W H M   i l l u s t r a t i o n   c a n   b e   s e e n   i n   F i g u r e     4 .     F i g u r e   4 .     F u l l   W i d t h   H a l f   M a x i m u m   [ 1 0 ]     T h e   s e c o n d   s t a g e   o f   P F G   i s   G a u s s i a n   w e i g h t i n g .     I n   t h i s   s t a g e ,   t h e   G a u s s i a n   d i s t r i b u t i o n   i s   u s e d   t o   c a l c u l a t e   a l l   p r e d i c t e d   p a r t i c l e s   w e i g h t   a s   f o l l o w s ,                                                           = = = = ) 2 , 1 ( x x p w h e r e   ( x 1 , x 2 )   i s   t h e   l o c a t i o n   o f   p r e d i c t e d   p a r t i c l e ,   a n d         4 ,     D e c e m b e r   2 0 1 2   :     8 0 1     8 0 6   / / S o r t e d   P a r t i c l e s ,   t h e   n u m b e r   o f   p a r t i c l e s   =   n   t h e   l a s t   i n d e x   o f   p a r t i c l e s   ( n - 1 )   t h e   f i r s t   i n d e x   o f   p a r t i c l e s   ( 0 )   m e a n C a n d i d a t e = m a x   ( W e i g h t ( m i d ) ,   W e i g h t ( m i d 1 ) ,   W e i g h t ( m i d 2 ) ) ;   i f   m e a n C a n d i d a t e = W e i g h t ( m i d )   i f   m e a n C a n d i d a t e = W e i g h t ( m i d 1 )   i f   m e a n C a n d i d a t e = W e i g h t ( m i d 2 )   V a r i a n c e   v a l u e   c a n   b e   c a l c u l a t e d   u s i n g   t h e   E q .   2   [ 1 0 ] ,   a s   f o l l o w s ,         ,                                                                                                                                               w h e r e   F W H M   i s   F u l l   W i d t h   H a l f   M a x i m u m   ( s e e   F i g u r e     4 )   F W H M   v a l u e   i s   c a l c u l a t e d   b a s e d   o n   t h e   m e a n   p a r t i c l e .     T h e   F W H M   i l l u s t r a t i o n   c a n   b e     F i g u r e   4 .     F u l l   W i d t h   H a l f   M a x i m u m   T a b l e   1 .     E x a m p l e   o f   A r t i f i c i a l   d a t a   f o r   t h e   e x p e r i m e n t     V i d e o   D a t a   N u m b e r   o f   F r a m e   E x a m p l e   o f   F r a m e   I m a g e 1   2 0     2   1 5     3   4 3   T h e   s e c o n d   s t a g e   o f   P F G   i s   G a u s s i a n   w e i g h t i n g .     I n   t h i s   s t a g e ,   t h e   G a u s s i a n   d i s t r i b u t i o n   i s   u s e d   t o   c a l c u l a t e   a l l   p r e d i c t e d   p a r t i c l e s   w e i g h t   a s   f o l l o w s ,   ( ( ( ( ) ) ) ) ( ( ( ( ) ) ) ) - - - - + + + + - - - - - - - - = = = = 2 2 2 2 2 2 1 2 1 1 2 1 2 1 2 1 s m s m s p s x x e ,                                                                             ( 3 )     )   i s   t h e   l o c a t i o n   o f   p r e d i c t e d   p a r t i c l e ,   a n d   p ( x 1 , x 2 )   i s   t h e   w e i g h t   o f   t h e   p a r t i c l e . I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   ( 2 )   F W H M   v a l u e   i s   c a l c u l a t e d   b a s e d   o n   t h e   m e a n   p a r t i c l e .     T h e   F W H M   i l l u s t r a t i o n   c a n   b e   T a b l e   1 .     E x a m p l e   o f   A r t i f i c i a l   d a t a   f o r   t h e   e x p e r i m e n t   E x a m p l e   o f   F r a m e   I m a g e                 T h e   s e c o n d   s t a g e   o f   P F G   i s   G a u s s i a n   w e i g h t i n g .     I n   t h i s   s t a g e ,   t h e   G a u s s i a n   d i s t r i b u t i o n   i s   ,                                                                             ( 3 )       )   i s   t h e   w e i g h t   o f   t h e   p a r t i c l e .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0       P a r t i c l e   F i l t e r   w i t h   G a u s s i a n   W e i g h t i n g   f o r   H u m a n   T r a c k i n g   ( I n d a h   A g u s t i e n   S i r a d j u d d i n )   8 0 5   3 .   R e s u l t s   a n d   A n a l y s i s   A r t i f i c i a l   d a t a   i s   u s e d   a s   a n   e x p e r i m e n t   i n   t h i s   r e s e a r c h .     T h e r e   i s   v a r i a n c e   n u m b e r   o f   t a r g e t   o b j e c t   i n   d a t a   v i d e o .     