I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   18 ,   N o .   2 M a y   20 20 ,   pp .   1057 ~ 1065   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 8 .i 2 . pp 105 7 - 1065             1057       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   Im p l e m e n t a t i o n   o f   o p t i c a l   f l o w :   g o o d   f e a t u r e   d e f i n i t i o n   f o r     t r a c k i n g   o f   h e a r t   c a v i t y       A n w ar 1 R i y an to   S i gi t 2 A c h m ad   B as u k i 3 ,   I   P u tu   A d i   S u r ya  G u n aw an 4     1 , 2 , 3 D e pa rt m e n t   o f   In f o r m a t i c s   E n g i n e e r i ng,   P o l i t e k ni E l e kt ro n i ka   N e ge ri   S u ra b a y a ,   I n do n e s i a   4 D e pa r t m e nt   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i ng,   P o l i t e k n i E l e kt r o n i k a   N e ge ri   S u ra b a y a ,   I n do n e s i a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T     Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e S e p   10 ,   2 019   R e v i s e N o v   11 ,   2019   A c c e pt e N o v   25 ,   201 9       E c hoc a r di o g r a phy   i s   a   m e t ho o f   e xa m i n a t i o us i ng   hi g h - f r e que nc y   s o und  w a v e s   t o   c a pt ur e   i m a g e s   o f   t he   he a r t   o r g a s t r uc t ur e .   E c ho c a r di o g r a phy   v i de o   i s   u s e d   by   a   do c t o r   t o   a na l y z e   he a r t   w a l l   c a v i t y   m ov e m e nt s   a n i de n t i f y   he a r t   d i s e a s e .   S e v e r a l   po i n t s   o f   v i e w   i nc l udi ng   t h e   l o ng   a xi s ,   t he   t w o   a nd  f o ur   c a v i t i e s   i t he   l e f t   v e n t r i c l e   c a be   u s e i t he   e xa m i na t i o o f   he a r t   f unc t i o n.   C a r d i a c   a s s e s s m e n t   i s   s t i l l   pe r f o r m e c o nv e nt i o na l l y ,   w hi c h   r e qu i r e s   a   l e v e l   o f   t ho r o ug hne s s .   T h i s   r e s e a r c h   pr o po s e s   a   m e t ho f o r   t r a c k i ng   t he   m o v e m e nt   o f   t he   he a r t   w a l l .   I t hi s   m e t ho d,   t he   g oo f e a t u r e   w a s   de f i ne o nl y   i t h e   f i r s t   f r a m e .   F ur t he r m o r e ,   t he   w ho l e   f r a m e   w i l l   be   pr o c e s s e by   t he   o pt i c a l   f l o w   m e t ho d.   G o o f e a t ur e   de f i ni t i o c o ns i s t s   o f   i m a g e   e n ha n c e m e n t ,   s e g m e nt a t i o a nd   t r a c ki ng   p r o c e s s e s   us i ng   t he   o pt i c a l   f l o w .   F ur t he r m o r e ,   t he   c a l c ul a t i o o f   c o nt o ur   s i m i l a r i t y   f r o m   t he   pr o po s e m e t ho by   f o r m i ng   c o nt o ur   m a nua l l y   us i ng   24  po i nt   i n i t i a l i z a t i o t o   dr a w   t he   he a r t   c a v i t y .   T he   p r o po s e m e t ho s ho w s   t h e   c a l c ul a t i o r e s u l t s   w i t a   s e ns i t i v i t y   of   90%   a n a a c c ur a c y   o f   87. 451 % .   Ke y w or ds :   E c h o c a r di o g r a p h y   G oo f e a t ur e   Im a ge   e nha n c e m e nt   Im a ge   s e g m e nt a t i o n   O pt i c a l   f l o w   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   A n w a r ,   D e pa rt m e n t   o f   In f o r m a t i c s   E n g i n e e r i ng,   P o l i t e kni E l e kt r o n i k a   N e ge r i   S u r a b a y a ,   I n do n e s i a .   E m a i l :   a n w a r @ pa s c a . s t ude n t . pe n s . a c . i d       1.   I N TR O D U C TI O N     T h e   h e a rt   i s   a   v i t a l   pa rt   o f   t h e   h u m a b o d y   t h a t   r e c e i ve s   a n pu m ps   b l o o t h r o ug h o ut   t h e   b o d y .     T h e   m a i n   f un c t i o n   o f   t h e   h e a r t   i s   pum p i n b l o o t o   t h e   v e s s e l s   t o   c h a nn e l   o x y ge n   a n n u t r i t i o na l   c o m po n e n t s .   A c c o r di n t o   t h e   A m e r i c a n   H e a r t   A s s o c i a t i o n   ( A H A ),   s e v e r a l   po i n t s   o f   v i e w ,   i n c l udi ng  t h e   l o n g   a xi s ,   t w o   a n f o ur   c a v i t i e s   i n   t h e   l e f t   v e n t r i c l e   a r e   r e c om m e n de t o   o b s e r v e   i n   de t e rm i ni n t h e   h e a r t   a b n o rm a l i t i e s .   O b s e r v a t i o n s   w e r e   m a de   t o   a s s e s s   t h e   m o ve m e nt   o f   t h e   h e a rt   w h e n   c o nt r a c t i n g,   r e l a x i n g ,   a n d   t h i c k e ni n g   e a c s e gm e n t .   T h e   a s s e s s m e n t   r e s ul t e i c r i t e ri a ,   n a m e l y   n o rm a l ,   h y p o ki n e t i c   a nd  a ki n e t i c   [1] .   E c h o c a r di o g r a p h y   i s   a n   e xa m i na t i o n   m e t h o us i ng  h i g h - f r e que n c y   s o un w a v e s   t o   c a pt u r e   i m a ge s   of   t h e   s t r uc t u r e   o f   t h e   h e a rt   o r ga n.   E xa m i na t i o n   o f   h e a rt   c o n d i t i o n s   us i ng  e c h o c a rdi o g r a p h y   a s   a n   i m a gi ng  m e t h o i s   us e t o   de t e c t   t h e   po t e n t i a l   f o r   h e a r t   d i s e a s e ,   t h u s   t ha t   a pp r o p r i a t e   t r e a t m e n t   c a n   b e   de c i de a n a l s o   us e t o   e v a l ua t e   t r e a t m e nt .   E x a m i na t i o n   o f   h e a rt   c o n di t i o n s   t y pi c a l l y   us i n S i m ps o n' s   m e t h o t de t e r m i n e   t h e   v o l um e   of   t h e   l e f t   ve n t r i c l e   du ri n s y s t o l e   t o   t h e   di a s t o l e   p h a s e .   T h e   S i m ps o n   m e t h o i s   o nl y   us e i n   pa rt s   t w a n f o ur   of   t h e   l e f t   v e n t r i c ul a r   c ha m b e r.   T h e   S i m ps o n   m e t h o i s   t h e   m o s t   c o m m o n l y   us e d   a pp r o a c h   t o   m e a s u r e   t h e   l e f t   v e n t r i c ul a r   f u n c t i o n.   T h i s   m e t h o i n v o l v e s   a   m a n ua l   s e a r c o f   t h e   e n d - s y s t o l e   a n e n d - di a s t o l e ,   f r o m   t h e   a pi c a l   f o ur - c h a m b e r   a n d   a p i c a l   t w o - c h a m b e r   [2,   3] .   H ow e ve r ,   i n   c l i n i c a l   p ra c t i c e ,   y o w i l l   f a c e   s i t ua t i o n s   w h e r e   t h e   S i m ps o m e t h o s t i l l   us e s   c o n v e n t i o n a l   m e t h o ds   a n r e qu i r e s   a   l e v e l   of   t h o r o ug hn e s s .   