I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   12 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 22 ,   p p .   585 ~ 595   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / ijece . v 12 i 1 . pp 5 8 5 - 5 9 5           585     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   M o delling  on - de ma nd preproces si ng  f ra mewo rk  towa rds  pra ctical a ppro a c h in c lin ica l ana ly sis  of diabetic  re ti no pa thy       P ra k rut hi M a nd y a   K rish neg o wda 1 ,   K o ma ra s a m y   G a nes a n 2   1 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   Ja i n   ( D e e m e d   t o   b e   U n i v e r s i t y ) ,   B e n g a l u r u ,   I n d i a   2 S c h o o l   o f   C o m p u t i n g   S c i e n c e   a n d   En g i n e e r i n g ,   V I T   B h o p a l   U n i v e r si t y ,   S e h o r e ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   1 ,   2 0 2 1   R ev is ed   J u l 1 5 ,   2 0 2 1   Acc ep ted   Au g   4 ,   2 0 2 1       Dia b e ti c   re ti n o p a t h y   (DR)  re fe rs  to   a   c o m p li c a ti o n   o d iab e tes   a n d   a   p rime   c a u se   o v isio n   l o ss   in   m id d le - a g e d   p e o p le.  A t ime ly   sc re e n in g   a n d   d iag n o sis   p ro c e ss   c a n   re d u c e   th e   risk   o b l i n d n e ss .   F u n d u ima g i n g   is  m a in l y   p re fe rre d   in   t h e   c li n ica a n a ly sis   o DR .   H o we v e r;  t h e   ra fu n d u ima g e a re   u su a ll y   su b jec ted   to   a rti fa c ts,  n o ise ,   l o a n d   v a ried   c o n tras t,   w h ich   is  v e r y   h a rd   to   p ro c e ss   b y   h u m a n   v is u a sy ste m a n d   a u t o m a ted   sy ste m s.  In   th e   e x isti n g   li tera tu re ,   m a n y   so l u ti o n a re   g iv e n   to   e n h a n c e   th e   f u n d u ima g e .   Ho we v e r,   su c h   a p p r o a c h e a re   p a rti c u lar  a n d   li m it e d   t o   a   sp e c ifi c   o b jec ti v e   t h a c a n n o a d d re ss   m u lt i p le  fu n d u ima g e s.   Th is   p a p e h a p re se n ted   a n   o n - d e m a n d   p re p ro c e ss in g   fra m e   wo rk   t h a in teg ra tes   d iffere n tec h n iq u e to   a d d re ss   g e o m e tri c a issu e s,  ra n d o m   n o ise s,  a n d   c o m p r e h e n si v e   c o n tras e n h a n c e m e n so lu ti o n s.  T h e   p e rfo rm a n c e   o f   e a c h   p re p ro c e ss in g   p r o c e ss   is  e v a lu a ted   a g a in st  p e a k   sig n a l - to - n o ise   ra ti o   ( P S NR ) ,   a n d   b r ig h tn e ss   is  q u a n t if ied   in   th e   e n h a n c e d   ima g e .   T h e   m o ti v e   o f   t h is  p a p e is  t o   o ffe a   flex i b le   a p p ro a c h   o f   p re p ro c e ss in g   m e c h a n ism   t h a c a n   m e e ima g e   e n h a n c e m e n t   n e e d s   b a se d   o n   d iffere n p re p ro c e ss in g   re q u ire m e n ts  to   imp ro v e   th e   q u a li t y   o fu n d u ima g in g   to wa rd s e a rly - sta g e   d iab e ti c   re ti n o p a th y   id e n ti fica ti o n .   K ey w o r d s :   C L AHE   Diab etic  r etin o p ath y   PS NR   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Pra k r u th i M an d y a   Kr is h n e g o wd a   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   an d   E n g in ee r in g J ain   ( Dee m ed   to   b e   Un iv er s ity )   B en g alu r u ,   I n d ia   E m ail:  m k p r ak r u th i.1 0 1 2 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   Diab etic  R etin o p ath y   r ef er s   to   v is io n   d is o r d er   ca u s ed   b y   m etab o lic  d is ea s ca lled   d iab etes,  wh ich   ca u s es  v is io n   d am ag r an g in g   f r o m   b lu r r ed   v is io n   to   co m p lete  b lin d n ess   in   d iab etic  p atien ts   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   Diab etic  r etin o p ath y   ( DR )   p r o g r ess es  in   th r ee   s tag es  m in o r ,   m o d er ate,   an d   ad v an ce d   s tag e,   ca u s in g   r etin al   is ch em ia  an d   co m p lete  b lin d n ess ,   wh ich   is   ch ar ac ter iz ed   b y   th e   ap p ea r an ce   o f   s y m p to m s   s u c h   as   m icr o an eu r y s m s   an d   e x u d ate s   an d   m an y   o th e r   p ath o lo g ica f ea tu r es  [ 3 ] .   E f f ec tiv e   s cr ee n in g   an d   d ia g n o s is   ar r eq u ir e d   in   o p h t h alm o lo g y   clin ical  an aly s is   to   d etec D R   an d   s u itab le  tr ea tm en at  an   ea r ly   s tag e.   T o   d ate,   lo ts   o f   m ed ical   im ag in g   tech n iq u es  ar a v ailab le   in   th e   b io m ed ical  f ield ,   a m o n g   wh ich   f u n d u s   im a g in g   is   th e   b est  av ailab le  im ag in g   m o d al ity   in   o p h th alm o l o g y   to   ca r r y   o u d iag n o s is   an d   id en tific ati o n   o f   DR   [ 4 ] ,   [ 5 ] .   Ho wev er ,   o n o f   th m aj o r   is s u es  en co u n ter ed   in   d etec tin g   b lo o d   v ess els  an d   d iag n o s in g   p ath o lo g ical  s ig n s   is   th p o o r   im a g q u ality   d u t o   p o o r   co n tr ast,  u n ev e n   illu m in atio n ,   a n d   n o is in clu s io n   d u r in g   th f u n d u s   im ag ac q u is itio n   p r o ce s s   [ 6 ] .   T h er ef o r e ,   p r ep r o ce s s in g   m ec h an is m   is   n ee d ed   f o r   ex ec u tin g   ef f ec tiv im ag e   s eg m en tatio n   an d   an   ac cu r ate  d is ea s id en tific atio n   p r o c ess .   As  p r im ar y   s tep   in   p r ep r o ce s s in g ,   im ag e   en h an ce m e n is   ca r r ied   o u t   to   im p r o v th e   co n tr ast  a n d   v iv id n ess   o f   th e   f ea tu r es  in   th f u n d u s   im a g es  [ 7 ] .   