Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   8 , No .   6 ,  Decem ber   201 8 , p p.   4545 ~ 4553   IS S N: 20 88 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v8 i 6 . pp4545 - 45 53          4545       Journ al h om e page :  http: // ia es core .c om/ journa ls /i ndex. ph p/IJECE   An Autom atic ROI  of The Fun du s Photo graphy       Ju f ri ad if  Na `am 1 , Johan  H ar lan 2 , I r awa di Putr a 3 ,  Romi  Ha rdi anto 4 ,   Muti ana Pr ati w i 5   1,4,5 Facul t y   of  C om pute r  Scie n ce,  Univer si ta s Put ra  Indone si a  YP TK  Padang, I nd onesia   2 Facul t y   of  Com pute r  Sc ie nc e, U nive rsit as  Gunad arma  Depok, Ind onesia   3 Ophthal m ologi st,  Rum ah   Sakit Stroke   Nasion al B ukit ti ngg i, Indon esia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   Ma y  30 , 201 8   Re vised  Ju l  28 ,  201 8   Accepte d  Aug 3 , 2 01 8       The   Regi on  of  i nte rest  (ROI)  of  the   fundus  photogra ph y   is  an  important   t ask   in  m edi c al   imag e  proc essing.   It   cont a ins  a  lo t  of   informati on  r elate d  to  th e   dia gnosis  of  the  ret in al   dise ase .   So  the   determ ina ti on  of  thi s  ROI  is  a  v e r y   i nflue nt ial  first  step  in  fundus  image  proc essing  l at er .   Thi s  res ea r ch  proposed   a  thre shold  m et hod  of  segm ent at ion  to  d et e rm ine   ROI  of   the   fundus   photogra ph y   a utomati c al l y .   D at a  to  be  el a bora te d  wer e  the   fundus   photogra ph y ’s  of  13  pat ie nts,  c apt ure d  using  N onm y d7  c amera   of  Kow a   Com pan y   Lt d  i n  Dr.  M.  Djamil  Hos pit al ,   P ada ng.   The   res ult s  of  thi s   proc essing  could  det ermine  ROI  aut om at ic a lly .   Th e  aut om atic  cro ppin g   succ essfull y   om it s  as  m uch  as   po ss ibl e  the   non - m edi c al   ar ea s   show n  as  dar k  bac kground,  whi le   sti ll   m a int a ining  the  whole  m edi c al   areas,  co m prised  the   posteri or  pol e  o f  ret in a  ca ptur e d  through  th e  p upil .   Thus,   thi s  m et hod  is   hel pful  in  fur th er  image  proc essing  of  posteri o r  are as.   W e  ho pe  tha t  thi s  rese arc h   wil l  b e useful  for   rese a r che rs.   Ke yw or d:   Au t om atic   Fundus    Me dical  i m age    Re gion  of  i nter est  ( RO I)   The p os te rio r p ole of  reti na      Copyright   ©   201 8   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .    Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   Ju f riadif  N a `a m ,    Faculty  of Com pu te r  Scie nc e,   Un i ver sit as  Pu t ra In donesia  Y PTK   Pada ng,   Jl. Ray a Lub uk Begalu ng Pa da ng, 252 21 ,  Indonesia .   Em a il :  j uf ria difn aam @ gm ai l. com       1.   INTROD U CTION     Fundus  photog raphy  involv es   act ivit ie s  to  c aptu re  f undus  i m ages,  wh ic h  sh ows  the  i nner  poste rio r   par t  of  the  ey e,  com pr ise d  of  the  reti na,   the  op ti c  disc,  the   m acula  as  the  m ai n  structur e s  in  a  fu ndu s  i m age.  Fundus  im age  con ta in s  lots  of  inf or m at ion   fo r  op hth al m olo gists  co ncerni ng   m any  reti nal  al te rati on s  aff ect ed  by  ocu la r  as  w el l  as  extra - oc ular  diseases  or  healt h  d ist ur ban ce s,  su c h  a s  glauc om a,  macular  de ge nerat ion ,   pap il   edem a,  reti nal  detach m ent,  diabeti c  reti nopathy,  diabeti c  m aculop at hy,  hype r te ns ive  reti no pathy,     et c  [1 ] - [ 5].  For m erly   fu ndus   photog raphy  w ere  sel do m   to  be  pe rfor m ed,   as  m os t  op ht ha l m olo gists  pref er  to   hav e  direct  f un du s co py  exam i nation,  ho wev e r  in  the  era  of   e - healt h  a nd  th e  dev el op m ent  of   el ect r on ic   he al th   record s n owa da ys,  there   are   great er  te nd e nci es  to k ee p  dig it al   fun du s   im ag es  f or  la te r  e xa m inati on s  as we ll   as  m edical  d oc ume ntati on s .   View   of   the  poste rio r  pole   of   reti na  is  obt ai ned   by  passi ng   li ght  rays  thr ough  dilat ed   pupil,  an d  fun du s  im age  i s  then  capt ur e d  by  us ing   fun dus  cam era,  an  app a ratus  desi gn e d  ba sed  upon   the  form er  con ce pt  of   ordina ry  dir ect   ophth al m os co pe.   F undus   i m age  to  be  obta i ned   is  ci rc ular  in  s hap e ,  bu t  us ually   la id  upon  dark  rectan gula r  bac kgrou nd  as  sh own  in  Figure  1.  Wh e n  analy zi ng   obj ect s  in  an  im a ge,   it   is  necessary  to   disti nguish   the   obj ect s  of   inte rest  from   the  back gr ound  [6 ] ,  [7 ] .  