T h e   e x a m p l e   o f   d a t a   v i d e o   t h a t   a r e   u s e d   f o r   t h e   e x p e r i m e n t   i s   s h o w n   i n   T a b l e   1 .   I n   t h i s   r e s e a r c h ,   t h e   G r e y   L e v e l   C o - o c c u r r e n c e   M a t r i x   ( G L C M )   [ 1 2 ]   i s   u s e d   a s   t h e   e x t r a c t i o n   p r o c e s s   i n   t h e   t r a c k i n g   s y s t e m ,   a n d   b a c k p r o p a g a t i o n   n e u r a l   n e t w o r k   a s   t h e   c l a s s i f i c a t i o n   p r o c e s s   t o   d e t e r m i n e   w e t h e r   t h e   t r a c k e d   o b j e c t   i s   t h e   t a r g e t   o b j e c t   w h i c h   i s   h u m a n   o r   n o t   t h e   t a r g e t   o b j e c t .   T e n   p a r t i c l e s   a r e   g e n e r a t e d   i n   t h e   e x p e r i m e n t   i n   e a c h   d a t a   v i d e o .     T h e   t r a c k i n g   r e s u l t   o f   t h e   d a t a   v i d e o   i s   d e p i c t e d   i n   F i g u r e   5 .                                                                                                                                                                 F i g u r e   5 .     E x a m p l e   o f   t r a c k i n g   r e s u l t       T a b l e   2 .     T h e   t r a c k i n g   a c c u r a c y   i n   a l l   e x p e r i m e n t   d a t a   V i d e o   d a t a   A c c u r a c y   r a t e   1   5 7 , 1 4   2   1 0 0   3   1 0 0   4   4 7 , 1 7   5   1 0 0   A v e r a g e   8 0 , 8 6 2         T r a c k i n g   a c c u r a c y   i n   a l l   d a t a   v i d e o   i s   s h o w n   i n   T a b l e   2 .     A s   s e e n   i n   t h e   r e s u l t   o f   t r a c k i n g   a c c u r a c y   t a b l e ,   t h e   P F G   m e t h o d   c o u l d   a c h i e v e   h i g h   t r a c k i n g   a c c u r a c y   i n   a v e r a g e ,   i . e .   8 0 . 8 6 2 % ,   e v e n   t h o u g h   t h e   w e i g h t   o f   a l l   p a r t i c l e s   w a s   n o t   c a l c u l a t e d   o n e   b y   o n e .       U n f o r t u n a t e l y   i n   s o m e   d a t a   v i d e o ,   t h i s   m e t h o d   a c h i e v e d   l o w e r   t r a c k i n g   a c c u r a c y .     W i t h   s o m e   i m p r o v e m e n t   i n   a n o t h e r   p r o c e s s   o f   t r a c k i n g ,   f o r   i n s t a n c e ,   t h e   f e a t u r e   e x t r a c t i o n   p r o c e s s ,   t h i s   P F G   m e t h o d   i s   p r o m i s i n g   f o r   t h e   o b j e c t   t r a c k i n g   p r o c e s s .       4 .   C o n c l u s i o n   P a r t i c l e   f i l t e r   w i t h   G a u s s i a n   w e i g h t i n g   ( P F G )   i s   u s e d   i n   t h i s   r e s e a r c h   t o   t r a c k   t h e   h u m a n   l o c a t i o n   i n   d a t a   v i d e o .     I n   t h e   c o n v e n t i o n a l   P a r t i c l e   F i l t e r   m e t h o d ,   t h e   w e i g h t   p a r t i c l e s   a r e   c a l c u l a t e d   o n e   b y   o n e ,   h e n c e   t h e   m e t h o d   r e q u i r e s   h i g h   c o m p u t a t i o n a l   t i m e .     M e a n w h i l e ,   i n   t h e   P F G ,   w e i g h t s   o f   f e w   p a r t i c l e s   a r e   c a l c u l a t e d   t o   f i n d   t h e   m e a n   a n d   v a r i a n c e   v a l u e   a n d   b u i l d   t h e   w e i g h t   G a u s s i a n   d i s t r i b u t i o n .     F r o m   t h e   d i s t r i b u t i o n ,   a l l   w e i g h t   p a r t i c l e s   a r e   c a l c u l a t e d .     T h e r e f o r e ,   t h i s   m e t h o d   w i l l   r e d u c e   t h e   c o m p u t a t i o n a l   t i m e   e s p e c i a l l y   i n   t h e   w e i g h t   c a l c u l a t i o n   p r o c e s s .     F r o m   t h e   e x p e r i m e n t ,   t h i s   m e t h o d   a c h i e v e d   t r a c k i n g   a c c u r a c y   8 0 . 8 6 2 %   i n   a v e r a g e .     W i t h   m o r e   i m p r o v e m e n t   i n   o t h e r   p r o c e s s ,   t h i s   m e t h o d   i s   p r o m i s i n g   f o r   o b j e c t   t r a c k i n g   i n   r e a l - t i m e   s y s t e m .       