C h an g es  in   th elem en ts   an d   tex tu r es  o f   o b jects  in   th e   en h an ce d   f u n d u s   im ag es  p r o v id an   ess en tial  b io m ar k e r   f o r   ca r r y i n g   o u c o m p r eh e n s iv clin ical  a n aly s is   o f   th e   r eg i o n   o f   in ter est  ( R OI )   to war d s   p r e - 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                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   12 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 22 5 8 5 - 595   586   ev alu atio n   o f   p atien t   an d   d ia g n o s is   o f   DR   [ 8 ] .   T h er e   is r an g e   o f   p r e p r o ce s s in g   ap p r o ac h es  g iv en   in   th e   liter atu r f o r   e n h an cin g   t h q u ality   o f   th f u n d u s   im a g es.  Ga m m co r r ec tio n   an d   h is to g r a m - b ased   tech n iq u es  ar ex ten s iv ely   ad o p ted   to   im p r o v f u n d u s   im ag es'  v is u al  c h ar ac ter is tics   d u to   th eir   ad m ir ab le  p er f o r m an ce   [9 ] ,   [ 1 0 ] .   Alth o u g h   th e r is   v ar io u s   av ailab ilit y   o f   p r e p r o c ess in g   m ed ical  o b jects,  th er is   less   ev id en ce   o f   p er f o r m in g   ef f ec tiv e   p r e p r o c ess in g   to war d s   th e   r etin a.   T h er ef o r e ,   th is   p ap er   p r esen ts   d is cu s s io n   o f   a   co m p u tatio n al   m o d el  o f   p r e p r o ce s s in g   aim in g   to war d s   D R .   T h m an u s cr ip t' s   o r g an iza tio n   is   as  f o l lo ws:   Sectio n   2   d is cu s s es  th ex is tin g   s tu d ies  in   th f o r m   o f   th s tu d y   b ac k g r o u n d ,   s ec tio n   3   h ig h lig h ts   th r esear ch   p r o b lem s ,   wh ile  Sectio n   4   b r i ef s   ab o u p r o p o s ed   m eth o d o l o g y   in   ter m s   o f   s o lu tio n .   Sectio n   5   d is cu s s es  th p r o p o s ed   alg o r ith m   wh ile  s ec tio n   6   d is cu s s es th r esu lt a n d   d is cu s s io n ,   an d   s ec tio n   7   d is cu s s es th co n clu s io n   o f   th s tu d y .       2.   RE L AT E WO RK   T h is   s ec tio n   d is cu s s e s   ex is t in g   s tu d ies  to war d s   p r ep r o ce s s in g .   Xiao   et  a l.   [ 1 1 ]   ad o p ted   g am m co r r ec tio n   m ec h an is m   f o r   th e   f u n d u s   im ag en h an ce m e n f o r   th au to m atic  d etec tio n   o f   DR   ex tr ac tin g   th g r ee n   co m p o n en t o f   th f u n d u s   im ag an d   d eter m in ed   th e   h i s to g r am   cu r v s lo p e.   Mo u za et  a l.   [ 1 2 ]   p r esen ted   f u zz y - b ased   g am m a   co r r ec tio n   m ec h a n is m   f o r   b r ig h tn ess   p r eser v atio n .   Acc o r d in g   to   th e   s tu d y   o f   [ 1 3 ] ,   it  is   f o u n d   th at  h is to g r am - b ased   te ch n iq u es,  esp ec ially   h is to g r a m   eq u aliza tio n   ( HE )   a n d   c o n t r ast  lim ited   ad ap tiv h is to g r am   eq u aliza tio n ,   ar m ain ly   u s ed   to   in cr ea s co n tr ast  m ed ical  im ag es.  Ho wev er ,   c o n t r a s t   l i m i t e d   a d a p t i v e   h i s t o g r a m   e q u a l i z a t i o n   ( C L A H E )   i s   i n t r o d u c e d   a s   a n   i m p r o v i s e d   v e r s i o n   o f   H E   t h a t   u s e s   a   c l i p   l i m i t i n g   m e c h a n i s m ,   w h i c h   r e d u c e s   t h e   o v e r   b r i g h t n e s s   a n d   p r o v i d e s   b e t t e r   e n h a n c e m e n t   r e s u l t s   [ 1 4 ] .   Yad av   et  a l.  [ 1 5 ]   m en tio n ed   HE   is   s u b jecte d   to   am p lific atio n   o f   n o is an d   o v er   en h an ce m en t   f ac to r .   Sh a m s u d ee n   et  a l.   [ 1 6 ]   in tr o d u ce d   an   im p r o v e d   HE   m ec h an is m   to   ad ju s b r i g h tn e s s   an d   n o is elim in atio n .   T h e   ad o p tio n   o f   j o in t   ap p r o ac h   o f   g am m c o r r ec tio n   an d   C L AHE   is   f o u n d   in   th s tu d y   o f   Z h o u   et   a l.   [ 1 7 ] .   I n   th is   wo r k ,   th e   lu m in an ce   g ain   m atr ix   is   co n s tr u cted   b y   a p p ly in g   g am m co r r ec tio n   m ec h an is m   in   th HSV  co lo r   s p ac f o r   ea ch   co lo r   c o m p o n en o f   th i n p u t im ag e .   Fu r th er ,   th s ec o n d ar y   lev el  o f   co n tr ast  ad ju s tm en is   ca r r ie d   o u in   t h ch an n el,   wh er C L AHE   is   ap p lied   o v er   t h L AB   co lo r   s p ac e.   T h is   tech n iq u e   h as  d em o n s tr ated   a n   in tellig en t   a p p r o ac h   o f   g a m m co r r ec tio n   an d   C L AHE   to g et h er   to   en h a n ce   th e   co n tr ast  o f   th e   f u n d u s   im a g e.   A p ar f r o m   u s i n g   c o n t r a s t   a d j u s t m e n t   t e c h n i q u e s ,   f i l t e r i n g   m e c h a n i s m s   s u c h   a s   m e a n   a n d   m e d i a n   f i l t e r i n g   a r e   c o n s i d e r e d   t o   e l i m i n a t e   t h e   f u n d u s   i m a g e   n o i s e s .   A   c o m b i n a t i o n   o f   n o i s e   f i l t e r s   a n d   C L A H E   i s   c o n s i d e r e d   i n   t h e   s t u d y   o f   Ku m ar   et  a l.   [ 1 8 ] .   T h is   s tu d y   u s es  f u zz y - b ased   m ed ian   f ilter   an d   b lo c k   m atch in g   alg o r ith m   to   p e r f o r m   n o is elim in atio n .   C L AHE   an d   th m o d if ied   HE   tech n iq u en h a n ce   th co n tr a s o f   th f ilter ed   im ag e.   I n   s im ilar   d ir ec tio n ,   th e   wo r k   d o n e   b y   So n ali   et  a l.   [ 1 9 ]   u s ed   c o m b in ati o n   o f   v ar i o u s   n o is f ilter s   s u ch   as  m ea n ,   m ed ian ,   Gau s s ian ,   an d   C L AHE   ar th en   ap p lied   to   th d en o is ed   im ag c o lo r   c o m p o n en ts .   Ad o p tin g   th h az r em o v al  alg o r ith m   is   also   s ee n   in   Vin o d h i n et  a l .   [ 2 0 ]   t o   ad j u s u n - ev en   illu m i n atio n   in   f u n d u s   im ag e   p ix el  i n ten s ity .   T h e   ed g e   is   s m o o th ed   b y   u s in g   f ilter in g   m ec h an is m .   R ed d y   et  a l.   [ 2 1 ]   p r esen ted   an   in te g r ated   en h a n ce m en t a lg o r ith m   to   p er f o r m   o p tim al   en h an ce m en o f   r etin al  im ag es.  T h e   au th o r s   h av u s ed   f lig h f ir ef ly   o p tim izatio n   ap p r o ac h   with   ad ap tiv g am m a - co r r ec ted   a n d   tex tu r HE   f r am ewo r k   f o r   im p r o v in g   o v er all  v is u al  q u ality .   Ho wev er ,   th is   s tu d y   witn ess es  co m p u tatio n al  c o m p lex ity   as  it  p er f o r m s   m u lti - lev el  co m p u tatio n   f o r   d if f er en tech n iq u es.  Fra et  a l.   [ 2 2 ]   p r esen ted   s u r v ey   o f   e x is tin g   m eth o d s   f o r   e x tr ac tin g   th r etin al  v ess el.   Mo h an ty   et  a l.   [ 2 3 ]   an d   Dai   et  a l.   [ 2 4 ]   ca r r ie d   e x ten s iv e   in v esti g atio n   an d   an al y s is   o f   th e   f u n d u s   im ag s cr ee n in g   an d   au to m atic  DR   id en tific atio n   d iag n o s is .   Kh an   et  a l.   [ 2 5 ]   p r esen ted   a   r ev iew  wo r k   o n   th f u n d u s   im ag in g   tec h n iq u es  to war d s   th p r ec is e x tr ac tio n   o f   b l o o d   v ess els.  L in   et  a l.   [ 2 6 ]   c ar r ied   a   s y s tem atic  an aly s is   o f   r etin al  im ag es   f o r   t h au to m atic  s cr ee n in g   o f   th DR .         3.   P RO B L E M   ST A T E M E NT   T h r esear ch   p r o b lem s   b ased   o n   th a b o v e - r elate d   wo r k   ar an aly ze d   as f o llo ws:     I r r esp ec tiv o f   ex te n s iv r esear ch   to war d s   DR   u s in g   f u n d u s   im ag es  wh ile  f o cu s in g   o n   ad d r ess in g   en h an ce m e n t iss u es,  th er ar f ewe r   s tan d ar d   m o d els.     Usag o f   im a g en h an ce m e n tech n iq u es  is   eith er   ca r r ied   in   th lim ited   s co p e   o f   p r e p r o ce s s in g   o p er atio n .   I n   ad d itio n ,   s o m e   ar ass o ciate d   with   co m p u tatio n al  c o m p lex ity   th at  d o esn ' m ee th r eq u ir e m en t   o f   ef f ec tiv d iag n o s is   an d   DR   s cr ee n in g .       T h ex is tin g   en h an ce m en m e ch an is m   is   ca r r ied   o u h ig h l y   r ec u r s iv e,   wh ich   a   s im p le  an d   tim e - ef f icien im p lem en tatio n   d esig n   n ee d s   ap p r o ac h   f o r   f u n d u s   im ag es.      Als o ,   th er is   le s s   av ailab ilit y   o f   jo in m ec h an is m s   t o   ad d r e s s   s ev er al  en h an ce m en p r o b l em s   in   s in g le   m o d u le.   Actu ally ,   th en h a n c em en is   ca r r ied   o u to   s p ec if ic  o b jectiv es,  m ain ly   to   r esear ch   wo r k .   T h Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       Mo d ellin g   o n   d ema n d   p r ep r o c ess in g   fr a mewo r to w a r d s     ( P r a kru th i Ma n d ya   K r is h n eg o w d a )   587   liter atu r lack s   co m p r eh e n s iv s et  o f   p r ep r o ce s s in g   ap p r o ac h es  to   m ee all  im ag en h an ce m e n r eq u ir em e n ts   in   s in g le  d ep l o y m en t scen ar io .   T h er ef o r e,   th e   p r o b lem   s tatem en f o r   th e   p r o p o s ed   s y s tem   ca n   b s tated   as   "De v elo p in g   a   co m p u tatio n al   m o d el  th at  ca n   p r o v id e   o n - d em an d   p r ep r o ce s s in g   ap p r o ac h es  to   ad d r ess   m u ltip le  en h a n ce m en p r o b lem s   ass o ciate d   with   f u n d u s   im ag e   is   ch allen g in g   task . "       4.   P RO P O SE SO L UT I O N   T h p r o p o s ed   r esear ch   s tu d y   in ten d ed   to   p r esen u n iq u e   s o lu tio n   to   ad d r ess   d if f er en t   p r o b lem s   r elate d   to   im ag q u ality   with i n   s in g le  s et  o f   c o m p u tatio n a m o d els.   T h c u r r e n r esear c h   wo r k   p r esen ts   th co m p u tatio n al   f r am ewo r k   m o d elin g ,   wh ich   o f f er s   on - d em an d   p r e p r o ce s s in g   s er v ices  to   ca r r y   o u t   co m p r eh e n s iv en h an ce m en t   o p er atio n s   o v er   f u n d u s   im a g es.  T h o n - d e m an d   p r ep r o c ess in g   is   m ea n to   f ac ilit ate  v ar iety   o f   im ag e   q u ality   im p r o v em e n m ec h a n is m s   in   a   s in g le  ap p licatio n ,   with   an   ad v a n tag e   o v er   m u ltip le  p r ep r o ce s s in g   r eq u ir em en ts   as  p er   th v is u al  ch ar ac ter is tics   o f   th f u n d u s   im ag in g .   T h p r o p o s ed   f r am ewo r k   in teg r ates  d if f er e n t   p r ep r o ce s s in g   alg o r ith m s .   T h s elec tio n   o f   s u itab le  en h an ce m en as  p r ac tical  s o lu tio n   is   b ased   o n   e v alu atin g   ea ch   p r e p r o ce s s in g   tech n iq u co n ce r n in g   a   p ar ticu lar   in p u t   f u n d u s   im a g e.   T h p er f o r m an ce   ev alu atio n   is   ca r r ied   b ased   o n   th en h a n ce d   i m ag s tatis tic s   an d   q u ality   m etr ics  s u ch   as  p ea k   s ig n al - to - n o is r atio   ( PS NR )   an d   B r ig h tn ess   as  p e r f o r m a n ce   in d icato r   f o r   ea ch   p r e p r o ce s s in g   tech n iq u e.   T h ar ch itectu r e   o f   th e   o n - d e m an d   p r ep r o ce s s in g   f r am ewo r k   is   d ep icted   in   Fig u r 1 .       I n p u t   F u n d u s   I m a g e G e o m e t r i c a l   A d j u s t m e n t F i l t e r i n g   C o n t r a s t   E n h a n c e m e n t S c a l i n g ,   C r o p p i n g   ,   N o r m a l i z a t i o n M e a n   F i l t e r ,   M e d i a n   F i l t e r P o w e r   l a w ,   C L A H E ,     C o l o r   E n h a n c e m e n t ,   M a t h e m a t i c a l   M o r p h o l o g y ,   O p t i m i z a t i o n E n h a n c e d   F u n d u s   I m a g e P e r f o r m a n c e   m e t r i c s :   P S N R ,   B r i g h t n e s s     Fig u r 1 .   