The  da r k  backg rou nd   is  no t  nece ssary  f or   t he   ophth al m olo gi sts,  w hose  Re gi on   of  I ntere st  (ROI)  only   inc lud e  t he  ci rc ul ar  f undus   im a ge.   The   ob j ect ive  of   this  stud y  is  to  design   dig it al   i m age  pr ocess   to  ob ta in  the  ROI  of  ci rcu la r  fun du s  im age  autom atical l y.  The  backg rou nd   a r ea  can  ei the r  be   rem o ved   or  f il le d  with  pr e fe rr e d  c olour  of  the  ophth al m olo gist.  We  e xpe ct   that  the  res ults  will   m ake  it   easi er   for  the   op hth a l m olo gist  to  a na ly ze  and   im pr ov e   the  acc ur a cy   of   a naly zi ng  th e   obj ect s  i n  the   processe d  fun dus  im age.   I n  t he  fiel d  of   m edical   i m aging,   ra dio lo gists  a re  m or e  intere ste d  in  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  8 , N o.   6 ,  Dece m ber  2 01 8   :   4545   -   45 53   4546   ROI  t han  the   entire  im age  area,  beca us e  it   is  pa rt  of  t he   i m age  that  c onta ins  im po rta nt  in form at io n  as  a n   obj ect   of   a naly sis  [9 ] .   I n  a dd it io n,   t he  ROI  m easur e  c an  af fect  the  sensiti vity   and  sp eci fici ty   of  th e   cl assifi cat ion  i n  the  accu racy  of the a naly sis  [10].           Figure  1. N orm al  f undus im age str uctu re  [ 8]       Her e  is  s om e  stud y  that  pe rfor m s  i m age  pr ocessin g  on   th e  sel ect ion   of  RO I  on   m edical   i m ages.   Ar i bi  et   al   co nducted   a  st udy  of   aut om atic   ROI   on  t he  ki dn ey s  on  the   i m age  sci ntigra ph ic   im ages  us in g  HOG 3D  de scr iptor  [ 11] .  S ha n  et   al   us e d  th e  ROI   se gm entat ion   m ask  m et hod  on  the   li ver  in   the  im age  of  Com pu te rized  Tom og ra ph y  Scan  (CT - Sca n)   a nd  the  brai n  in  Ma gn et ic   Re so na nce  Im aging   (MRI )  [ 12 ] .   Gaidel  determ ines  the   RO I   of  the   lu ng   autom at ic al l y  on  CT - Sca n  i m ages  usi ng  a   he ur ist ic   im age   segm entat ion   al gorithm   [1 3] .  S har m a  condu ct e d  a  st udy  to  ch oose  t he  c orrect  si ze  of  recta ngul ar  RO I   m anu al ly   to  diff e ren ti at e  between   fat  an d  de ns e  ti ssu e  in  br east   im age  [ 10 ] .  Sim i la rly ,  Santony  et   al   [ 14 ]   a nd   sever al   st ud ie s   of   Na' a m   et   al  sel ect ively   selected  ROI  area s  for  m edical   i m ages  of   t he  s qu a re  [ 15] .  Wu   et   al   cond ucted  a  st ud y t o  sel ect  R OI   ar ea a uto m at ic al ly  u sing  t he  se gm entat ion  m et ho d  i n  a   br ai n  im age [ 16 ].   The  f ollow i ng  resea rch  is  t he   us e   of  R OI  i n  fun du s   im age  proce ssin g  t o  a naly ze  va ri ou s   diseases.  Ma ny  stud ie s  that  def i ne  ROI   based   on  pr oc essing  needs  by   cro ppin g  [ 17 - 2 4 ] .  Zah oor  et   al   con duct ed  a   stud y   of  opti cal   disc   sp ace   RO I  ta king  with  Po l ar  T ran s f or m   m et ho d  [ 25 ] .   Haleem   et   al   cond ucted   a  st ud y  of  op ti cal   disc  s pa ce  ROI  ta ki ng  with  Re gi on   Cl assifi cat ion   Mod el   (RCM )  [ 26 ] .  Ka rusul u  cond ucted  a  r esearch   to  detect   op ti cal   disk   area  auto m at ic ally  us in g  Mult i - le vel  Thr es holdi ng   m et ho d  [ 27 ] .  Mukher j ee   et   a l  cond ucted  a  re search  t o  local iz e  the  op ti c  dis k  re gion  base d  on   a  pa ram et e rized  m e m ber sh ip  f unct ion   de fine d  on  the  cl us te r   re gions  a nd  the  pr e dicte d  c onve rg e nce  po int  of  the   reti nal  va sc ulatu r e  [ 28 ] .  From   so m e   researc h  a bove ,  he nce   re qu i r ed  a   m et ho d  a uto m at ic ally  t o  determ ine  ROI   in  fun dus  i m age.  T he  goal   is  to   furthe r  im pr ove the  obj ect ivit y and acc uracy  of the  an al ysi s  in  the  fu ndus  i m age.       2.   RESEA R CH MET HO D   Ma ny  diseases   that  can  be  analy zed  in  the   fundus  im age  so   that  accura cy   in  i m age  pr ocessin g  is   i m po rtant.  On e   of   the  in dicat ors  to  im pr ov e  t he  accu racy  of   the  i m age  proc essing  is  to  li m it   the  i m age  area  to  the  require d  pa rt  on ly ,  w hich  is  the  Re gio n  of  In t e rest  (ROI).  The  re su lt   of  this  stud y  perf or m s  the  automa ti c  creati ng of R O I of  t he fu ndus  i m age.