T h e   m a i n   l i m i t a t i o n   t h i s   m e t h o i s   po o r   i m a ge   qua l i t y ,   w h i c h   a l l o w s   t h e   unr e l i a b l e   fo r m a t i o n   o e n do c a r di a l   c o n t o ur s .   T h e   e c h o c a r di o g r a p hi c   i m a ge   n e e ds   t o   b e   i m p r o ve s i n c e   i t   c o nt a i n s   n o i s e   a n d   h a s   u n b a l a n c e b ri g h t n e s s   t ha t   c a i nt e r f e r e   w i t h   t h e   e xa m i na t i o n.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   18 ,   N o .   2 M a y   20 2 :     1057   -   1 065   1058   T h i s   t y p e   of   n o i s e   i n   e c h o c a r d i o gra p h i c   i m a ge s   i s   c a l l e s p e c kl e   n o i s e ,   w h i c i s   c a us e by   a e rr o r   i t h e   pr o c e s s   of   t r a n s m i t t i ng  da t a ,   c a us i n i m a ge   da t a   t o   pr o duc e   n o i s e .   T h e   a p pl i c a t i o n   o v a r i o us   ul t ra s o n o gra p hi c   i m a ge   p r o c e s s i n t e c hn i q ue s   h a s   b e e n   e xp l o r e i n   t h e   l i t e r a t u r e ,   m o s t   of  t h o s e   t e c h n i que s   purpo s e t o   r e duc e   s pe c kl e   n o i s e   by   m a i nt a i ni n i m a ge   s t ruc t u r e .   T h e   e v a l ua t i o n   us e s   a   s e gm e nt a t i o n   p r o c e s s   t h a t   f o r m s   t h e   c o n t o ur  o f   t h e   l e f t   v e n t r i c ul a r   h e a rt   w a l l   c a v i t y ,   ha s   b e e n   i m pl e m e nt e us i n g   s e v e r a l   m e t h o ds .   N a k p h u   [4]   s e gm e nt e t h e   a pi c a l   f o ur - c h a m b e r   v i e w   us i n t h e   w a t e r s h e m e t h o a nd  c o m pa r e d   t h e   r e s ul t s   o f   s e g m e nt a t i o w i t h   a c t i v e   c o n t o ur - b a s e d.   T h e   r e s ul t s   s h o w   t ha t   t h e   w a t e r s h e t ra n s f o r m   pe r f o r m s   b e t t e t ha a c t i v e   c o n t o ur .   S i g i t   [5]   s e gm e nt e t h e   h e a r t   c a v i t y   a ut o m a t i c a l l y   o n   t h e   s h o rt   a x i s   v i e w   us i n t h e   a c t i v e   s h a pe   m o de l   m e t h o d.   A   s t udy   of   c o n duc t e d   se gm e n t a t i o n   a u t o m a t i c a l l y   us i n t h e   t r i a n gl e   m e t h o d,   t hi s   m e t h o s e gm e n t a t i o n   o b t a i n e t h e   s m a l l e s t   v a l ue   of   t h e   e rr o e v a l ua t i o n   o f   8. 18%,   t h e   s na ke   m e t h o o f   19. 94%  a n t h e   w a t e r s h e o f   15. 97%   [6,   7 ] .   A n w a r   [8]   pr o po s e t h e   de v e l o pm e n t   o f   a   h i g h - b oo s t   f i l t e r   m e t h o t o   i m p r o v e   t h e   r e s ul t s   o f   h e a r t   s e gm e n t a t i o n   i n   t w a n f o ur  c ha m b e r s ,   a n d   o b t a i a n   a c c ura c y   of   89. 409 %.   A n   a s s e s s m e nt   o t h e   c o n di t i o n   o f   t h e   h e a r t   c a n   b e   s e e n   us i n t h e   o pt i c a l   f l ow   m e t h o t o   t r a c t h e   m o ve m e n t   o f   di a s t o l e   t o   t h e   s y s t o l e ,   t h i c ke ni n o f   t h e   h e a rt   w a l l   i n d i c a t e   c a r di a c   a b n o r m a l i t i e s   [9] .   A   s t u d y   of   us i n o pt i c a l   f l ow   a s   a   t r a c ki ng  s y s t e m   o n   t h e   m o v e m e n t   of   t h e   h e a r t   w a l l .   S i g i t   [ 10,   11]   s e m i - a ut o m a t i c   s e gm e n t a t i o n   us i n i n i t i a l i z a t i o n   po i nt   a s   a   go o fe a t u r e   f o r   t r a c ki ng  t h e   m o v e m e n t   o f   t h e   h e a rt   us i n o pt i c a l   f l ow .   T h i s   m e t h o i s   a l s o   us e i n   t h e   a p i c a l   f o ur - c ha m b e r   v i e w   h e a r t   m o v e m e n t   t r a c ki n s y s t e m   w h i c h   c a r e c o n s t r uc t   t h e   h e a rt   c a v i t y   w a l l   l i n e s   w i t h   a   s e m i - a ut o m a t i c   s y s t e m   [12] .   A z i z   [13]   p r o po s e t h e   de ve l o pm e n t   o n   e c h o c a r di o g r a p h y   i m a ge s   t o   s e gm e nt a t i o n   t a ke   t h e   b o un d a r y   o f   e n do c a r di u m   o f   l e f t   v e n t ri c ul a i n   s h o rt   a xi s   c a r d i a c ,   h o w e v e r   s t i l l   s e m i - a ut o m a t i c   f o r   a pp r o a c h   o n   de t e c t i n t h e   c o n t o ur   o e n do c a r d i u m   a s   go o fe a t ur e s   i n   L uc a s - K a na de   o pt i c a l   f l ow .   S e n ga r   [14]   p r o po s e s   a   n e w   a n e ff i c i e n t   a pp r o a c t o   m o v i ng  de t e c t i o o b j e c t s   un de r   a   s t a t i c   b a c kgr o und,   us i n g   t h e   p r o po s e b l oc k - b a s e t hr e e - f r a m e   di f fe r e n c i n g   m e t h o a l m o s t   a l l   b a c kg r o un d   n o i s e s   a r e   r e m o v e t h us   t a rge t   de t e c t i o r e s ul t   i s   o pt i m a l .     B a s e o n   p r e v i o us   r e s e a r c h   t ha t   d i s c us s e s   t h e   t r a c ki ng  s y s t e m   i n   t h e   p a r t   o f   t h e   h e a rt   c a v i t y   s e m i - a ut o m a t i c a l l y ,   m o s t   o f   t h o s e   r e s e a r c h a v e   n o t   y e t   b e e n   pr o c e s s e pa r t s   o f   t h e   l e f t   v e n t r i c l e   a ut o m a t i c a l l y   a t   t h e   v i e w   of   t w o - c h a m b e r   a n f o ur - c h a m b e r s .   T h i s   r e s e a r c h   us e s   a n   i m a ge   p r o c e s s i n a p p r o a c h   [ 8,   1 3,   14]   t o   f i n go o f e a t ur e s   i e c h o c a r d i o gra p h i c   v i de o s   a ut o m a t i c a l l y .   G o o f e a t ur e   de f i ni t i o n   c o n s i s t s   o f   i m a ge   e nh a n c e m e n t ,   s e gm e nt a t i o n,   i n t e r s e c t i o n   a n t ra c ki n p r o c e s s e s   us i n t h e   o pt i c a l   f l ow .   In   t h i s   m e t h o d,     a   go o f e a t ur e   w a s   de f i n e o nl y   i t h e   f i r s t   f r a m e .   F u rt h e rm o r e ,   t h e   w h o l e   f r a m e   w i l l   b e   pr o c e s s e by   t h e   o pt i c a l   f l o w   m e t h o d.   G o o f e a t ur e s   w i l l   b e   c o n t i nue us i ng  o pt i c a l   f l o w   t o   de t e c t   a n d   t ra c t h e   m o v e m e n t   o t h e   h e a r t   w a l l .   T h i s   s t udy   pr o po s e s   t h e   de v e l o pm e n t   o a   h e a rt   w a l l   c a v i t y   t r a c ki n s y s t e m   a ut o m a t i c a l l y   us i n o pt i c a l   f l ow .       2.   R ES EA R C H   M ET H O D     T h i s   s t udy   fo c us e s   o n   de f i n i ng  go o fe a t u r e s   a ut o m a t i c a l l y .   