Ou tlin o f   th e   p r o p o s ed   p r e - p r o ce s s in g   tech n iq u es a n d   ev alu atio n   m o d el       Fig u r 1   d e p icts   th ar c h itectu r o f   th e   p r o p o s ed   o n - d e m an d   p r ep r o ce s s in g   f r am ew o r k ,   wh ich   in co r p o r ates  d if f er en p r ep r o c ess in g   tech n iq u es  s u ch   as  in ter p o latio n ,   cr o p p i n g ,   an d   n o r m alizin g   to   ad d r ess   g eo m etr ical  d ef o r m atio n s .   I n   ad d itio n ,   m ea n   f ilter in g ,   m ed ian   f ilter in g ,   an d   r ec u r s iv f ilter in g - b ased   p r ep r o ce s s in g   m ec h an is m s   ar e   ev alu ated   to   h an d le   h ig h er   n o is lev el  in   th in p u f u n d u s   im ag e.   Ap ar f r o m   n o is elim in atio n   an d   g e o m etr ic  ad ju s tm en t,  th s tu d y   also   ev alu ates  v ar io u s   co n tr ast  en h an ce m e n tech n iq u es su ch   as p o wer   law,   C L AHE ,   lo w - lig h t c o lo r   en h a n ce m en t,  m ath e m atica l m o r p h o lo g y ,   a n d   p ar ticle  s war m   o p tim izatio n   ( PS O) - b ased   o p tim izatio n   to   ad d r ess   lo co n tr ast  f ac to r s   an d   u n ev en   illu m in atio n .   T h is   r esear ch   s tu d y   aim s   to   o f f er   n o v el  an d   v er s atile  im ag p r e p r o ce s s in g   m o d el  th at  au to m a tes  clin ical  an aly s is   wh er tim an d   ac cu r ac y   ar c r u cial  f ac to r s .   T h u s ,   it  allo ws  th p h y s ician   to   c h o o s p r e p r o ce s s in g   tech n iq u es   f lex ib ilit y   to   p er f o r m   s ig n if ican en h an ce m e n o v er   im a g f o r   ea r ly   d etec tio n   o f   DR .   T h co n s id er ab le  co n tr ib u tio n s   o f   th p r o p o s ed   r esear ch   wo r k   a r as f o llo ws:       T h p r o p o s ed   o n - d em an d   p r e - p r o ce s s in g   f r am ewo r k   p r o v id es  p o ten tial  s o lu tio n   to   ad d r ess   s ev er al   is s u es  o f ten   en co u n te r ed   in   th im ag e n h an ce m e n p r o ce s s .   I ca n   also   b u s ed   in ter ch an g ea b ly   d ep en d i n g   o n   th in p u t im ag e' s   v is u al  ch ar ac ter is tics .       T h ev alu atio n   o f   th p r e - p r o ce s s in g   tech n iq u es  in teg r ated   in to   th p r o p o s ed   s y s tem   is   c ar r ied   b ased   o n   th o u tp u t r esp o n s an d   th im ag s tatis tic s .       I als o   p r o v id es  co s t - ef f ec tiv en ess   an d   tim ef f icien cy   in   clin ical  an aly s is .   I n   ad d itio n ,   p h y s ician s   ca n   co n d u ct  m o r p r o f o u n d   r esea r ch   o f   f u n d u s   im ag in g   b y   s elec tin g   d if f er en p r e - p r o ce s s in g   m ec h an is m s   in teg r ated   in to   t h p r o p o s ed   s y s tem .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   12 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 22 5 8 5 - 595   588     I n   ad d itio n ,   th p r o p o s ed   f r a m ewo r k   also   p r o v id es  th b en ef it  o f   o p tim izatio n   i n   th en h an ce m en p r o ce s s   u s in g   s war m - b ased   s to ch as tic  ap p r o ac h   with   t h f lex i b ilit y   o f   f in e - tu n in g   its   p ar am et er   f o r   b etter   an aly s is   o f   th im ag b ased   o n   th p ar ticu lar   r eq u ir e m en ts .         5.   T H E   P RO P O SE AL G O RI T H M   I n   th is   s ec tio n ,   th e   alg o r ith m s   ar d is cu s s ed   u s ed   i n   th e   im p lem en tatio n   o f   t h p r o p o s ed   o n - d em an d   p r ep r o ce s s in g   m ec h an is m .   T h p r im co n ce r n   b eh in d   th i m p lem en tatio n   o f   th is   alg o r ith m   is   th at  d if f er en t   f u n d u s   im ag es  co m with   a   wid v ar iety   o f   p r o b lem s .   T h ese  p r o b lem s   n ee d   to   b e   ad d r ess ed   in   th e   p r ep r o ce s s in g   p h ase  as  p r er eq u is ite  f o r   h u m an   an aly s i s   an d   th au to m atio n   p r o ce s s es  in   th clin ical   r esear ch   to war d s   d is ea s id en tific atio n   an d   p atien tr ea tm en t.  T h er ef o r e,   th p r o p o s ed   s y s tem   f o cu s es  o n   th r ee   d if f er e n ca teg o r ies  o f   p r ep r o ce s s in g   is s u es  an d   p r esen ts   p o ten tial  s o lu tio n s   th at  w o r k   in   an   in teg r ated   way   to   o f f e r   co m p r e h en s iv en h an ce m e n t o f   th e   f u n d u s   im ag e.     5 . 1 .   Alg o rit hm   f o r   g eo m et ric  a dj us t m ent   T h g eo m etr ic  ad ju s tm en p r o ce s s   r ef er s   to   r ec tify in g   d is to r tio n s   ass o ciate d   with   im ag s h ap e,   o b ject  r ef lectio n ,   s ca le,   o r ie n tatio n ,   an d   n o r m aliza tio n .   T h p r o p o s ed   r esear c h   s tu d y   co n s id er s   th r ee   g eo m etr ic - r elate d   is s u es ;   i)   im ag u p   s ca lin g   an d   d o wn s ca li n g   ii)  r eg io n   o f   in ter est  m in in g ,   an d   iii)  g r a y s ca le  n o r m aliza tio n .   T h e   f u n d u s   im ag p h o to g r ap h e r   a d o p ts   d if f e r en f ield   v iews  ( Fo V)   to   ac h i ev f u n d u s   im ag in g .   T h u s ,   th ac q u ir ed   im ag es  a r v ar iab le  i n   s ize  ac co r d i n g   to   d iag n o s tic  r eq u ir e m en ts .   T h alg o r ith m   f o r   im p lem e n tin g   th e   s ca lin g   tech n iq u is   d escr ib ed   as f o llo ws:     Alg o r ith m   f o r   f u n d u s   im a g up s ca lin g   an d   d o wn s ca lin g   Input : FIm (Input Fundus Image)   Output : SFIm (Scaled Fundus Image)   Start   1.   [r,c]    f 1 (FIm)   2.   Initialize, Tr, Tc   3.   rR    Tr/r    4.   [cR]    Tc/c   5.   [ Pr , Pc ]   = ( r × rR / rR ) , ( c × cR / cR )   6.   [r,g,b]  f2(FIm)   7.   r(r,c) r ( Pr , Pc )   8.   g(r,c)    g ( Pr , Pc )   9.   b(r,c)    b ( Pr , Pc )   10.   Matz    [ ] TrxTcx3   11.   