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       An  A utom atic  ROI o f  Th e  F undus  Ph otogr aphy   ( Jufria dif  Na`am )   4547   The  sam ple  to   be  proce ssed   consi sts  of  13  f undus  im ages  of  13  pa ti en ts  in  the   Ce nt r al   Gen e ral  Ho s pital   (RSUP)  D r.   M.  Dj a m il   Padan g.   T he  im ages  wer e  captu re d  b y   us in g  a  N onm yd7  br a nd  f undu s   ca m era  of   K owa  Com pan y  Ltd  in  Jo int  P hoto gr a phyi c  Exp e rts  G rou p  ( j pg )  form at .  F ur t her m or e,  th e  i m ages   wer e  pro ce ssed  w it h  Ma tl ab  R201 7a  s of t war e . S ta ge s  of  t he im age p r ocessi ng are  sho w  in   Figure  2.           Figure  2 .  Stage s of t he  pr oces s       2.1.  Th resh old   Th re shold  is  t he   pix el   gr ay sca le   value  li m i t  t o  disti nguish  the  backgro und  of  the  obj ect   ob s er ved  i n  the im age.  The  equati ons  us e d  in  this st ud y  are as  f ollow s:     u i n t ( I m ) h ( I m ) m u l t i t h r es T   x   2 5 5 =                 (1)     whe re:   T   : t hr es ho l d val ue   mu lt it hr es h   :  f un ct io n  t o fin d m any g r oups o f gr ay   Im   :  in pu t  i m age   255   : m axim u m  v al ue  of gra ysc al e   uin t   :  bit o f  m e m or y ea ch  gra ysc al e v al ue .     2.2.  Bi n ariz at ion   The  bi nar y  pr ocess  is  perfor m ed  to  convert   a  gr ay scal e  i m age  pix el   va lue  betwee n  0  to  255  to  a  bin a ry  i m age  with  a  pi xel  va lue  of  0  or  1.  Conver sio n  pr ocess  base d  on   the  thre shold  value  s pecifie d  above.   The  e quat ion i s as foll ows:     0, ( , ) ( , ) 1, ( , ) I m T rc Ib rc I m T rc                 (2)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  8 , N o.   6 ,  Dece m ber  2 01 8   :   4545   -   45 53   4548   whe re:   Ib :  bin a ry im age   r :  row   of p i xel   c : colum n  of  pix el     2.3.  I mco mple ment   Im co m ple m ent   process  is  re ve rsing  the  im a ge  pi xel  val ue.  The  pix el   value  is  0  bec ome s  1  a nd  th e   value 1  bec ome s 0. T he  e qu at ion  is  as  fo ll ow s:     I m ' Ic =                   (3)     whe re:   Ic : i m com ple m ent i m age     2.4.   I mfil l   Im fil l  process  is  us e d  to   eq ua li ze  the  pix el   va lue  s urrou nd e d  by  the  sam e  value.  T he  e quat ion   is  a s   fo ll ows:     ,   ( , )   = 0 I c if r c is o n th e b o r d e r ( r , c ) o f I c o th e r w is e Il             (4)     whe re:   Il   : im fill  i m age     2.5. Re gio n pr op s   The  process   of   re gionpro ps  s erv es   to  re pr es ent  the  obje ct   area  in   the  im age  int o  a  squ are  ( re gion)   base d on a set  of p i xels of  val ue 1  (whit e). T he  Ma tl ab  sta te m ent is fo ll ows:     Co de of regio npr o ps co m m a nds   Inpu t:   Il   O utp ut:   tBox     Initia liz a tion   reg     reg     = regio n p rop s( Il );     tBox   = reg .Bo u n d i n g Box;     2.6. Ad ju s t  B ac ground   Ba ckgrou nd   a dju st  is  co nve rting   t he  bac kgr ound  pi xel  value  to  a  val ue  that  does  not  aff ect   for  furthe r  im age  processi ng.  Co m m on ly ,  ty pe  of  bac kgr ound  pix el   is  us i ng  0  for  black   or  255  f or  w hite,  bu t  c a n  al so   us e  oth e r  t ypes s uch as  re d,   blu e  or  gr ee n.   The  equati on is as  foll ow s:     1 () = () () n, I l r, c Ia r, c Il r, c               (5)     whe re:   Ia : i m a ge result   n : 0  for blac k o r 255  for w hite     2.7. Cr op   Crop  is  cutti ng  the  sq ua re - sh a ped   a rea  aut om at ic ally  to  the  i m age  adj ust ed  bac kgr ound .  The  area  of   crop is acc omm od at ed  the  re gionpr op s  r es ul t. Th e  Ma tl ab   sta tem ent is fo l lows :     Co de of  crop   co m m a nds   Inpu t:   Ia, t Box   O utp ut:   Iro i   Iro i = i m crop ( Ia,  tB o x );     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       An  A utom atic  ROI o f  Th e  F undus  Ph otogr aphy   ( Jufria dif  Na`am )   4549   3.   RESU LT S   A ND AN ALYSIS     Ther e   we re  13  fun du s   im age s  processe d  i n  this  stu dy  at   D r.   M.  D j am i l  Ho sp it al ,  Pa da ng.  Howe ver,   on ly   one  of   th e m   is   pr esente d  her e .  Sp eci fica ti on   of  fun du s  ca m era  and   the   exam inati on   is  sh ow n  in  Table  1 .   The  f undus ca m era is co nn ec te d  to a W i ndows d es ktop w it h  instal le d  K owa’s  VK - 2 dig it al   i m aging  software ,  al lowing  a utom at ic   i m age  savin g  for  viewin g  at   us er ’s   co nv e nienc e.  The  V K - 2  digi ta l  i m aging   s of t ware   captu re  a nd  sto res  reti nal  phot ogra ph s   ta ke n  from   Ko wa   ret inal  cam era  as  well   as  im ages  from   oth er   s ources   includi ng   a  sc ann e r.   