T h e   go o f e a t ur e s   a r e   us e a s   i n i t i a l i z a t i o n   po i nt   i n   o pt i c a l   f l o w   t o   t r a c t h e   m o ve m e n t   o f   t h e   h e a r t   w a l l .   I n   t hi s   s e c t i o n ,   w e   d e s c r i b e   t h e   pr o c e dur e   fo r   de f i n i t i o n   o f   g oo fe a t u r e s .   T h i s   m e t h o c on s i s t s   of   i m a ge   e nh a n c e m e nt ,   s e gm e n t a t i o n   a n d   t r a c ki ng  pr o c e s s e s   us i n o pt i c a l   f l ow .   F i gur e   s h o w s   t he   s y s t e m   di a gra m   t ha t   ha s   b e e n   de ve l o pe d   t i m p l e m e nt   t h e   o b j e c t i ve s   of   t hi s   s t u dy .           F i gu r e   1 .   S y s t e m   de s i gn       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Im pl e m e nt a t i o o f   o pt i c a l   f l o w good  f e a t ur e   d e f i ni t i on   f or   t r ac k i ng   of   he ar t   c a v i t y   ( A nw ar )   1059   2. 1 .       H e ar t   M o v e m e n A s s e s s m e n t   A s s e s s m e n t   o f   f un c t i o n   i n   t h e   l e f t   v e n t ri c l e   i s   us ua l l y   by   e s t i m a t i n t h e   pe r c e nt a ge   o f   b l oo r e l e a s e duri n t h e   f i na l   s y s t o l e   pr o c e s s   w i t h   t h e   t o t a l   f i n a l   di a s t o l e   vo l um e .   H e a r t   c o n di t i o n   a s s e s s m e n t   c a n   a l s o   b e   do n e   v i s ua l l y   b a s e o n   t h e   l e f t   v e n t r i c ul a r   m o v e m e n t .   P a ndi a n   [9]   de s c r i b e s   t h e   a s y m m e t ri c a l   m o ve m e n t   o t h e   l e f t   v e n t r i c ul a r   w a l l ,   gi v i n a n   i n d i c a t i o n   o f   c a r d i a c   a b n o r m a l i t i e s .   A c c o r di n t o   Ca t h e ri n e   O t t o   [15] t h e r e   a r e   fo ur   qua l i t a t i v e   s c a l e s   us e fo r   a s s e s s m e n t   i n   t h e   m o ve m e n t   o f   t h e   h e a r t   w a l l .   Q u a l i t a t i v e   s c a l e   of  a s s e s s m e n t   o f   h e a r t   m o v e m e n t   a s   s h o w n   i T a b l e   1 .       T a b l e   1 .   Q u a l i t a t i v e   S c a l e   o f   A s s e s s m e n t   o f   H e a r t   M o ve m e nt   No   W a l l   M o v e m e n t   D e f i n t i o n   1   N o r m a l   M o v e m e n t   o t h e   h e a rt   w a l l   t o w a r d s   t h e   c e n t e a n d   t h i c k e n i n g   o t h e   w a l l   d u ri n g   s y s t o l e   2   H y p o k i n e t i c s   T h e   a m p l i t u d e   o t h e   h e a r t   w a l l   m o v e m e n t   d u ri n g   s y s t o l e   d e c r e a s e s   < 5 m m ,   d e l a y s   i n   t h e   o n s e t   o c o n t ra c t i o n s   a n d   r e l a x a t i o n   3   A k i n e t i c   M o v e m e n t   o t h e   h e a rt   w a l l   t o   t h e   c e n t e r   d u ri n g   s y s t o l e   d o e s   n o t   o c c u r   4   D y s k e n e t i c   M o v e m e n t   o u t   d u ri n g   s y s t o l e       2. 2 .       I m age   En h an c e m e n t   T h e   di f f e r e n c e   be t w e e n   t h e   w a l l   a n t h e   h e a rt   c a v i t y   pr o duc e by   a n   e c h o c a r di o g r a p h i c   de v i c e   i s   n o t   t o o   c l e a r   f o r   a n   i de nt i f i c a t i o n .   T h e r e f o r e ,   t h e   di f fe r e n c e   b e t w e e n   t h e   w a l l   a n t h e   h e a rt   c a v i t y   n e e ds   t o   be   s t r e n g t h e n e d .   T h e   e c h o c a r di o g r a p hi c   i m a ge   n e e ds   t be   i m pr o v e s i n c e   i t   c o n t a i n s   s pe c kl e   n o i s e   a n h a s   un b a l a n c e b r i g h t n e s s   t h a t   c a n   i n t e r f e r e   w i t h   t h e   e xa m i na t i o n.   T h e   us e   o a   m e di a n   f i l t e r   de e m e s ui t a b l e   fo r   t h i s   c a s e T h e   w o r ki n p ri n c i pl e   o f   t h e   m e di a n   f i l t e r   i s   s pa t i a l   p r o c e s s i n t o   de t e r m i n e   t h e   pi xe l s   i n   t h e   i m a ge   t h a t   a r e   a f f e c t e by   s pe c kl e   n o i s e [8] A f t e r   t h e   s pe c kl e   n o i s e   w a s   r e duc e d,   t h e   c l a ri t y   of   t h e   i m a ge   s t i l l   n e e ds   t o   i m p r o ve ,   t o   c l a ri fy   t h e   pa rt   b e t w e e n   t h e   w a l l   a n t h e   h e a rt   c a v i t y .   H i gh - b o o s t   f i l t e r s   a r e   us e t i m p r o ve   hi g h - f r e que n c y   c o m po n e n t s   w hi l e   m a i nt a i ni n l o w - f r e que nc y   c o m po n e n t s .   T hi s   H i g h - b oo s t   f i l t e s ha r pe n s   t h e   e dge s   of   i m a ge s   a n o b t a i n s   c l e a r e r   i m a ge s   [16] .   T h e   h i g h - b o o s t   f i l t e r   c a n   b e   e xpr e s s e a s   ( , ) G mn ,   w h e r e   A   i s   t h e   ga i n   a n d   ( , ) F mn   i s   t h e   o ri gi na l   i m a ge .     ( , ) ( , ) ( , ) . ( ) m n m n m n G A F l o w p a s s F    (1 )     ( , ) ( , ) ( , ) ( , ) ( 1 ). [ ( )] m n m n m n m n G A F F l o w p a s s F   (2)     ( , ) ( , ) ( , ) ( 1 ). ( ) m n m n m n G A F h i g h p a s s F   (3)     A   m o r p h o l o g y   o p e r a t i o n   w a s   pe r f o r m e i o r de r   t o   r e duc e   t h e   n o i s e   i a   g ra y s c a l e   i m a ge   f r o m   t h e   r e s ul t   o f   a   h i g h - b oo s t   f i l t e r .   M o r p h o l o g y   i s   us e t o   i m pr o v e   t h e   s ha pe   o f   i m a ge s ,   c o m b i na t i o of  m o r p h o l o g y   o pe n i ng  (4)   a nd  c l o s i n ( 5)  w a s   us e t o   de a l   w i t n o i s e .   M o r p h o l o g y   o pe n i ng  a n c l o s i n c a b e   e xpr e s s e a s AB , AB ,   w h e r e   i s   t h e   r e s ul t   h i g h - b oo s t   f i l t e a nd  i s   t h e   s t r uc t u ri n g   e l e m e nt .     ( ( ) ) A B A B B   (4)     ( ) ( ) A B A B B   (5)     2. 3 .       I m age   S e gm e n tat i o n   A ppr o a c h   t o   i m a ge   p r o c e s s i n w i t h   a   b a c kg r o u n s ub t r a c t i o n   c a n   de t e c t   m o v i n g   t a rge t s   e f f i c i e n t l y   a n e ff e c t i v e l y   a s   c o m pa r e t o   t h e   t ra di t i o n a l   a pp r o a c h e s   [17] .   T h i s   s t udy   us e s   a n   i m a ge   s e gm e n t a t i o n   a pp r o a c h   t o   o b t a i n   c a v i t y   c o n t o ur s   a s   a   go o f e a t ur e .   I t hi s   m e t h o d,   t h e   go o fe a t u r e   w a s   de f i n e o n l y   i n   t h e   f i r s t   f ra m e .   