SFIm    f3(Matz, rgb)   End     I n   th e   f ir s t   s tep   o f   th e   alg o r ith m ,   th e   s y s tem   u s es  a   f u n ctio n   f 1 ( )   o v e r   th in p u t   im ag e   to   g et  th s ize  o f   th e   in p u f u n d u s   im ag e   FI as  th e   n u m b er   o f   r o w   r   an d   co lu m n   ( lin e1 ) .   I n   th e   s ec o n d   s tep ,   a   v ar ia b le  tar g et  r o w   ( T r )   an d   tar g et   co l u m n   ( T c)   a r in itialized   to   d ef in th n ew  s ize  o f   th im a g ( lin e2 ) .   T o   p er f o r m   s ca lin g ,   th alg o r it h m   co m p u t es  s ca lin g   r ati o   r R ,   cR  b y   d iv id in g   t h tar g et  im a g s ize  b y   th e   s ize  o f   th e   o r ig in al  im ag in   r o w - wis an d   co lu m n - wis m an n er   ( L in e 3   &   L in e 4 ) .   T h ese  s ca lin g   r ati o s   ar th en   u s ed   to   co m p u te  Pr  an d   Pc' s   s ca l in g   p o s itio n s   f o r   th p ix el  r e p licatio n   p r o ce s s   ( L in e5 ) .   T h e   ( 1 )   ex h i b its   th co m p u tatio n   o f   s ca lin g   p o s itio n s   as     [  ,  ]   = ( ( ×  ) /  ) , ( ( ×  ) /  )   ( 1 )     w h er Pr   is   th r o w - wis s ca lin g   p o s itio n   an d   Pc  is   th co l u m n - wis s ca lin g   p o s itio n ,     is   th f u n ctio n   t h at   d en o tes  r o u n d in g   to war d s   th n ea r est  in teg er .   T h alg o r ith m   d ef in ed   f u n ctio n   f 2 ( )   to   ex tr ac th co lo r   co m p o n en ts   R GB   f r o m   th in p u im ag to   p er f o r m   p ix el  r ep licatio n   p r o ce s s   in   ea ch   co l o r   co m p o n e n t.  T h e   co m p u ted   s ca led   r o p o s itio n   Pr  an d   co lu m n   s ca led   p o s itio n   Pc  ( L in e6 - 9 ) .   Fu r th e r ,   n u ll  m atr ix   is   co n s tr u cted   w h o s all  e n tr ies  ar ze r o s   with   th e   s ize  o f   th tar g et  im ag e   ( L in e   1 0 ) .   A n ew  r escaled   im ag is   th en   o b tain ed   in   th e   n e x s tep   o f   t h e   alg o r ith m   u s in g   f u n ctio n   f 3 ( ) ,   wh ich   p er f o r m s   s am p li n g   o f   all  t h r ee   c o lo r   co m p o n en ts   in to   th n u ll  m atr ix   th at  f in ally   co n s tr u cts  th n ew  im ag ( SF I m )   with   th s ize  o f   T r   an d   T c   ( L in e1 1 ) .   T h e   n ex o p er atio n   in   th e   g e o m etr ic  ad j u s tm en i s   th ex tr ac tio n   o f   t h o b ject  in   th im ag e   u n d er   co n s id er atio n .   T h s tu d y   co n s id er s   th is   p ar s ig n if ican f u n ctio n   to   in clu d in   th p r o p o s ed   s y s tem .   I t   f ac ilit ates  th p h y s ician   to   wo r k   o n   o n ly   s p ec if ic  p ar r a th er   th an   an al y zi n g   th wh o le   im ag e.   cr o p p in g   m ec h an is m   is   ad o p ted   to   p er f o r m   R o I   ex tr ac tio n ,   wh ich   also   ac ts   as   p r im ar y   s eg m en tatio n   m ec h an is m   to   p er f o r m   im ag an aly s is   f o r   e y e - r elate d   d is ea s id en tific atio n .   T h n o r m aliza tio n   o f   in p u f u n d u s   im ag is   ca r r ied   o u t in   g r a y s ca le  r ep r es en tatio n   u n d er   r an g o f   ev e n   d is tr ib u tio n   o f   p ix els as  in   ( 2 ) :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       Mo d ellin g   o n   d ema n d   p r ep r o c ess in g   fr a mewo r to w a r d s     ( P r a kru th i Ma n d ya   K r is h n eg o w d a )   589   N   =   ( ( p )   ×   255 ) / (  )   ( 2 )     wh er NFI m   is   th n o r m alize d   in p u t,  FIm   is   th e   n o r m alize d   im ag ed ,   p ,   an d   p    is   th m in im u m   an d   m ax im u m   s ca le  o f   t h in p u im ag FIm .   T h is   also   p e r f o r m s   s im ilar   o p e r atio n   o f   d e n o is in g   in   th in p u t   im ag e.       5 . 2 .   Alg o rit hm   f o r   deno is ing   T h p r o p o s ed   f r am ewo r k   co n s id er s   th r ee   d if f er e n f ilter in g   o p er atio n s ,   s u ch   as  m ea n ,   m ed ian ,   an d   co m b in ed   m ea n - m ed ian   f ilter   to   d e - n o is th im ag a n d   g en er ates  an   en h a n ce d   im a g as  an   o u tp u t.  T h e   alg o r ith m   f o r   n o is f ilter in g   in   th im ag is   d escr ib ed   as   f o llo ws:     Alg o r ith m   f o r   f u n d u s   im a g d en o is in g     Input : FI (Input Fundus Image)   Output : DFIm (Denoised Fundus Image)   Start   1.   FI1   f4(FIm, W )   a.   f4 (   )   1 / ( m   x   n ) FI m   { p , q } N { p , q }   2.   FI2 f5(FIm, M) // Secondary level filtering   a.   f5 (     )   m e dia n ( FI m ( p i , q j ) , i , j   M )   3.   FI3    f5(f4(FIw, W)) // Multi - level filtering   4.   DFIm   f6(FI3)   End     T h f ir s s tep   o f   th e   p r o p o s ed   alg o r ith m   is   m ain ly   s u b jecte d   to   t h m ea n   f ilter in g   p r o ce s s   FI1 .   An   av er ag in g   f u n ctio n   f 4 ( )   is   u s e d   to   p e r f o r m   th f ilter in g   p r o c ess   u s in g   lin ea r   o p er atio n   with   F   ( f ilter   m ask = m   x   n ,   wh er n =3 ,   an d   m = 3 ) .   T h f u n ctio n   f 4 ( )   d eter m in es th m ea n   v alu o f   t h FIm   ( p , q )   with   th W   ce n ter ed   at  p o in t p ,   q   p i x el  co o r d in ate  o f   FIm   ( L in e1 ) .   T h f ilter ed   im a g ( m FI)   at  p o in t ( p ,   q )   ca n   b e   g iv en   as in   ( 3 ) :       =   1 / (     )   { , } { , }   ( 3 )     w h er m FI   is   th f ilter ed   im ag an d   W   is   th f ilter   m ask   o r   win d o as  s q u ar m atr ix   o f   s ize  m   x   n ,   r ef er s   to   th n eig h b o r h o o d   v alu es  b e lo n g in g   to   th s et  o f   p ix el  co o r d in ate  p ,   q   in   th s q u ar m atr i x   F.    T h is   o p er atio n   is   ex ec u ted   u s in g   co n v o lu tio n   m atr ix ,   wh e r ea ch   co ef f icien co n s id er e d   with   th e   v alu o f   1 /F.  