T he  shoo ts  ca n  be  do ne  at   3  inter na l  fixati on   poi nt s,  i.e.  tem po r al ,  central,  an d  nasal   po i nt to  e ns ur e  b et te r ret inal c ov e ra ge.  Res ul t of the s hoots   is sh own  i n  Fi gure  3 .       Table  1.   Sp eci f ic at ion  of  Fun dus E xam inati on s  [ 29 ]   Categ o ry   Descripti o n   Desig n   Ref lectiv e i m ag in g  us in g  white lig h t   Pu p il   No n m y d riati c   Field  of  view   40 0   I m ag e s en so r/dis p l ay   12  MP  d ig ital ca m era   Ad d itio n al f eatu res   Op tic nerv e head  c o lo r,  r ed - f ree  i m ag es, ps eu d o - 3 D dis p lay             (a)   (b)   (c)     Figure  3 .  S hoot , ( a)  tem po ral,  (b)  ce ntral,  ( c )  n asal   [30]       First the r et ina  is  il lu m inate d  by whit e li gh t and   bein g  e xa m ined  in full  co lo ur. Th e n  th e il lu m inati on   li gh t  is  filt ered  to  rem ov e  re d  colo ur s ,  w hic h  ai m ed  to  i m pro ve  the  co nt rast  of   vessels  and   oth e r  str uc tures.   Var i ou s  fun dus  structu res  ca n  be  bette r  vis ualiz ed  by  usi ng   li m i te d  sp e ct ral  range  of  the  il lum inati on   li gh t .   Im ages to  b e  generate d  in  eac h  ste p of  t he pr ocess  ca n be  se en  in  Fig ure  4 .   Figure  4. a  s ho ws  the  i nput  i m age,  w hich  t yp e  is  true  co lour,  hav i ng  3696 x 24 48   pi xe l.  Furthe r  process  wa s  to  cal culat e  thresh ol d  value .  U sing   this  thres ho l d  value ,  the   i m age  was  con ve rted  int o  a  bin a ry  on e .  The  bin a r y  i m age  was  saved   i nto   a  ne w  im age  with  a  new   file   nam e.  The  ai m   of   this  co nv e rsion  was  to   change  the  va lue  of  the  pi xe l  in  the  inter est ed  ob j ect   to  1  (whit e)  s o  that  th e  inte rested  obj ect   can  be   disti nguish e d f ro m  it s b ack groun d.   The  r es ul te d  i m age of  t his  process is  s how n  in  Fig ure  4 . b.   The  res ulted  bin a ry  im age   was   the n  processe d  th r ough  im co m ple m enting.  Im c om ple m entin g  process  re vers ed  the  pix el   va lue  from   0  to  1   and   f ro m   1  to  0.   The  resu lt ed   i m co m ple m ent  i m age  is  sh own  i n  Figure  4. c .  T he   ai m   was  to  m ap  the  pix el   in  inte rested   ob j ect   int o  th e  i m fi ll   pr oces s.  The  im fill   pr oc ess  ai m s  to convert  all  the p i xels s urrounde d  by  pix el s o f 0  value  i n t he  interest e d  obj ect  t o  0.   S o  the wh ole p i xel o f  t he   interest ed o bje ct  b ecam e 0 . T he result  of thi s pro ce ss ca n b e seen  in Fi gur e 4 . d.               (a)   (b)   (c)   (d)     Figure  4. Im ages in  t he pr oce ss,  (a )  i nput im age, ( b)   bin a riz at ion  im age,  (c )  im co m ple m e nt im age,    (d)  im fill  i m age       The  ne xt  proce ss  is  the   backg rou nd   process  of   the  in put  i m age.  All  pi xels  in  the  sam e   inp ut  im age  po sit io n  as  im fill   i m age  with  pix el   value  e qu al   to  1  were  th en  c onver te d  t o  a  c onsta nt  va lue.  T he  value  of   t his  const ant  deter m ines  the  c olour   of  the   backgro und  par t  i n  the  in pu t   im ag e.  T he  backg round  pix el s   val ue  c a n  be  co nv e rted  a ccordin g  to  th e  us er’s  voli ti on .  Wh it e  with  the  el e m ent  of   pix el   value  R ed = 25 5,   G ree n = 255,  and  Bl ue = 255.  Bl ack  with  th e  el e m ent  of  pi xel  val ue  Re d = 0,   Green = 0,  an d  Bl ue = 0.  Re d   with  t he  el em ent  of   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  8 , N o.   6 ,  Dece m ber  2 01 8   :   4545   -   45 53   4550   pix el   value  Re d = 25 5,   G reen = 0,   an d  Bl ue = 0.   Gr een  with  th e  el e m ent  of   pix el   value  Re d = 0,   G reen = 25 5,  and   Bl ue = 0. Bl ue wit h  the  elem e nt of  pix el   valu e Red = 0,   Gr ee n = 0, a nd Bl ue = 255.   The  im fill   i m a ge  wa s  al so  p r ocesse d  to o bta in  the  RO I  m atr ix.  First,  the  i m fi ll   i m age  was  co nv e rtin g  to  i m co m ple m ent  an d  ta ke n  the  m at rix  area  co ntainin g  the  obj ect   of  poste rio r  ret ina  only   by  us in g  reg i onpro ps   c omm and .  Furt her m or e,  t he  input  im age  has  bee n  co nverte d  backgroun d  value  c rop  i n  accor da nce  wit h  t he  re su lt s  of   reg io npr ops  as   the  area  of  the   interest ed  obj e ct .  The  res ults of  f inal  pro ces s  can  be  see n  i n  Fi gure  5 .                 (a)   (b)   (c)   (d)   (e)     Figure  5. Im age of  a n  a uto m a ti c ROI   resu lt , (a)  w hite bac kgr ound,  (b) bla ck back gro und, (c ) red  b ac kgr o un d,   (d) gree n bac kgr ound,  ( e ) blu e b ac kgr ound       The  final  res ul t  i m age  in  this  processi ng   is  the  ROI  ob j ect   on   a  square  a r ea.  Be cause  di gital   i m ages   store d  in  the 2 - dim ension al   m at rix  w hile  the  fun du s  is  in  a  c ircular  s hap e ,  s o  this  di gital   i m age  sti ll   con ta ins  a  m ini m al   back gro und  area   that   is  no t  pa rt  of  t he  m edical   i m age.  The se  bac kgr ound  pix el   values  are  ad a pted  to   the n e xt  proces s so as  no t  to  a ff ect   for next i m age pro ces sing o f p os te rio r ret ina.   Ther e  a re  a  lo t  of   de finiti on s  for  the  Re gi on   of   i nte rest  (ROI)  of   m edical   i m age,  whic h  m a inly  dep e nd  upon  t he  inte ntion  of  th e   resea rcher  f or  f ur t her  stud y.   A  c om m on - pur pose  def i niti on   of  ROI  of  m edical   i m age  can  be  sta te d  as  a  su bs et   of  a  m edical   i m age,  identifi ed  f or   a  par ti cular  pu rpose.  In   th e   fun du sc op y  ex a m inati on ,  it   c an  be  done  just  as  pa rt  of   a   r outi ne  ph ysi cal   exam inati on .  Howe ver,  m os t  of   t he   tim e,  the  ophtha l m olo gist  m a y  hav e  a   certai n  purpose  t o  c heck  the  fun dus  i m age.  F undus  im aging   ca n  se rv e   as  a  crit ic al  a djunct  to  the  diag nosis,  m o nitor i ng,  an d  treat m ent  of   nu m ero us   oc ula r,   as  well   as  gen e ral   diseases  [ 3 1 ] .  Scree ning  of  t he  reti na   by  f undus  phot ogra ph yy   m ay   dete ct   ocu la r   disea ses,  s uch   a s  m acular   deg e ne rati on, th e fir st an d  thi rd  m os t im po rt ant causes o f  bl ind ne ss in  the  dev el op e d wor ld.  It m ay  also  detect   com plica ti on s  of   syst em ic   dis eases  w hich  al so   af fect  the  re ti na,   inclu ding  diabeti c  reti no pathy  f ro m   diabetes,  the  sec ond  c om m on   cause   of  blindness   in  t he  dev el oped   world ,  hyper te ns ive   reti no pathy  f ro m   card i ovasc ular   disease, a nd m ulti ple sc le r os is [ 3 2 ].               Figure  6. F undus  phot ograph y from  a n orm al  eye  ( le ft)  a nd eye   with a ge - relat ed  m acular    deg e ne rati on (r igh t)  [33 ]       In   gen e ral  if  the  opht halm ol og ist   has  al rea dy  known  w ha t  he/she  is  lo ok i ng   for,   RO I  of   fun dus  photog raphy  de pends  upon  the  f un ct i on   of  the  i m age  fo r   him /her.   I n  m os t  stu dies,  ROI  of   m edical   i m age   com pr ise s  just   com pr ise s  a  s ub s et   of  a  m e dical   i m age.  H ow e ve r,   in   f undu s   ph otogra phy  im age,  the  whole   par t  of  the  im a ge  that  re garde d  as  m ed ic al   par t  is  al l  can  be  seen  thr ough   the  pupil.  Act ually   the  ou te r  par t  of   the  pu pil  include s  iris  with   it s  patte rn   of  vasc ularizat io n,   neverthele s s  stron g  il lum inati on   only   em itted   thr ough  pu pil,  wh il e  ina de qu a te   il lu m inati on   to  the  iris  m akes  it   j us t bei ng d ar k  backg rou nd,  as  if  it   is  not  an y   par t  of a m edical  i m age.   Hu m an  pupil  wh ic h  will   det erm ine  the  ci rcu la r  f orm   of   the  f undus  is  no t  al ways  perfect ly   ro un d.  Althou gh  all   of the fund us  im ages in   our  sa m ple see m  in  go od circ ular fo rm , w e  m us t creat e a p r ogram  that i s   al so   app li ca ble  to  fu nd us   i m a ges  w hich  are  no t  pe rf ect ly   ro un d.   The re  ar e  sever al   m e tho ds   in  m edical  i m age   processi ng  tha t  can  be  us e d  to  obta in   the  ROI.  I n  t he  R el at ed  Wo r k  s ect ion   we  ha ve   m entioned   s ever al   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       An  A utom atic  ROI o f  Th e  F undus  Ph otogr aphy   ( Jufria dif  Na`am )   4551   m et ho ds   of   se gm entat ion   in  i m age  p r ocessi ng   t o  obta in  R OI   of   m edical   i m age   [11 - 16] .   W e  pro pose  he re  a  si m ple  m e tho d  of   thres holdin g  te chn i qu e  to   par ti on   the  f undus  ph otogra ph y  into  f or e gro und  (m edical   par t )   and   bac kgr ound  ( non - m edica l  par t)  a nd   c re at e  an  autom at ic   cropp i ng   of   the  f undus  im a ge.   