F u rt h e rm o r e ,   t h e   w h o l e   f r a m e   w i l l   b e   pr o c e s s e by   o pt i c a l   f l ow   m e t h o d.   Im a ge   s e gm e nt a t i o s t a ge   us e s   t hr e s h o l di n g ,   c a nn y ,   r e gi o a r e a   a nd  c o l l i n e a m e t h o ds   t o   ge t   t h e   c o n t o ur  o f   t h e   h e a rt   c a v i t y   [8] G l o b a l   t hr e s h o l d i n m e t h o w a s   us e t pe r fo r m   s e gm e nt a t i o n   o t h e   h e a r t   c a v i t y .   T h e   r e s ul t   of   gl ob a l   t hr e s h o l di ng  i s   a   b i n a r y   i m a ge   w h i c h   ha s   a   di f f e r e n c e   a s   a   b ounda r y   be t w e e n   t w o   di ff e r e n t   r e gi o n s   i n   i m a ge s .   G l o b a l   t hr e s h o l d i n g   c a n   b e   e xp r e s s e a s   ( , ) g x y ,   w h e r e   ( , ) p x y i s   t h e   i n pu t   i m a ge   a n d   i s   t h e   t hr e s h o l d.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   18 ,   N o .   2 M a y   20 2 :     1057   -   1 065   1060   0 , ( , ) ( , ) 1 , ( , ) p x y T g x y p x y T   (6)     T h e   Ca nn y   f i l t e i s   a n   a l go r i t h m   t ha t   us e t o   de t e c t   e dge s   o s h a pe   o b j e c t s   c o n t a i n e i a n   i m a ge .   Ca nn y   f i l t e r s   c a b e   e xpr e s s e by   (7 - 10).     * S G I                                 22 2 1 e x p 2 2 xy G        (7)     T xY S S S S S xy        (8)     22 xy S S S                         1 ta n y x S S   (9)     S T h r e s h o l d    (10)     T h e   r e s ul t s   o f   de t e c t i o n   us i ng  a   c a nn y   f i l t e h a v e   n o t   b e e n   a b l e   t o   ob t a i n   t h e   de s i r e c o nt o ur,   t h e r e   i s   a   s m a l l   n o i s e   i n   s o m e   pa r t s .   T o   r e m o v e   t h e   n o i s e ,   a   r e gi o n   a r e a   c a l c ul a t i o n   w a s   pe r f o r m e t o   e l i m i n a t e   t h e   a r e a   w i t h   l o w   v a l ue .   Co n t o u r   w h i c h   ha s   a n   a r e a   o f   l e s s   t h a 100,   w i l l   b e   r e m o v e c o n s i de r i ng   i t   i s   n o t   pa rt   of  t h e   h e a r t   w a l l   c a v i t y .   R e gi o n   a r e a   a s   s h o w n   i F i gu r e   2.           F i gu r e   2 .   R e gi o n   a r e a       T h e   r e s ul t s   f r o m   t h e   r e gi o n   a r e a   i n d i c a t e   t ha t   a   l a r ge   p a r t   o f   t h e   n o i s e   c a nn o t   b e   r e m o v e d,   t h us   a n   i m p r o v e m e n t   n e e ds   t o   b e   do n e   t o   r e m o v e   l a r ge   n o i s e   i t h e   c o n t o u r   a r e a   us i ng  t h e   c o l l i n e a r   m e t h o d.     T h e   e qua t i o n   o f   c o l l i n e a r   de s c r i b e i n   ( 11).   T h e   c o l l i n e a r   m e t h o i s   a pp l i e i f   t h e r e   a r e   t hr e e   o r   m o r e   po i nt s   i n   a   s t ra i g ht   l i n e   [13] .   T h e   t h i rd  o n e   w i l l   b e   d e t e c t e a s   a n   u nn e c e s s a r y   p o i n t   a n w i l l     b e   r e m o ve d.     1 2 3 2 3 1 3 1 2 ( ) ( ) ( ) 0 x y y x y y x y y   (11)     2. 4 .       G o o d   F e atu r e   D e fi n i ti o n   T h e   h e a rt   c a v i t y   c o n t o ur   t ha t   ha s   b e e n   o b t a i n e f r o m   t h e   s e gm e nt a t i o n   m e t h o w i l l   b e   goo f e a t ur e s   i n   o pt i c a l   f l o w .   H ow e v e r   n o t   a l l   c o n t o u r   l i n e s   a r e   us e fo r   t ra c ki n i t h e   n e xt   f ra m e ,   t h e   m e t h o p r o po s e i n   t h i s   s t udy   i s   t o   f i n t h e   di s t ri b ut i o o f   c o n t o ur   po i nt s .   T h e   po i nt s   o b t a i n e a r e   go o f e a t ur e   i s   us e a s   a n   i n i t i a l i z a t i o po i nt   i o pt i c a l   f l o w   t o   t r a c t h e   m o ve m e n t   o f   t h e   h e a r t   w a l l .   A pp r o a c h   t o   o b t a i n   go o fe a t ur e   s t a ge   us e s   m i n i m u m   a r e a   a n i nt e r s e c t i o n   v e c t o r .   T h e   m e t ho of   m i n i m u m   a r e a   i s   a n   a l go r i t hm   t h a t   c a n   b e   S m o o t h   by   G a us s i a   Co m put e   x   a n d   y   de r i v a t i v e s   Co m put e   g ra di e n t   m a g ni t u de     a n d   o ri e nt a t i o n     T hr e s h o l d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Im pl e m e nt a t i o o f   o pt i c a l   f l o w good  f e a t ur e   d e f i ni t i on   f or   t r ac k i ng   of   he ar t   c a v i t y   ( A nw ar )   1061   us e t s o l v e   o pt i m i z a t i o n   p r o b l e m s   i n c l udi n f i n di ng  t h e   w i dt h   o r   di a m e t e r   of   a   c o n t o ur.   T h i s   f un c t i o c a l c ul a t e s   t h e   a n gl e   o e a c h   po i n t   b e t w e e n   t h e   s i de   of  t h e   s qua r e   l o c a t e a bov e   a n t h e   e dge   of  t h e   c o n t o ur   [18] .   T h e   w o r ki n p r i n c i pl e   o m i ni m um - a r e a   w i t h   r o t a t i n r e c t a n g l e   s qua r e s   a t   e a c h   c o rn e r   t o   f i n t h e   m i ni m u m   v a l ue   a nd  c a l c ul a t e   a r e a 1 A ,   upd a t e   t h e   m i ni m u m   a r e a   a n d   s a v e   t h e   c u rr e n t   r e c t a n g l e   i f   1 m i n AA .             (a )   (b )   (c )     F i gu r e   3 .   ( a )   M i n i m u m   a r e a ,   (b M i n i m u m   a r e a   r e s ul t ,   (c I n t e r s e c t i o n   v e c t o r       Int e r s e c t i n l i n e s   a r e   us e t o   de f i n e   goo fe a t ur e s ,   w hi c h   a re   ob t a i n e f r o m   t h e   i n t e r s e c t i o n   o f   l i n e s   o n   t h e   c o nt o ur   b y   t a ki n a   m i ni m um   l i n e   o f   r e c t a n gul a r   o n   t h e   l e f t   a nd  ri g h t   s i de s .   T h e   go o f e a t ur e s   a r e   us e a s   i ni t i a l i z a t i o po i n t s   i o pt i c a l   f l o w   t o   t ra c t h e   m o v e m e n t   of   t h e   h e a r t   w a l l .         2. 5 .       O p ti c al   F l o w   M ov e m e n t s   i t h e   s p a c e   c a b e   de s c r i b e a s   a r e a s   o f   m o t i o n   a n d   a r e   e m b o di e t hr o ug h   t h e   g r a d i e n t   of   di f fe r e n t   g ra y s c a l e   di s t r i b ut i o n .   T h e   m o t i o f i e l i s pa c e   i s   t ra n s f o r m e i nt o   a n   i m a ge ,   i s   k n o w n   a s   a o pt i c a l   f l ow   f i e l t ha t   s h o w s   t e c h ni que s   f o r   c h a ra c t e ri z i n g   i m a ge   m o t i o n   [19] .   