T h is   o p e r atio n   is   co m p u tatio n ally   e f f icien an d   ef f ec tiv in   s m o o th in g   th im ag e' s   v is u al  q u ality   s u f f er in g   f r o m   t h b lu r r in ess .   Ho wev er ,   if   th e   in p u t   f u n d u s   im ag e   is   s u b jecte d   to   a   h i g h er   n o is o r   r an d o n o is lev el,   th e n   th e   in p u im a g p r o ce s s ed   with   m ea n   f ilter i n g   lack s   t h ed g d etails  in   th r esu ltin g   o u tp u t.   T h m ed ian   f ilter in g   FI2   is   co n s id er ed   in   th p r o p o s ed   s y s tem   to   elim in ate  r an d o m   n o is is s u es  in   th in p u t   im ag e.   Similar ly ,   m ed ia n   f ilter   is   ap p lied   u s in g   f u n ctio n   f 5 ( ) ,   wh ich   e x ec u tes  n o n - lin ea r   o p e r atio n   co n s id er in g   c o m p u tatio n   o f   t h m ed ian   v alu o f   th e   FIm   with   f ilter   m ask   ( L i n e2 ) .   I n   th is   p r o ce s s ,   th e   co o r d in ates  p o i n ts   o f   p ix el  in   th m ask   ar ar r an g e d   b a s ed   o n   th g r ay s ca le  v alu es,  a n d   th m ed ian   v alu e   o f   is   u s ed   to   e lim in ate  th n o is y   v alu es.  I r esto r es  th n o is e - f r ee   p ix el  v alu es  in   th M.   T h o u tp u im ag e   ac h iev ed   b y   n o n - lin ea r   en h a n c em en t o p er atio n   d escr ib e d   as   ( 4 ) :     mdF I ( p , q ) =   me dia n ( F Im ( p i , q j ) , i , j   M )   ( 4 )     w h er m d FI  is   th o u tp u d en o is ed   f u n d u s   im a g e,   is   th m ask   o f   s ize  n   x   m ,   wh er m ,   n =3 x 3 .     T h is   tech n iq u is   ef f ec tiv e   in   th elim in atio n   o f   r an d o m   n o is e,   b lu r r in ess   in   th f u n d u s   im ag es.  Ho wev er ,   th e   p r o p o s ed   s tu d y   also   im p lem en ted   c o m b i n ed   a p p r o ac h   o f   m ea n ,   m ed i an ,   an d   f ir s t - o r d e r   r ec u r s iv f ilter in g   ap p r o ac h   t o   p er f o r m   m u lti - lev el  f ilter in g   p r o ce s s   to   elim in ate  h ig h e r - lev el  n o is in   th e   in p u im ag e   ( L in e 3 ) .   I n   th is   p r o ce s s ,   th o u tco m o b tain ed   ( FI1 )   f r o m   th e   m ea n   f ilter in g   a p p r o ac h   is   tak en   as   in p u f o r   th m ed ian   f ilter in g   ap p r o ac h   o f   m ask   s ize  5 x 5 .   Ou tp u im ag e   FI3   is   th en   p r o ce s s ed   with   f ir s t - o r d er   r ec u r s iv f ilter   [ 2 7 ] .   r e cu r s iv f ilter in g   f u n ctio n   f 6 ( )   is   u s ed   with   an   in p u a r g u m en FI3   ( o u tp u o f   co m b in ed   m ea n   a n d   m e d ian   f i lter ) .       5 . 3 .   Alg o rit hm   f o r   co ntr a s t   enha ncem ent   V a r io u s   im ag en h an ce m e n tech n iq u es  im p lem en te d   in   th e   p r o p o s ed   s y s tem   to   co n tr ast  a d ju s tm en an d   b r ig h tn ess   p r eser v atio n   in   th in p u im ag ar d is cu s s ed   in   th is   s ec tio n .   Po wer - law - b ased   en h an ce m en is   wid ely   u s ed   in   t h e x is tin g   liter atu r to   im p r o v e   th co n tr ast o f   im ag es b ased   o n   th g am m co r r ec tio n   f ac to r .     Alg o r ith m   f o r   f u n d u s   im a g C o n tr ast en h an ce m en t u s in g   p o wer - law  tr an s f o r m s   Input : FI (Input Fundus Image)   Output : EFI (Enhanced Fundus Image), b2  (brightness EFI), s2 (sharpness EFI)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   12 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 22 5 8 5 - 595   590   Start   1.   Initialize    2.   EFI 255x ( FI ( , ) / 255 ) 1 /   3.   [b1,b2]    f2(EFI(f1(FI))   4.   [s1, s2]    f4(EFI(f3(FI)   5.   Evaluate: output image   6.   If   th re qu ir em en is   to   in cr ea se   th co nt ra st   of   da rk   an po or   co nt ra st   fu nd us   image:   7.   Check:[b1,b2] and [s1,s2]    8.   Otherwise:   9.   Compute  with  differen value  of  0.1:0.98  until  the  suitable  value   of    is  evaluated   End     T h f ir s s tep   o f   th alg o r ith m   is   to   in itialize  th v a r iab le    attr ib u te  f o r   co n tr ast  co r r ec tio n   ( L in e1 ) .   T h en ,   t h co n tr ast  co r r ec tio n   f o r   g iv en   im ag e n h an ce m en t   is   ca r r ied   u s in g   n u m er ical   ex p r ess io n   m en tio n ed   in   th alg o r ith m ,   wh ich   r ef er s   to   n o n - lin ea r   o p er atio n   th at  m ap s   th u n - ev e n   illu m in atio n   v alu e   in   th e   i n p u t   im ag to   th u n if o r m   lu m in an ce   in   th o u tp u s p ac u s in g   co r r ec tio n   f ac t o r     f o llo wed   b y   p o wer - law   tr an s f o r m atio n   ( lin 2 ) .   I n   th e   n ex s tep   ( L i n e3 ) ,   th alg o r it h m   co m p u tes  th b r ig h tn ess   v alu b 2   a n d   b 1   f o r   b o th   e n h an ce d   im ag u s in g   f u n ctio n   f 2 ( )   an in p u im ag u s in g   f u n ctio n   f 1 ( ) .   Similar ly ,   th q u an tifie d   s h ar p n ess   s 1   an d   s 2 ar also   co m p u ted   f o r   b o th   in p u im ag an d   o u t p u im ag u s in g   f u n ctio n   f 3 ( )   an d   f 4 ( ) r esp ec tiv ely   f o r   th p ar ticu lar   v alu o f   th c o r r ec tio n   f ac t o r   attr ib u te   L in 4 & 5 . Ho wev e r ,   th r eq u i r em en t   is   to   in cr ea s th im ag e' s   co n t r ast;   th er ef o r e,   t h e   s y s tem   ev a lu ates  b o th   q u an tifie d   s h a r p n e s s   an d   b r ig h t n ess   to   ju s tify   th n ee d   f o r   FI  e n h an ce m en t u s in g   th is   tech n iq u ( L in 7 & 8 ) . H o wev er ,   if   t h u s er   is   n o t satis f ied ,   th e n   th s am s tep s   will  b f o llo we d   with   d if f e r en v alu es  o f     with in   th r a n g o f   1 : 0 . 9 8 .   