R e f e r e n c e s   [ 1 ]   W e i m i n g   H ,   T i e n i u   T ,   L i a n g   W ,   M a y b a n k   S.   s u r v e y   o n   Vi s u a l   Su r v e i l l a n c e   o f   O b j e c t   m o t i o n   a n d   b e h a v i o u r s .   I EEE  T r a n s a c t i o n   o n   Sy s t e m ,   M a n   a n d   C y b e r n a t i c s .   2 0 0 4 ;   3 4 ( 3 ) :   3 3 4 - 3 5 2   [ 2 ]   R o t a   N ,   T h o n n a t   M .   Vi d e o   Se q u e n c e   I n t e r p r e t a t i o n   f o r   V i s u a l   Su r v e i l l a n c e .   Pr o c   I EEE  I n t e r n a t i o n a l   W o r k s h o p   o n   V i s u a l   Su r v e i l l a n c e .   2 0 0 0 :   5 9 - 6 8 .   [ 3 ]   Bu x t o n   H .   a n d   G o n g   S .   Vi s u a l   Su r v e i l l a n c e   i n   a   D y n a m i c   a n d   U n c e r t a i n   W o r l d .   Ar t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e .   1 9 9 5 ;   7 8 ( 1 )   :   4 3 1 - 4 5 9   [ 4 ]   Y i l m a z   A,   J a v e d   O ,   Sh a h   M .   O b j e c t   T r a c k i n g :   Su r v e y .     AC M   C o m p u t i n g   Su r v e y s .   2 0 0 6 ;   3 8 ( 4 ) :   Ar t i c l e   1 3 :   1 - 4 5 .   [ 5 ]   I w a h o r i   Y ,   T a k a i   T ,   K a w a n a k a   H ,   I t o h   H ,   Ad a c h i   Y .   Pa r t i c l e   F i l t e r   Ba s e d   T r a c k i n g   o f   M o v i n g   O b j e c t   f r o m   I m a g e   Se q u e n c e .   KES.   2 0 0 6 :   4 0 1 - 4 0 8 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   1 0 ,   N o .   4 ,     D e c e m b e r   2 0 1 2   :     8 0 1     8 0 6   8 0 6 [ 6 ]   M e i e r   EB,   Ad e   F ,   T r a c k i n g   C a r s   i n   R a n g e   I m a g e s   u s i n g   C o n d e n s a t i o n   Al g o r i t h m .   Pr o c   I E EE  /   I EEJ   /   J SAI   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   I n t e l l i g e n t   T r a n s p o r t a t i o n   S y s t e m s .   T o k y o ,   J a p a n .   1 9 9 9 :   1 2 9 - 1 3 4 .   [ 7 ]   H o   C K.   Sh o r t   I n t r o d u c t i o n   t o   Pa r t i c l e   F i l t e r .   2 0 0 5 .   h t t p : / / w w w . s p s . e l e . t u e . n l / m e m b e r s / C . K. H o / p a r t i c l e _ f i l t e r / p a r t i c l e _ f i l t e r . p d f ,     a c c e s s   o n   F e b r u a r y   2 0 0 7   [ 8 ]   Ka w a m o t o   K,   H i r o t a   K,   W a k a m i   N ,   Ef f i c i e n t   a n d   R o b u s t   C u r v e   T r a c k e r   b a s e d   o n   Pa r t i c l e   F i l t e r i n g   i n   D i g i t a l   Sp a c e .   I n t e r n a t i o n a l   S y m p o s i u m   o n   C o m p u t a t i o n a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   I n d u s t r i a l   Ap p l i c a t i o n s .   C h i n a .   2 0 0 4 .   [ 9 ]   Pe r e z   P,   H u e   C ,   Ve r m a a k   J ,   G a n g n e t   M .   C o l o r - Ba s e d   Pr o b a b i l i s t i c   T r a c k i n g .   EC C 2 0 0 2 :   6 6 1 - 6 7 5 .   [ 1 0 ]   Ag u s t i e n   I A,   W i d y a n t o   M R ,   N u r   En d a h   S,   B a s a r u d d i n   T .   Pa r t i c l e   F i l t e r   w i t h   Bi n a r y   G a u s s i a n   W e i g h t i n g   a n d   Su p p o r t   Ve c t o r   M a c h i n e   f o r   H u m a n   Po s e   I n t e r p r e t a t i o n .   J u r n a l   i l m i a h   M A KAR s e r i   T EKN O L O G I .   2 0 1 0 ;   1 4 ( 1 ) :   3 6 - 4 2 .   [ 1 1 ]     L e o   W . R .   St a t i s t i c s   a n d   T h e   T r e a t m e n t   o f   Ex p e r i m e n t a l   D a t a .   Sp r i n g e r - Ve r l a g .   1 9 9 2 .   [ 1 2 ]   Ag u s t i e n   I A,   D a m a y a n t i   F .   C o - O c c u r r e n c e   M a t r i x   d a n   J a r i n g a n   S y a r a f   T i r u a n   Pr o p a g a s i   Ba l i k   u n t u k   D e t e k s i   M a n u s i a .   Pr o s i d i n g   KN T I Ko n f e r e n s i   N a s i o n a l   T e k n o l o g i   I n f o r m a s i   d a n   A p l i k a s i n y a ,   F a k u l t a s   I l m u   Ko m p u t e r   U N S R I .   Pa l e m b a n g .   2 0 1 1 :   A3 8 - A4 1 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.