T h e   w o r ki n p ri n c i pl e   o o pt i c a l   f l ow   i s   n e i g h b o r i n p i xe l s   h a v e   s i m i l a r   m o t i o n,   a n p i xe l   i nt e n s i t i e s   of   a n   o b j e c t   do  n o t   c h a nge   b e t w e e n   c o n s e c ut i v e   f r a m e s .   O p t i c a l   f l ow   w o r ks   o n   s e v e r a l   a s s um pt i o n s ,   t h e   pi xe l   i nt e n s i t i e s   o f   a o b j e c t   d n o t   c h a n ge   b e t w e e n   c o n s e c ut i v e   f r a m e s   a n n e i g h b o r i n p i x e l s   ha v e   s i m i l a m o t i o n .   W h e r e ,   c o n s i de a   pi xe l ( , , ) I x y t i n   f i r s t   f ra m e   a n d   i t   m o ve s   by   di s t a n c e   ( , ) xy  i n   n e xt   f r a m e   t a ke n   a f t e r t ,   t h us   s i n c e   t h o s e   pi xe l s   a r e   t h e   s a m e   a n d   i nt e n s i t y   do e s   n o t   c ha n ge ,   c a n   b e   e xp r e s s e d   by   (12).     ( , , ) ( , , ) I x y t I x x y y t t   (12)     T h e n   t a ke   t a y l o r   s e r i e s   a pp r o xi m a t i o n   o f   r i g ht - ha n s i de ,   r e m o ve   c o m m o n   t e r m s   a n d i v i de   by   t t o   ge t   t h e   f o l l o w i n (13 ):     0 x y t f u f v f   W h e r e   ; ; xy ff ff xy xy uv tt         (13)     A s   s h o w n   i n   (13)  i s   c a l l e o pt i c a l   f l ow   e qua t i o n,   T h e r e i c a n   b e   fo un d f x a nd  f y   t h e y   a r e   i m a ge   gra di e nt s .   S i m i l a rl y ,   f t   i s   t h e   g r a di e n t   a l o n t i m e .   H ow e v e r ,   t h e ( , ) uv v a l ue   i s   u n k n o w n .   T h e r e fo r e   s e ve r a l   m e t h o ds   a r e   p r o v i de t o   s o l ve   t hi s   p r o b l e m   a n o n e   o f   t h e m   i s   L uc a s - K a n a de .   T hi s   m e t h o us e s   a   3x3  p a t c a r o un t h e   po i n t .   T h us   a l l   t h e   po i n t   h a v e   t h e   s a m e   m o t i o n.   F i n ,, f f f x y t f o r   t h e s e   p o i n t s .   B e l ow   i s   t h e   f i n a l   s o l ut i o w h i c h   i s   t w o   e qua t i o n - t w o   unk n o w n   p r o b l e m   a n d   s o l v e   t o   ge t   t h e   s o l ut i o n .     1 2 2 , , , , ii i i i ii i i i xt x x y i ii yt x y y i ii ff f f f u v ff f f f                (14)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   18 ,   N o .   2 M a y   20 2 :     1057   -   1 065   1062   3.   R ES U LTS   A N D   A N A L Y S I S   3. 1 .       I m age   En h an c e m e n R e s u l t   T h e   r e s ul t s   o f   t h e   i m a ge   e nh a n c e m e n t   p r o c e s s   i n   e a c h   s t e a r e   s h o w n   i n   F i g u r e   4.   T h e   e c h o c a r di o g r a p hi c   i m a ge   n e e ds   t o   b e   i m pr o v e s i n c e   i t   c o n t a i n s   n o i s e   a nd  h a s   u n b a l a n c e b ri g h t n e s s   t ha t   c a n   i n t e r f e r e   w i t h   t h e   e xa m i na t i o n.   T hi s   t y p e   of   n o i s e   i n   e c h o c a rdi o gra p h i c   i m a ge s   i s   c a l l e s pe c kl e   n o i s e ,   w h i c h   i s   c a us e by   a n   e rr o r   i n   t h e   p r o c e s s   of   t r a n s m i t t i ng  da t a ,   c a us i n i m a ge   da t a   h a s   a   l o t   o f   n o i s e .   F i r s t   i s   t o   i m p r o v e   t h e   i m a ge   us i n a   m e di a n   f i l t e r   w i t h   27x27  ke rn e l s   t o   r e duc e   s pe c kl e   n o i s e   i n   e c h o c a r di o g r a p h y   i m a ge s .   T h e   us e   o f   l a r ge   ke rn e l   r e s ul t s   i n   b l u rr e i m a ge s ,   h o w e ve r   s t i l l   r e t a i n i ng  t h e   i m a ge   e dge   po r t i o n   a nd  i m p r o v e   t h e   l i n e   e dge   c a v i t y   [8] .   H i gh - b o os t   f i l t e r   a nd  m o r p h o l o g y   o pe r a t i o n   a r e   us e t o   c l a r i f y   t h e   di f fe r e n c e   b e t w e e n   t h e   c a v i t y   a n h e a rt   w a l l .   I t hi s   m e t ho d,   t h e   h e a r t   c a v i t y   w i l l   b e c o m e   da r ke r   a n d   t h e   h e a rt   w a l l   w i l l   b e c o m e   b r i g h t e r.         (a )     (b )     (c )     (d)     F i gu r e   4 .   I m a ge   e nha n c e m e nt   r e s u l t .   ( a o r i g i n a l   i m a ge ,   (b m e di a f i l t e r e s ul t ,     (c h i g h - b o o s t   f i l t e r   r e s ul t ,   (d)   m o r p h o l o g y   r e s ul t       3. 2 .       I m age   S e gm e n tat i o n   R e s u l t   T h e   r e s ul t s   o f   t h e   i m a ge   s e gm e n t a t i o n   p r o c e s s   i n   e a c h   s t e a r e   s h o w n   i n   F i gu r e   5.   O n c e   t h e   di f fe r e n c e   b e t w e e n   t h e   c a v i t y   a n h e a rt   w a l l   c l e a r l y   v i s i b l e ,   t h e   n e xt   s t e i s   pe r f o r m i n t h e   s e gm e n t a t i o pr o c e s s   us i n gl o b a l   t hr e s h o l di ng.   G l o b a l   t hr e s h o l di n w a s   us e t o   s e gm e n t   t h e   h e a r t   c a v i t y .   T hi s   m e t h o pr o duc e s   a   b i n a r y   i m a ge   t ha t   h a s   a   l i n e   a s   a   b o un d a r y   be t w e e n   t w o   di ffe r e nt   r e gi o n s   i a n   i m a ge .   T h e   C a nn y   f i l t e r   i s   us e t o   o b t a i a e dge   l i n e   i t h e   h e a rt   c a v i t y .   T h e   r e s ul t s   o f   de t e c t i o n   us i n g   a   c a nn y   f i l t e r   ha v e   n o t   b e e n   a b l e   t o   o b t a i n   t h e   de s i r e c o n t o ur,   t h e r e   i s   s m a l l   c ont o ur   i n   s o m e   po i nt   o f   n o i s e .   R e gi o n   a r e a   a n d   c o l l i n e a a r e   us e t o   r e m o v e   s o m e   c o n t o ur  t ha t   i s   n o t   c a t e go ri z e a s   a   h e a rt   c a v i t y   [20] .         (a )     (b )     (c )     (d)     F i gu r e   5 .   I m a ge   s e gm e nt a t i o n   r e s ul t .   (a )   g l o b a l   t hr e s h o l di n g   r e s ul t ,   (b c a nn y   f i l t e r   r e s ul t ,     (c r e g i o a r e a   r e s ul t ,   ( d)  c o l l i n e a r   r e s ul t       3. 3 .       G o o d   F e atu r e   O p ti c al   F l o w     A   s t udy   of   f i n di ng  go o fe a t ur e s   t o   t r a c [2 1]   us i ng  o pt i c a l   f l o w   s h o w   t h a t   t h e   p r o po s e fe a t u r e   qua l i t y   m e a s ur e   h i g h l y   c o r r e l a t e s   w i t h   t h e   a c c u r a c y   i n   s t ruc t ur e   a n m o t i o n   e s t i m a t i o n .   