I n   ad d itio n ,   th v al u o f   ca n   n o b co n s id er ed   o n b e ca u s th p o wer   law  tr an s f o r m atio n   f u n ctio n   p er f o r m s   lin er   o p er atio n ,   wh ic h   m ea n s   n o   m ap p in g   o f   o u tp u t   s p ac with   co n tr ast  co r r ec te d   v alu es.  T h e n h an ce m e n r eq u ir em en also   is   ju s tifie d   with   th e   h is to g r a m   a n aly s is .   C L AHE   h as  b ee n   an   ex ten s iv ely   ad o p ted   m ec h a n is m   f o r   e n h an cin g   t h e   co n tr ast  o f   f u n d u s   im ag in g   a n d   o th e r   m ed ical  im ag in g   m o d alities .   I n   C L AHE ,   th im ag is   d iv id ed   in to   ev en ly   d is tr ib u ted   b lo ck s ,   an d   th e   h is to g r am   o f   ea c h   b l o ck   is   d eter m in ed .   B ef o r e   co m p u tin g   th e   g lo b al   h is to g r am   an d   co n tr ast  in ten s ity ,   th lo ca h is to g r am   o f   ea ch   b lo ck   is   clip p ed   u s in g   c lip p in g   lim it  ( cL )   d ef in ed   b ased   o n   th u s er   r e q u ir em en t.   Fo r   e x a m p le,   f o r   in p u im ag e   FI  with   m   r o a n d   n   co lu m n ,   th cL   is   g iv en   b y   ( 5 ) :      =   { 1  (  )     (  ) < 1          ( 5 )     w h er cF  is   th co n tr ast f ac to r ,   S is   th h is to g r am   s lo p e.     T h clip p ed   h is to g r am s   ar n o r m alize d ,   a n d   th e   cu m u lativ d is tr ib u tio n   o f   ea ch   b lo c k   is   co m p u te d   b ased   o n   th d is tr ib u tio n   p a r a m eter .   T h e   ad jace n b lo ck s   ar u n ited   u s in g   b ilin ea r   in ter p o latio n   to   e r ad icate   u n willin g   b o u n d a r ies.  T h ad v an tag o f   u s in g   C L AHE   is   th at  it  o v er co m es  th is s u es  ass o ciate d   with   o v er   b r ig h tn ess .   T h f u n d u s   im ag es  ar o f ten   ca p tu r ed   in   lo w - lig h ten in g   co n d itio n s .   As  r esu lt,  im ag es  ar e   g en er ated   with   lo c o n tr ast,   h ig h   n o is e,   an d   h az in ess .   T h s tu d y   co n s id er e d   a   lo w - lig h co lo r   im a g en h an ce m e n tech n iq u to   i n cr ea s b r ig h t n ess   an d   s h ar p n ess   in   th im ag es  ca p tu r e d   in   lo w - lig h tin g   en v ir o n m en t.  T h alg o r ith m   f o r   lo w - lig h tin g   co lo r   en h a n ce m en t is d is cu s s ed   as f o llo ws:     Alg o r it h m s   f o r   f u n d u s   im ag co n tr ast  en h an ce m en t u s in g   p o wer - law  tr an s f o r m   Input : FI (Input Fundus Image)   Output : EFI  (Enhanced Fundus Image)   Start   1.   Initialize, Inv   2.   Inv1 f1(FI)   3.   E1 f2(Inv)   4.   Inv2 f1(E1)   5.   E2 f2(Inv)   6.   E3 f3(E2)   7.   EFI f1(E3)   End     I n   th e   f ir s lin e   o f   th e   alg o r ith m ,   a   v ar iab le   I n v   is   in itialized   to   c o m p u te  an   in v e r ted   im a g ( L in e1 ) .   f u n ctio n   f 1 ( )   is   u s ed   to   c o m p u te  th c o m p lem en o f   i n p u FI,   an d   th o u t p u is   s to r ed   as   f ir s t - lev el  in v er ted   im ag ( L in e   2 ) .   T h e   co m p lem en t   o f   th e   im ag e   is   c ar r ied   o u u s in g   a   f o r m u la,   i.e . ,   2 5 5 - FI,   wh er e   2 5 5   is   th m ax im u m   c o lo r   in ten s ity   v alu e .   I n   th e   f o llo win g   p r o c ess ,   f u n ctio n   f 2 ( )   is   ap p lie d   o v er   I n v 1   ( i n v er ted   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       Mo d ellin g   o n   d ema n d   p r ep r o c ess in g   fr a mewo r to w a r d s     ( P r a kru th i Ma n d ya   K r is h n eg o w d a )   591   im ag e)   to   en h an ce   th im a g u s in g   th h az r e m o v al  alg o r i th m   ( L in e3 ) .   T o   im p r o v en h an ce m en o u t p u t,  a   s im ilar   p r o ce s s   is   r ep ea ted   to   p er f o r m   s ec o n d ar y   lev el  o f   en h an ce m e n t.  T h er ef o r e,   f u n ctio n   f 1 ( )   is   ag ain   ap p lied   to   th E 1 ,   an   en h an ce d   im ag co m p u te d   in   th p r ev io u s   s tep   to   co m p u te  co m p le m en t.  T h s ec o n d ar y   lev el  o f   en h an ce d   im ag e   E 2   i s   co m p u t ed   u s in g   s im ilar   f u n ctio n   f 2 ( )   th at   ca lls   th h az e   r em o v al  al g o r ith m   ( L in e4   &   L in e 5 ) .   T h e   im p r o v ed   im ag E 2   is   f u r th er   s u b jecte d   to   th e   g u id e d   f ilter   [ 2 8 ] ,   u s in g   f u n ctio n   f 3 ( ) ,   wh ich   p r o v id es   ed g e   s m o o th e d   im ag e   E 3   as  th e   f in al   en h an ce d   im ag e.   Fin ally ,   th e   en h a n ce d   in v er ted   im ag e   is   r esto r ed   in to   its   o r ig i n al  co l o r   s tate  as  en h an ce d   f u n d u s   i m ag ( E FI )   en h a n ce d   f u n d u s   im ag u s in g   f u n ctio n   f 1 ( ) .   T h e   r ea s o n   b eh in d   ad o p tin g   th e   h az e   r em o v al - b ase d   lo w - lig h t   co lo r   f u n d u s   im ag alg o r ith m   is   to   ex p lo r e   its   ef f ec tiv en ess   to war d s   b en ef itti n g   en h an ce m e n o n   d ar k   co l o r   FI  im ag es.   T h e   p r o p o s ed   s y s tem   also   o f f er s   m ec h an is m   f o r   id e n tify in g   o n o f   th m o s s ig n if ican f ea tu r es  k n o wn   as  ex u d ates  u s in g   th m ath em atica l m o r p h o lo g ical  m ec h an is m .   T h al g o r i th m ic  s tep s   ar g iv en   as f o llo ws:     Alg o r ith m   f o r   f u n d u s   im a g c o n tr ast en h an ce m en t u s in g   m o r p h o lo g ical  o p e r ato r   Input : FI (Input Fundus Image)   Output : EFI (Enhanced Fundus Image)   Start   1.   [g]    FI(:, :, 2)   2.   sE    f1('disk', 6)   3.   cL    f2(g, sE)   4.   sE    f1('disk', 8)   5.   oP    f3(G, sE)   6.     f4(oP - cL)   End       T h alg o r ith m   tak es  in p u f u n d u s   im ag FI  an d ,   af ter   m o r p h o lo g ical  o p er atio n ,   p r o v i d es  ex tr ac tio n   ex u d ates  in   c o n to u r   p lo t.   