Nev e rthele ss,  in   our  sta te - of - t he - art  knowle dg e  to  create   autom atic  cro ppin g  in  m edical  i m aging ,  it   will   be  qu it e  dif ficult   if   no t i m po ssible  to obtai n  a  circ ular fo rm  o f  R OI   of m edical  im age.   Hira no   a nd   T s um oto   (2004 ),  us in g  discr et iz ed  at tribu te   va lues  we re  abl e  to  const ru ct   anatom ic al l y  sh a pe  ROI   of  m edical   i m age   captu red   by  MR I  or   CT  S can  ap pa ratus.  Yet  the  at trib utes  act ually   sp li t  th e   m edical   i m age   into  3  re gion s,  the  po sit ive,   the  ne gative,  and   t he  bo unda ry  ones,  hen c e  they   j ust   cre at e  a   rou gh r e pr ese nt at ion  of R OI [ 3 4 ].       4.   CONCL US I O N     Fr om   the   resu l t  of  this  st udy  it   is  con cl uded   that  the   pr oce ss  el ab or at e d  c an  a uto m at ic ally  crop  the   interest ed  obj e ct   in  the  i m age  ob ta ine d  from   fundus  phot ography.  We  ha ve   su ccess fu ll y  create   a  pro gr a m   to   autom at ic ally  crop ping  fun dus  ph otogra phy  fo r  ge ne ral  pur pose  intenti on.  T he  cr opping  res ult  is  the  reg i on  of   i nterest  (R O I)   of   t he  f undu s  i m age.  It  m a kes  us   easi er  t o  cr op  the  nex t   i m age  with  th e  aim   to  analy ze  the   reti nal  distu rbances.  So   t his  researc h  will   be   us ef ul  f or  re searche rs  t o  pe rfor m   fundus   i m age  pro ces sing   i n  analy zi ng   patie nt il lness.       ACKN OWLE DGE MENTS     We  w ou l d  li ke  to  thank   f or   D epar tm ent  of   Ra dio lo gy,  M.  Dj am il   Ce nter  Gen e ral  Hospit al ,  Padang,  wh ic h has all owed  the  us e  of  the d at a i n  t his  stud y.       DISCLOS U R E STATE ME NT    No potenti al  c onflic t of  inter est  w as  re ported by t he  a utho r s.       REFERE NCE S   [1]   U.  Farooq ,  et   a l. ,   “ Im prove d  a utomati c  lo ca l izati on  of  optic  d isc  in  Ret in al   Fundus   using  im age   enha n ce m en t  te chn ique s  and  SV M ” ,  IEE E  In t ernati onal  Conf ere nce   on  Con trol  Syste m,  Comp uti ng  and  Eng in ee ring  ( ICCSCE) ,   pp .   532 - 537 ,   No v.   2015 .   [2]   M.  D.  Abràm off ,  et  al.,   “ Ret in al  Im agi ng  and  I m age   Anal y s is ” ,  IEE E  Revie ws  i n  Bi omedi cal   En gine ering ,  v ol .   3 ,   pp .  169 - 208 ,   20 10.   [3]   J.  S.  Sw am y ,   e t  al.,   “ Im ple m ent at ion   of  Im ag e  Enha n ce m ent  Te chn ique s  fo r  Vein  Pat te rns   in  E y e ” ,  IE EE  Inte rnational   co nfe renc e  on  Sign al  Proce ss ing,  C omm unic ati on,   Powe r  and  Emb edde d  Syst em  ( SCOPES) ,  pp .   39 0 - 395 ,   2016 .   [4]   F.  Bandello ,   e t  a l. ,   “ Medic a l  R et i na ”,  ES ASO  Cou rs e  Serie s,   Karger ,   vol   1,   pp  6 – 10 ,   2012 .   [5]   M.P.A.   Rober t,   et   al . ,   “ Infra red   Fundus   Ph otogra ph y   in   a  C ase   o f  Acute  Mac u la r   Neurore t inopa t h y , ”  I ETE  Journal   of  R ese arch. ,   vo l .   32 ,   no .   4 ,   pp .   2 00 - 202,   Jul   2009 .   [6]   C.   Stolo je scu - C risan  and   Ş.  Ho lba n,   "A   Com par ison  of  X - R a y  Im age   Segm en ta ti on   T ec hniqu es, "  Ad vanc es   i n  El e ct rica l  and   C omputer  Engi n e ering ,   vo l. 13, n o.   3 ,   pp .   85 - 92 ,   2013.   [7]   W .   Gunawan ,   e t  al. ,   “ Fuzz y   R egi on  Merging  Us ing  Fuzz y   Sim il ari t y   Mea sur ement   on  Im age   Segm ent at ion , ”  Inte rnational   Jo urnal  of El e ct ri c al  and  Comput er  Engi n ee ring   ( IJE CE) ,   vol .   7 ,   pp .   3402 - 3410,   Sep .   2017 .   [8]   S.  Ghos h,   e t  al . ,   “ Fundos cop y   M ade   Ea s y ” ,   Chur chi ll Liv ingstone ,   E lsevier, 2010.   [9]   S.  A.  El hann ac h i,   et   a l.,   “ Adaptive  Medical   Im a ge  Com pre ss ion  Based  on  Loss y   and  Lossless  Embedde d  Z ero tree   Methods, ”  Journ al  of   Informatio n  Proce ss ing  S ys te ms ,   vol .   13 ,   N o.   1 ,   p p .   40 - 56 ,   2017.   [10]   V.  Sharm a,   “ Com par at ive   Ana l y sis  of  Regi on  of  Inte rest  of  D iffe ren t  Size s  fo r  Brea st  Densit y   Cl assific a ti on , ”  Inte rnational   Jo urnal  of  M edical   Re search   &   Healt h  S ci en ce s ,   vo l.   7 ,   no .   3 ,   pp .   76 - 84,   2017 .   [11]   Y.  Aribi,   et   al . ,   “ Autom at ic   Defi nit i on  of  R egi on s  of  Inte rest  on  Rena l  Sc int igr ap hic   Im age s” ,   In  AA SR I  Proce dia ,   vol.   4 ,   pp .   37 - 42 ,   2013 .   [12]   S.  Shan,   et   al.,   “ Uns uper vised  End - to - end  L ea r ning  for  Deform abl e  Medi ca l  Im age   Regi str at ion ”,   ArXiv  e - prints ,  vol.   14 ,   no .   