I t hi s   r e s e a r c h ,     t h e   go o fe a t ur e   w a s   de f i n e o n l y   i n   t h e   f i r s t   f ra m e .   A p p r o a c h   t o   ob t a i n   go o f e a t ur e   s t a ge   us e s   m i n i m u m   a r e a   a nd  i nt e r s e c t i o n   v e c t o r .   T h e   r e s ul t s   o f   t h e   f i n a   go o f e a t u r e   p r o c e s s   i n   e a c h   s t e a r e   s h o w n   i F i gu r e   6 .   Int e r s e c t i n l i n e s   a r e   us e t o   de f i n e   go o fe a t u r e s ,   w h i c h   a r e   o b t a i n e f r o m   t h e   i n t e r s e c t i o n   o f   l i n e s   o n   t h e   c o n t o ur   by   t a ki ng  a   m i n i m u m   l i n e   o f   r e c t a n gu l a r   o n   t h e   l e ft   a n r i g h t   s i de s .   T h e   go o fe a t ur e s   a r e   us e a s   i n i t i a l i z a t i o po i n t   i o pt i c a l   f l o w   t o   t ra c t h e   m o v e m e n t   o f   t h e   h e a rt   w a l l .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Im pl e m e nt a t i o o f   o pt i c a l   f l o w good  f e a t ur e   d e f i ni t i on   f or   t r ac k i ng   of   he ar t   c a v i t y   ( A nw ar )   1063     (a )     (b )     (c )     (d)     F i gu r e   6 .   G o o f e a t ur e   r e s ul t .   (a m i ni m u m   a r e a   r e s ul t ,   (b i nt e r s e c t i o v e c t o r   r e s ul t ,     (c go o fe a t ur e   r e s ul t ,   (d b o u n d a r y   r e s ul t       T h i s   r e s e a r c h   p r o po s e t h e   de v e l o pm e n t   o f   a   h e a rt   w a l l   c a v i t y   t r a c ki n s y s t e m   a ut o m a t i c a l l y   us i n o pt i c a l   f l o w .   F i n d i n go o f e a t ur e s   i e c h o c a r d i o gra p hi c   v i de o s   a ut o m a t i c a l l y   f r o m   t h e   f o r m a t i o o f   c a v i t y   c o n t o ur s .   G o o f e a t ur e s   w i l l   b e   c o n t i n ue us i ng  o pt i c a l   f l o w   t o   de t e c t   a n t r a c t h e   m o v e m e n t   o f   t h e   h e a rt   w a l l .   F i g u r e   7.   s h o w s   t h e   p r o po s e m e t h o c a n   t ra c w e l l   t h e   m o v e m e n t   o f   t h e   h e a rt   w a l l ,   w h i c h   i s   m a r ke w i t r e c o n t o u r s .                                                       (a )                                                                                             (b                                                                                           (c )               (d)                                                                                            (e )                                                                                             (f )               (g)                                                                                             ( h )                                                                                             (i )     F i gu r e   7 .   T r a c ki ng  o pt i c a l   f l ow   &   m a n u a l .   (a )   f ra m e   1,   (b f ra m e   2 ,   (c f ra m e   3,   (d)   f r a m e   4 ,   (e f ra m e   5 ,     (f f r a m e   6,   (g)   f ra m e   7 ,   ( h )   f r a m e   8 ,   ( i )   f r a m e   9       A f t e r   s e ve r a l   e xpe ri m e nt s ,   a   d i s c us s i o n   a b o ut   r e s ul t   o f   h e a r t   c a v i t y   i m a ge   p r o c e s s i n g,   de f i n i t i o go o d   f e a t ur e   a n t ra c ki n p r o c e s s e s   us i n t h e   o pt i c a l   f l ow .   F urt h e r m o r e ,   t h e   c a l c ul a t i o n   o c o n t o ur   s i m i l a r i t y   f r o m   t h e   p r o po s e m e t h o by   fo r m i ng  c o n t o u r   m a n u a l l y   us i ng  24  po i n t   i ni t i a l i z a t i o n   t o   dra w   t h e   h e a rt   c a v i t y T h e   m e a s u r e m e n t   us e s   e c h o c a r di o g r a p hi c   v i de o   da t a s e t s ,   e a c h   o f   w h i c h a s   10   f r a m e s .   F i g u r e   s h o w s   t h e   c o m pa ri s o n   r e s ul t s   of   m a n u a l l y   fo r m e c o n t o u r s   (gr e e n   l i ne a n c o n t o ur   f o r m a t i o n   f r o m   t ra c ki n r e s ul t s   w i t h   t h e   p r o po s e m e t h o ( r e l i n e ).   If   t h e r e   i s   a   r e c o nt o ur  l i n e   w h i c h   i s   o n   t h e   c o n t o u r   a r e a   g r e e n   l i n e   t h e a s   t r ue   po s i t i v e   (T P ).   If   t h e r e   i s   a   r e c o n t o ur   l i n e   o n   o ut s i de   t h e   c o n t o ur   a r e a   g r e e n   l i n e   t h e n   a s   f a l s e   po s i t i v e   (F P ).   If   t h e r e   i s   a   r e c o n t o u r   l i n e   t ha t   i s   n o t   i n   t h e   c o n t o ur  a r e a   g r e e n   l i n e   t h e n   a s   f a l s e   n e g a t i v e   (F N ).     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   18 ,   N o .   2 M a y   20 2 :     1057   -   1 065   1064   B a s e o n   T a b l e   2,   3 ,   4 ,   5 ,   6 ,   7   p r o po s e m e t h o s h o w s   t h e   c a l c ul a t i o n   r e s ul t s   w i t h   a   s e n s i t i v i t y   of   90%  a n a n   a c c ura c y   of   87. 4 51% .       T a b l e   2 .   M e a s u r e Co n t o u r   A r e a   D a t a   1   F ra m e   V i d e o   A r e a   C o n t o u r (P i x e l )   S e n s i t i v i t y   (% )   A c c u ra c y   (% )   TP   FP   FN   1   1 5 8 5 8   365   982   9 4 . 1 7   9 2 . 1 7   2   1 4 6 2 7   161   1901   8 8 . 5 0   8 7 . 6 4   3   1 1 3 4 1   247   1349   8 9 . 3 7   8 7 . 6 6   4   9749   43   1013   9 0 . 5 9   9 0 . 2 3   5   7793   238   632   9 2 . 5 0   8 9 . 9 6   6   5471   82   804   8 7 . 1 9   8 6 . 0 6   7   4185   78   1226   7 7 . 3 4   7 6 . 2 4   8   3936   200   480   8 9 . 1 3   8 5 . 2 7   9   3619   104   772   8 2 . 4 2   8 0 . 5 1   10   3448   606   290   9 2 . 2 4   7 9 . 3 7     T a b l e   3 .   M e a s u r e Co n t o u r   A r e a   D a t a   2   F ra m e   V i d e o   A r e a   C o n t o u r (P i x e l )   S e n s i t i v i t y   (% )   A c c u ra c y   (% )   TP   FP   FN   1   1 8 2 0 3   19   1831   9 0 . 8 6   9 0 . 7 7   2   1 7 7 1 8   185   1812   9 0 . 7 2   8 9 . 8 7   3   1 7 3 7 2   72   2031   8 9 . 5 3   8 9 . 2 0   4   1 6 8 4 9   49   2695   8 6 . 2 1   8 5 . 9 9   5   1 5 9 0 5   90   1993   8 8 . 8 6   8 8 . 4 2   6   1 5 4 5 6   46   2042   8 8 . 3 3   8 8 . 1 0   7   1 4 6 6 7   39   1981   8 8 . 1 0   8 7 . 8 9   8   1 4 0 8 9   22   2449   8 5 . 1 9   8 5 . 0 8   9   1 3 7 0 6   55   2474   8 4 . 