8 ,   pp .   1 - 11 ,   2015 .   [13]   A.  Gaide l ,   “ Method  of  aut om at i c  ROI  sele ct ion  on  lung  CT  images, ”  Proc edi a  Engi ne ering ,   vol .   201,   pp.   258 - 2 64,   2017.   [14]   J.  Santon y   and  J.  Na`a m ,   “ Infil tra t e  Objec t  Ex t rac t ion  in  X - ra y   Im age   by   usin g  Math - Morpholog y   Method  an d  Feat ure   Reg ion  Anal y sis , ”  Int ernati onal  Jour nal   on  Adv ance d  S ci en ce,  Engi n ee r ing  and  Information  Technol og y ,  vol.   6 ,   no .   2 ,   pp .   239 - 244,   2016 .   [15]   J.  Na`a m ,   et   a l ,   “ Dete ct ion  of   pr oximal  ca r ie s  a t  the   m ola r  t ee th   using  edge   enh a nce m ent   a lgori th m , ”  Inte rnationa l  Journal  of   Elec t rical   and   Computer  Eng ine e ring   ( IJE CE) ,   vol. 8 ,   no. 5,   pp.   3259 - 3 266,   2018 .   [16]   J.  W u ,   et   al ,  “ A  fast  and  a ccurat e  segm entat ion  m et hod  for   m edi ca l  image s,”   Elec troni c  I maging,   Vi sual   Information  Pro ce ss ing  and  Co mm unic ati on  VII I ,   pp .   38 - 43 ,   201 7.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  8 , N o.   6 ,  Dece m ber  2 01 8   :   4545   -   45 53   4552   [17]   E.   Emar y ,   et   al ,   “ Multi - obje c ti ve   ret inal  vessel  lo ca l iz a ti on  using  flowe r  poll in at io n  sea rch   al gor it h m   with  pat te r n   sea rch , ”  Spring e r - Ve rlag Berli n   Heide lb erg ,   vo l.  11,   no .   3 ,   pp .   61 1 - 627,   2017 .   [18]   A.  A.  Sala m ,   et   al. ,   “ Autom at ed  det e ct ion  of  gla u coma  using  stru ct ura l  and  n on  struct ura l  fea tur es ”,   SpringerPl us ,  vol.   5 ,   n0 .   1 ,   pp .   1 - 21,   2016 .   [19]   J.  Sigut,   et   al ,   “ Contra st  base d  ci rcu la r  appr ox i m at ion  for  ac cu rat e  and  robust  opti c  disc  segm ent a ti on  in  re ti n al  images, ”   PeerJ ,   5:e 3763,   2017.   [20]   L.   S.  Jac k,   e t  al ,   “ Spati al   agr e ement  be twe en  Goldm ann  visual   field  def ects  and  fundus  aut ofluore s ce nc e  in  patient s   with  birdshot   ch oriore t inopa th y , ”  Journal   of   Ophthalmic Inf lamm ati on  and   Infect i on,   vol .   6 ,   no .   1 ,   pp.   1 - 7 ,   2016 .   [21]   A.  R.   Chowdhury   and  S.  B ane rj e e,   “ Towa rds  an  aut om at ed  appr o ac h  to   th e  detec t ion  of  ret in al   ab norm al it i es, ”  CS I   Tr ansacti ons ,   vo l.   5 ,   no .   1 ,   pp .   71 - 78,   2017 .     [22]   S.  Akbar,   et   a l ,   “ Dec ision  Support  S y st em  for  Dete c ti on  of   Pa pil le d ema  throu gh  Fundus   Ret in al   Im age s, ”  Jour nal  of  Me d ic al   Syst e ms ,   vol. 41, no.  4,   pp .   1 - 16 ,   201 7.     [23]   S.  Khali d,   et   a l ,   “ Autom at ed  S egmenta t ion  an d  Quanti ficati on   of  Drus en  in  Fundus   and  Op ti c al   Cohere n ce  Tomograph y   Im age s for   Detect i on  of  ARM D,”   J ournal  of  Dig it al   Imaging ,   pp.   1 - 13,   2017 .   [24]   N.  A.  Vija pur  a nd  R.   S.  R.   Kunte,   “ Sensiti z ed  Glauc om a  Detec ti on  U sing  a  Unique  Te m plate  Based  Corre lati o n   Filt er  and  Unde c imate d  Isotropic   W ave le t  Tra nsfo rm , ”  Journal  of  Me dic a l  and  Bi o logi cal   Engi ne ering ,   vol.   37 ,   no.   3,   pp .   365 - 373 ,   2017.     [25]   M.  N.  Za hoor   a nd  M.  M.   Fraz ,   “ Fast  Optic   Dis c  Segm ent a ti on   in  Re ti na l  Im ag es  Us ing  Polar  Tra nsform , ”  Fas t  Optic   Disc  Segm ent at ion  in  Re t ina l  Im age s  Us ing  Polar  Tra nsform .   In:  Val dés  Hernández  M. ,   Gonz ále z - Castr o   V .   ( eds )   Me dic al  I mage  Unders tandi ng  and  Anal y sis.  MIUA  2017 .   Com m unic at io ns  in  Com pute r  and  Inform at io n  Scie nc e, vol .   72 3.   Springer ,   Ch a m ,   pp.   38 - 49 ,   20 17.     [26]   M.  S.  Hale em,  e t  al ,   “ A  Novel  Adapti ve  Defor m abl e  Model  fo r  Autom at ed  Optic   Disc  and  Cu p  Segm ent at ion  to  Aid  Glauc om a   Diagnosis, ”  Jour nal  of   Me di cal S yste ms ,   vol .   42 :2 0,   pp .   1 - 18 ,   201 8.     [27]   B.   Kara sulu,  "A n  Autom at ic   Optic   D isk  Detec ti on  and  Segm e nta ti on  S y stem  using  Multi - le v el   Thr esholdi ng, "  Adv anc es  in   Ele ct rical and  Com pute r E ng ine erin g ,   vol .   14 ,   no .   2 ,   pp.   161 - 172 ,   20 14.     [28]   N.  Mukherje e  a nd  H.  S.  Dutta ,   “ Autom at ed  loc al i za t ion  of  optic  disk  in  ret inal  fundus  images  u sing  c luste r  reg i o n   m embership  and  vessel  n et work, ”  IE TE Journal o f  Resea r ch.,  Feb   2018.     [29]   N.  Panwar,   e t  al ,   “ Fundus   Photo gra ph y y   in  the   2 1st  Cent ur y — A  Revi ew  of  Re cent  Technol ogi cal  Advanc es  an d   The ir  Im pli c atio ns  for  W orldwid e  Hea lt h ca r e,”  Tele med ic in e  Jou rnal  and  E - Healt h ,   vol.   22 ,   no.   3,   pp.   198 – 208,   2016.     [30]   Kow a  Nonm y d7 .   Avai la b le   at ht t p:/ /www . kowa.c o. jp/e - li f e/ produ ct /nonm y d7 . htm   (la st   a cc essed   Feb.   13 ,   2018 ).   [31]   E. L .   Kim   and  A. A.M.  Mos hfe ghi ,   “ W ide - fie ld   Im agi ng  of  Re ti n al   Disea ses,”   US  O phthal mic  Re v iew ,   vol.   8,   no .   2,   pp.   125 – 31 ,   201 5.     [32]   M.D.  Abram off,  et  al ,   “ Ret in al   Im agi ng  and  Im age   Ana l y s is,”  I EE E   Tr ans  Me d  Imaging ,   vo l.  3 ,   pp.   169 – 208,   2010.     [33]   L. V.  Johns on,   “ Seconda r y   Res e ptor  Dege r at ions :  Age - Relat ed  Mac ula r  D ege ne rat ion , ”  In:   J. C .   Be shar se  and  D.   Bok ,   th e  R etina  and  Its  Disor ders ,   Kidli ng ton, Oxford:  E lsevi e r,  pp.   830 - 835 ,   20 11.   [34]   S.  Hira no  and  S.  Tsum oto,   “ R ough  rep rese nt ation  of  of  a  reg i on  of  int ere st  i n  m edi ca l  imag es, ”  Int ernati on al  Journal  of   Appr oxi mate   Re asoni ng ,   vol .   40 ,   pp .   2 3 - 34,   2005 .       BIOGR A PH I ES   OF  A UTH ORS        Jufriadif  Na`am   was  born  in  Padang,   Indone s ia ,   in  1967.   He  is  an  As soc.   Pro f.   in  Com pute r   Scie nc e  Depa rt m ent ,   Univer sit a s   Putra  Indone sia  YP TK.   He  re ce iv ed  the   B ac h el or  Degre e  in   Mana gement  Inf orm at ic s  and  Master   Degre e  in  Inform at ion  Tec nolog y   in  1994  and  2006  from  Univer sita s  Putr a  Indone si a  YP TK.   Moreove r,  he  complet ed   his  Doctor a te   o f  Inform at ion   Te chno log y   as  Medic a l  Im age   expe rt ise  from   Gunada rm a  Univer sit y   in  2017 .   He  is  m ember  of  IEE E  (9431333 3)  and  Scopus  id  is  57189371499   ( h - inde x :  3 ) .   Curre nt l y ,   he  has  been   rese arc h ing  on   Algorit hm s a nd  Medic a l  Im age s.   E - m ai l :  ju fria d if naa m @gm ai l. co m         Johan   Ha rl an   is  a  m edi cal  doc t or,   profe ss or  in  m edi ca l  informa ti cs  and  h ea d  of   rese ac h   ce n te r  of  m edi ca l  infor m at ic s  of  Gunad arma  Univer sit y  Jaka rta.  He  obt ai ned  his  PhD   i n  2003  and  has   bee n  the  lectur e r  in  do ct or al   d e par tment  of   info rm at ion  t ec hnol og y   o f  Gunad ar m a  Univer sit y   since   2004.   He  was  one  of  the   f ounder s  of  Indone sian  Hea lt h  In form at ic s  As socia ti on  in  2005.   Scopus  id  is  561 56931200  ( h - inde x :   3 ) .   His  are a  of  expe rti se  en c om passes  m edi ca l  stat ist ic s  and  cl inica l epi demi olog y .   E - m ai l :  h arl an_ joha n@ho tmail . co m         Ira w a di  Put ra   was  born  in  J ak art a ,   Indon esia,  in  1980.   He  ob t ai ned   his  Ophth al m ologi st  in  2018  from  Andala s  Univer sit y   P ada ng.   In  2010  unti l  now,  he  is  working  at   Ruma h  Sakit   Stroke   Nasiona l  (RSS N )  Bukit ti nggi ,   In donesia .   He  has  expe rt ise  in  reti nal   disea ses  di a gnosis.   E - m ai l:   ira wadipu tra @g m ai l. com   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       An  A utom atic  ROI o f  Th e  F undus  Ph otogr aphy   ( Jufria dif  Na`am )   4553     Romi  Har dian to   was  born   in  Bawa n,   Indone sia,   in  1990.   He  is  a  compu te r  le c ture r  a t   Univer sita s   Putr a  Indone sia  YP TK.   Obtai n ed  hi s  Bac hel or  D egr ee   in  Info rm at ics   Engi nee r ing  and  Master   of  Inform at ion  Tec hnolog y   in  201 3  and  2015  from   Univer sita s  Putra  Indone sia  YP TK.   E - m ai l:  r om iha rdia nto@u pi y p tk.ac.id           Mutiana  Pr ati wi   was  born  in  Padang,   Indone si a.  1991.   She  is  a  c om pute r  la c ture r   at   Univer sit as  Putra  Indone sia   YP TK  Padang.   She  obta in ed  bac e lor  degr ee   in  informati on  t ec hnolog y   and  m aste r  of  infor m at ion  technolo g y   in   2013  and   2015  from   Univer sita s  Putra  I ndonesia   YP TK  P ada ng.   Curr ent l y ,   she  has  a   rese arc her   on  Depa r t m ent   of  Resea r c h ,   Univer sit as  Putra  Indone si a  YP TK  Padang.   E - m ai l :  m utiana pra ti wi26@gm ail. com     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.