7 1   8 4 . 4 2   10   1 3 4 5 0   49   2127   8 6 . 3 5   8 6 . 0 7         T a b l e   4 .   M e a s u r e Co n t o u r   A r e a   D a t a   3   F ra m e   V i d e o   A r e a   C o n t o u r (P i x e l )   S e n s i t i v i t y   (% )   A c c u ra c y   (% )   TP   FP   FN   1   1 2 5 0 6   211   1290   9 0 . 6 5   8 9 . 2 8   2   1 3 2 3 6   74   1314   9 0 . 9 7   9 0 . 5 1   3   1 3 4 3 3   460   915   9 3 . 6 2   9 0 . 7 1   4   1 2 1 9 1   289   1169   9 1 . 2 5   8 9 . 3 2   5   1 1 0 7 3   439   875   9 2 . 6 8   8 9 . 3 9   6   1 0 1 2 4   230   808   9 2 . 6 1   9 0 . 7 0   7   8969   178   1462   8 5 . 9 8   8 4 . 5 4   8   7746   75   1533   8 3 . 4 8   8 2 . 8 1   9   6913   166   1090   8 6 . 3 8   8 4 . 6 2   10   6229   13   1585   7 9 . 7 2   7 9 . 5 8         T a b l e   5 .   M e a s u r e Co n t o u r   A r e a   D a t a   4   F ra m e   V i d e o   A r e a   C o n t o u r (P i x e l )   S e n s i t i v i t y   (% )   A c c u ra c y   (% )   TP   FP   FN   1   1 8 1 6 7   29   1641   9 1 . 7 2   9 1 . 5 8   2   1 7 8 0 1   125   1497   9 2 . 2 4   9 1 . 6 5   3   1 7 2 5 8   24   2696   8 6 . 4 9   8 6 . 3 9   4   1 6 3 5 2   34   2038   8 8 . 9 2   8 8 . 7 5   5   1 5 2 8 0   23   1918   8 8 . 8 5   8 8 . 7 3   6   1 4 9 4 5   48   1816   8 9 . 1 7   8 8 . 9 1   7   1 4 0 9 3   95   1699   8 9 . 2 4   8 8 . 7 1   8   1 4 1 9 6   16   2077   8 7 . 2 4   8 7 . 1 5   9   1 3 5 1 7   113   1482   9 0 . 1 2   8 9 . 4 5   10   1 3 0 8 0   31   2374   8 4 . 6 4   8 4 . 4 7         T a b l e   6 .   M e a s u r e Co n t o u r   A r e a   D a t a   5   F ra m e   V i d e o   A r e a   C o n t o u r (P i x e l )   S e n s i t i v i t y   (% )   A c c u ra c y   (% )   TP   FP   FN   1   2 2 9 0 8   3539   239   9 8 . 9 7   8 5 . 8 4   2   2 2 0 6 4   2788   898   9 6 . 0 9   8 5 . 6 9   3   2 2 6 0 8   1428   726   9 6 . 8 9   9 1 . 3 0   4   2 0 4 2 9   1680   693   9 6 . 7 2   8 9 . 5 9   5   1 8 9 8 1   2121   319   9 8 . 3 5   8 8 . 6 1   6   1 7 3 7 7   2158   553   9 6 . 9 2   8 6 . 5 0   7   1 5 2 8 6   2081   755   9 5 . 2 9   8 4 . 3 5   8   1 4 0 8 1   2256   479   9 6 . 7 1   8 3 . 7 4   9   1 2 6 3 5   1717   655   9 5 . 0 7   8 4 . 1 9   10   1 2 2 2 7   1456   1196   9 1 . 0 9   8 2 . 1 8         T a b l e   7 .   M e a s u r e Co n t o u r   A r e a   D a t a   6   F ra m e   V i d e o   A r e a   C o n t o u r (P i x e l )   S e n s i t i v i t y   (% )   A c c u ra c y   (% )   TP   FP   FN   1   2 1 4 6 9   220   1479   9 3 . 5 5   9 2 . 6 7   2   2 1 2 4 1   146   921   9 5 . 8 4   9 5 . 2 2   3   2 0 1 2 4   46   1677   9 2 . 3 1   9 2 . 1 1   4   1 7 7 2 6   9   2284   8 8 . 5 9   8 8 . 5 5   5   1 6 9 1 3   121   1717   9 0 . 7 8   9 0 . 2 0   6   1 6 6 2 8   27   2016   8 9 . 1 9   8 9 . 0 6   7   1 5 7 5 3   20   2588   8 5 . 8 9   8 5 . 8 0   8   1 5 4 7 9   4   2312   8 7 . 0 0   8 6 . 9 9   9   1 5 4 9 4   20   1600   9 0 . 6 4   9 0 . 5 3   10   1 5 2 5 3   33   2492   8 5 . 9 6   8 5 . 8 0         4.   C O N C LU S I O N     T h i s   s t udy   pr o po s e s   t h e   de ve l o pm e n t   o f   a   h e a r t   w a l l   c a v i t y   t r a c ki ng  s y s t e m   a ut o m a t i c a l l y   us i n o pt i c a l   f l ow .   T o   ob t a i n   a   go o f e a t ur e   r e qui r e s   s e ve r a l   s t a g e s .   T h e   f i r s t   s t a ge   pe r f o r m s   i m a ge   e nh a n c e m e n t ,   us i n a   m e di a n   f i l t e r   w i t h   27x27  ke rn e l s   t o   r e duc e   s p e c kl e   n o i s e   i n   e c h o c a rdi o gra p h y   i m a ge s .   T o   c l a ri fy   t h e   di f fe r e n c e   be t w e e n   t h e   w a l l   a n t h e   h e a r t   c a v i t y ,   t h e   i m a ge   e nh a n c e m e n t   s uc h   a s   h i g h - b oo s t   f i l t e r   a nd  m o r p h o l o g y   n e e d s   t o   be   pe r fo r m e d.   I m a ge   s e gm e nt a t i o n   s t a ge   us e s   gl ob a l   t hr e s h o l di n g ,   c a nn y ,   r e gi o n   a r e a   a n c o l l i n e a m e t h o ds   t o   ge t   t h e   c o nt o ur   o f   t h e   h e a rt   c a v i t y .   Int e r s e c t i n l i n e s   a r e   us e t o   de f i n e   go o d   f e a t ur e s ,   w h i c h   a r e   o b t a i n e f r o m   t h e   i nt e r s e c t i o n   o f   l i n e s   o n   t h e   c o n t o ur   b y   t a ki n a   m i ni m um   l i n e   of  r e c t a n g ul a r   o n   t h e   l e f t   a n d   r i g h t   s i de s .   G o o f e a t ur e s   w i l l   b e   c o n t i n ue us i ng  o pt i c a l   f l o w   t o   de t e c t   a n t r a c k   t h e   m o ve m e n t   o f   t h e   h e a rt   w a l l .   T h e   p r o po s e m e t h o s h o w s   t h e   c a l c ul a t i o n   r e s ul t s   w i t h   a   s e n s i t i v i t y   of   90%   a n a a c c u r a c y   o f   87. 451%.       A C K N O WL ED G E M EN TS   T h e   a u t h o r s   w o ul l i ke   t o   t h a n k   a l l   t h e   m e m b e r s   o f   t h e   S V G   ( S i g n a l ,   V i s i o n ,   a n d   G r a p hi c s l a b o r a t o r i e s   a nd  L P M   P e n a l a ra U N M   fo r   t h e i r   s up po r t   a nd  gui da n c e   i n   t h i s   r e s e a r c h.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Im pl e m e nt a t i o o f   o pt i c a l   f l o w good  f e a t ur e   d e f i ni t i on   f or   t r ac k i ng   of   he ar t   c a v i t y   ( A nw ar )   1065   R EF ER EN C ES     [ 1]   A m e r i c a H e a r t A s s o c i a t i o n,   W ha t   i s   C a r d i o v a s c ul a r   D i s e a s e ,   2 014.   [ 2]   M .   S e c ke r di e c k,   P .   H o l l e r ,   P .   S m e t s ,   a nd  G .   W e s s ,   S i m ps o n’ s   m e t ho o f   di s c s   i S a l uk i s   a nd  W h i pp e t s :   E c hoc a r di o g r a phi c   r e f e r e nc e   i n t e r v a l s   f o r   e nd - di a s t o l i c   a nd  e nd - s y s t o l i c   l e f t   v e nt r i c ul a r   v o l um e s ,   J .   V e t .   C a r di ol . v o l .   17,   no .   4 ,   pp.   2 71 2 81 ,   2 015 .   [ 3]   M .   T a w f i k   G ha n e m ,   L .   E .   A l l a m ,   a n R .   S a m i r   A hm e d,   C a r di a c   r e s y nc hr o ni z a t i o t he r a py   i pa t i e n t s   w i t h e a r t   f a i l u r e   a nd  m o de r a t e l y   r e duc e e j e c t i o f r a c t i o n:   C o ul i t   t r i g g e r   a   s up e r - r e s po ns e ? ,   I nd i an  H e ar t   J . ,   no .   xx xx ,     pp.   4 9,   20 19.   [ 4]   N .   N a kphu   e t   a l . ,   A p i c al   f o ur - c ham be r   e c hoc ar d i og r ap hy   s e gm e nt at i on  us i ng   M ar k e r - c o nt r ol l e W at e r s he d   s e gm e nt at i on ,   I E C B E S   201 4,   C on f .   P r oc .   -   2014   I E E E   C o nf .   B i o m e d.   E ng .   S c i .   M i r i ,   W he r e   E ng .   M e d .   B i o l .   H um a ni t .   M e e t ,   no .   D e c e m b e r ,   pp .   6 44 6 47 ,   2 014 .   [ 5]   R .   S i g i t ,   C .   A .   R o j i ,   T .   H a r s o no ,   a nd  S .   K us w a di ,   I m pr o v e e c h o c a r di o g r a ph y   s e g m e nt a t i o us i ng   a c t i v e   s h a pe   m o de l   a nd  o pt i c a l   f l o w ,   T E L K O M N I K A   ( T e l e c om m uni c at i on   C om put .   E l e c t r on .   C on t r o l . ,   v o l .   1 7,   no .   2 ,     p p .   80 9,   20 19.   [ 6]   R .   S i g i t ,   A .   R .   B a r a kba h,   I .   A .   S ul i s t i j o no ,   a n A .   S .   A z i z ,   A ut o m a t i c   c a r di a c   s e g m e n t a t i o us i ng   t r i a ng l e   a n o pt i c a l   f l o w ,   I n done s .   J .   E l e c t r .   E ng .   C om put .   Sc i . ,   v o l .   8 ,   no .   2,   p p.   315 326 ,   201 7.   [ 7]   R .   S i g i t ,   A .   R .   B a r a kb a h ,   a nd  I .   A .   S ul i s t i j o no ,   I m pr o v e s e gm e nt a t i o o f   c ar d i a c   i m age   us i ng   t r i a ngl e   a nd  p ar t i a l   M on t e   C ar l o ,   i n   201 I nt e r n a t i o na l   C o nf e r e nc e   o K no w l e dg e   C r e a t i o a nd  I nt e l l i g e nt   C o m put i ng ,   K C I C   2016 2017 .   [ 8]   A .   A nw a r ,   R .   S i g i t ,   A .   B a s u ki ,   I .   P .   A di ,   a n S .   G una w a n,   A ut o m a t i c   S e g m e nt a t i o o f   H e a r t   C a v i t y   i E c hoc a r di o g r a phy   I m a g e s :   T w o   &   F o ur - C ha m be r   V i e w   U s i ng   I t e r a t i v e   P r o c e s s   M e t ho d,   P r oc .   -   I nt .   E l e c t r o n.   Sy m p.   K n ow l .   C r e at .   I n t e l l .   C om pu t .   I E S - K C I C   2019 ,   pp .   177 182 ,   2019 .   [ 9]   N .   G .   P a nd i a n,   D .   J .   S ko r t o n,   S .   M .   C o l l i ns ,   H .   L .   F a l s e t t i ,   E .   R .   B ur ke ,   a n R .   E .   K e r be r ,   H e t e r o g e ne i t y   o f   l e f t   v e nt r i c ul a r   s e g m e n t a l   w a l l   t h i c ke n i ng   a nd  e xc ur s i o i n   2 - di m e ns i o na l   e c ho c a r di o g r a m s   o f   no r m a l   hum a s ubj e c t s ,   A m .   J .   C a r di ol . ,   v o l .   51 ,   no .   10 ,   pp .   1667 167 3,   1 983 .   [ 10]   R .   S i g i t   a nd  E .   R o c hm a w a t i ,   Se gm e nt a t i on  e c hoc a r d i og r aph y   v i de us i ng  B - Sp l i ne   and  op t i c a l   f l ow ,   2016  I nt .   C o nf .   K no w l .   C r e a t .   I nt e l l .   C o m put .   K C I C   2016 ,   pp .   2 26 2 31 ,   2 01 7.   [ 11]   R .   S i g i t ,   T .   H a r s o no ,   a nd  B .   H .   A .   N o o r ,   H e a r t   v i de o   t r a c ki ng   s y s t e m   o l o ng   a xi s   v i e w ,   i n   P r oc e e di ngs   -   201 I nt e r n at i on al   E l e c t r o ni c s   Sy m p os i um ,   I E S   201 6 ,   20 17.   [ 12]   A .   A .   P r a t i w i ,   R .   S i g i t ,   D .   K .   B a s uki ,   a nd  Y .   H .   O k t a v i o no ,   I m p r o v e e j e c t i o f r a c t i o m e a s u r e m e n t   o c a r di a c   i m a g e   us i ng   o pt i c a l   f l o w ,   P r oc .   -   I n t .   E l e c t r on .   Sy m p .   K now l .   C r e at .   I n t e l l .   C om put .   I E S - K C I C   2 017 ,   v o l .     2017 J a n ua ry ,   pp .   295 300 ,   201 7.   [ 13]   A .   S .   A z i z ,   R .   S i g i t ,   A .   B a s uki ,   a n T .   H i da y a t ,   C a r d i a c   m o t i o ns   c l a s s i f i c a t i o o s e qu e nt i a l   P S A X   e c ho c a r di o g r a m ,   I ndo ne s .   J .   E l e c t r .   E n g.   C om pu t .   Sc i . ,   v o l .   12 ,   no .   3 ,   p p.   12 89 1 296 ,   2018 .   [ 14]   S .   S .   S e ng a r   a n S .   M ukho pa d hy a y ,   A   nov e l   m e t hod  f o r   m ov i n obj e c t   de t e c t i on   ba s e on  b l oc k   ba s e f r am e   di f f e r e nc i ng ,   2016   3 r d   I nt .   C o nf .   R e c e nt   A dv .   I nf .   T e c hno l .   R A I T   2016 ,   pp.   4 67 4 72,   2 016 .   [ 15]   C .   M .   O t t o ,   T e x t b ook   o f   C l i n i c a l   E c ho c ar d i o gr ap hy ,   5t h   e d.   S a und e r s ,   2 015 .   [ 16]   I .   P .   A .   S .   G una w a n ,   R .   S i g i t ,   a nd  A .   I .   G una w a n ,   V e i V i s ua l i z a t i o S y s t e m   U s i ng   C a m e r a   a nd  P r o j e c t o r   B a s e d   o D i s t a nc e   S e n s o r ,   2 018   I nt .   E l e c t r on .   Sy m p .   E ng .   T e c hno l .   A pp l .   I E S - E T A   20 18   -   P r oc . ,   pp .   1 50 156 ,   201 9.   [ 17]   S .   S .   S e ng a r   a nd  S .   M ukho pa dhy a y ,   F o r e g r o und  D e t e c t i o v i a   B a c kg r o und  S ubt r a c t i o a n I m pr ov e T hr e e - F r a m e   D i f f e r e nc i ng ,   A r ab .   J .   Sc i .   E ng. ,   v o l .   4 2,   no .   8,   p p.   36 21 3 6 33,   20 17.   [ 18]   Y .   T .   L i a n J .   S .   L i u ,   R e v i s i t   of   M i n i m um - A r e E nc l o s i n R e c t a ngl e   of   C o nv e x   P ol y gon ,   2 018  5t I nt .   C o nf .   C o nt r o l .   D e c i s .   I nf .   T e c hno l .   C o D I T   2018 ,   p p.   10 51 1 056 ,   2018 .   [ 19]   S .   S .   S e ng a r   a n S .   M u kho pa dhy a y ,   M o v i ng   o bj e c t   a r e a   de t e c t i o us i ng   no r m a l i z e s e l f   a d a pt i v e   o pt i c a l   f l o w ,   O pt i k   ( S t u t t g) . ,   v o l .   1 27,   no .   16 ,   pp .   6258 626 7,   20 16 .   [ 20]   R .   S i g i t ,   M .   M .   M us t a f a ,   A .   H us s a i n ,   O .   M a s ko n,   a n I .   F .   M .   N o h,   A ut o m a t i c   s e g m e n t a t i o o f   c a r di a c   c a v i t y   i m a g e s   us i ng   c o l l i ne a r   a nd  t r i a ng l e   e qu a t i o n,   i T e c hno l og i c a l   D e v e l opm e nt s   i N e t w or k i n g,   E d uc a t i on  a nd   A ut om a t i on ,   2010 .   [ 21]   C .   F e i c ht e n ho f e r   a nd  A .   P i nz ,   Spa t i o - t e m por a l   goo f e at ur e s   t t r ac k ,   i P r o c e e di ng s   o f   t he   I E E E   I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o C o m put e r   V i s i o n ,   20 13 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.