T h f ir s s tep   o f   th al g o r ith m   is   to   e x tr ac th e   g r ee n   ' g '   co lo r   ch an n el  f r o m   FI   to   in itiate  th m o r p h o lo g ical  o p e r atio n   ( L in e 1 ) .   d is k   s h ap e   l ik s tr u ctu r in g   elem en ( s E )   i s   co n s tr u cted   u s in g   f u n ctio n   f 1 ( )   with   r a d iu s   len g th   o f   p ix els  ( L i n e2 )   t o   p er f o r m   clo s in g   o p e r atio n   ' cL '   f o llo wed   b y   m o r p h o lo g ical  b o tto m   h at   o p e r a tio n   f u n ctio n   f 2 ( )   g iv en   as   ( 6 ) :        =   (  )    ( 6 )     w h er g   is   th g r ee n   co lo r   c h a n n el  ex tr ac ted   f r o m   th FI,   s E   is   th s tr u ctu r in g   elem en t,    clo s in g   o p er ato r ,     d ilatio n   o p er at o r   an d     is   th er o s io n   o p er at o r .     I n   th b o tto m h at   o p er atio n ,   th e   o u tco m e   f r o m   th a b o v n u m er ical  ex p r ess io n   is   s u b tr ac t ed   f r o m   th e   in p u im ag ( L in e 3 ) .   T h is   p r o ce s s   p r o v id es  m ec h an is m   o f   v ess el  ex tr ac tio n   o b tain ed   in   th f o r m   o f   lo g r ay s ca le  lev el  o b ject.   I n   th e   n ex s tep ,   th alg o r ith m   ag a in   cr ea tes   s tr u ctu r in g   elem en u s in g   s im ilar   f u n ctio n   to   in itiate  o p en in g   o p er atio n   f o llo wed   b y   to p h at   m o r p h o lo g ical  ( L in e3   an d   L i n e4 ) .   T h to p   th at   f u n ctio n   f 3 ( )   ex tr ac ts   b r i g h r eg io n   with   h ig h e r   in ten s ity   lo ca lizatio n .   T h is   o p e r atio n   is   g iv en   as   ( 7 )        =   ( )    ( 7 )     w h er   is   th m o r p h o l o g ical  o p en in g   o p er ato r .     Fu r th er ,   th alg o r ith m   p e r f o r m s   im ag b in ar izatio n   o p er ati o n   u s in g   f u n ctio n   f 4 ( )   a n d   in p u ar g u m en t   o f   th e   d if f er en ce   b etwe en   to p h at  an d   b o tto m h at   v alu es.   T h i s   m ea n s   th e   o u tc o m ac h iev e d   b y   th e   b o tto m   h at   is   s u b tr ac ted   f r o m   th o u tco m ac h iev ed   b y   th to p h at  p r o ce s s   to   ex tr ac p r ec is ex u d ates  u s in g   co n to u r   p lo ( L in e6 - 7 ) .   T h e   s tu d y   ex p lo r es  th ef f ec tiv en ess   o f   ap p ly in g   s war m - b ased   o p tim izatio n   in   th e   en h an ce m e n o f   th e   f u n d u s   i m ag e.   T h o p ti m izatio n   m et h o d   is   b ased   o n   th e   p o p u lati o n - o r ie n ted   s ea r ch   alg o r ith m .   T h s o lu tio n   s p ac is   ca lled   p ar ticle,   an d   ea c h   p ar ticle  h as   its   f itn ess   v alu Fv .   T h p ar ticle  f r o m   th p r o b lem   s ea r ch es  th s o lu tio n   s p ac b y   o p tim in   th iter atio n .   E ac h   s o lu tio n   i s   u p d a ted   with   th lo ca l   b est  ( Pb )   an d   g lo b al  b est  ( g b )   in   ea ch   iter atio n ,   a n d   f u r t h er ,   it  u p d ated   th eir   v elo city   an d   p o s itio n .   T h is   p r o ce s s   co n tin u es  u n til  th r eq u ir em en is   f u lly   s atis f ied   o r   an y   er r o r   o cc u r s .   T h alg o r ith m   s tep s   ar m en tio n ed   f o r   p r o p o s ed   en h an ce m en t o p tim izatio n .     T h alg o r ith m   tak es  th in p u v alu as  FI  ( f u n d u s   im ag e)   an d   g en er ates  E FI  af ter   ex e cu tin g   an   o p tim izatio n   alg o r ith m   ( en h a n ce d   f u n d u s   im ag e) .   First,  th alg o r ith m   in itializes  th v a r iab les  as  m ax - I ter ,   I m ax ,   I m in   ( m a x im u m   a n d   m in im u m   I n er tial  weig h t) ,   v 1 ,   a n d   v 2   as  ac ce ler atio n   co ef f icien ts ,   Ps ize  p o p u latio n   s ize  ( L in e1 ) .   T h en ,   th em p t y   v ec to r   co n s tr u ctio n   is   ca r r ied   o u t   to   s to r Fit n ess   v alu Fv ,   lo ca l   b est  Pb ,   an d   g lo b al  b est  g b   p o s itio n   o f   th p a r ticles  ( L in e2 ) .   T h o v er all  co m p u tatio n   is   ca r r ied   o n   th e   g r ay s ca le  im ag g FI.   T h s ize  o f   th o r ig in al  im ag r o ' r , '   co lu m n   ' c'   is   co m p u ted   as  r e f er en ce   v ar iab le   f o r   th o th er   co m p u tatio n   p r o ce s s   ( L in e3 ) .   Fo r   ea c h   iter ,   co m p u tatio n   o f   v ar iab le  I   is   ca r r ied   o u to   d eter m in th e   o p tim al  s et  f o r   p ar am ete r s   in itialized .   I also   m ea n s   th at  t h p ar am ete r s   ar s u b jecte d   t o   ea ch   p ar ticle  o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   12 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 22 5 8 5 - 595   592   s o lu tio n   s p ac ( L in e4   &   L in e 5 ) .   E ac h   p a r ticle  s ize  co m p u tes   en h an ce d   FI  u s in g   f u n ctio n   f x 2 ( )   with   an   in p u t   ar g u m en o f   g FI,   an d   in itial   p ar ticle  p o s itio n .   Her th f u n c tio n   f x 2 ( )   r ef er s   to   tr an s f o r m atio n   o p er atio n   to   en h an ce   th in p u im ag e.   I n   th n e x s tep   o f   th e   alg o r ith m ,   d is cr ete  f u n ctio n   f x 3 ( )   with   a n   in p u ar g u m en t   o f   th en h a n ce d   im ag e,   m ,   an d   n   is   co n s id er ed   f o r   co m p u tin g   f itn e s s   v alu e   Fv .   T h m ax im u m   v al u in   th e   Fv   m ax   g ets  co m p u ted .   T h v ar i ab le  g b   is   co m p u ted   as  th m ax im u m   v alu o f   th Pb   ( L in e6 ) .   T h u p d atin g   p r o ce s s   f o r   th o f   th e   p ar ticle   n ew  p o s itio n   P(x )   an d   v elo ci ty   P(v )   is   c o n tin u e d   till   th r e q u ir ed   cr iter ia  ar e   m at ch ed   ( L in e 7   to   9 ) ,   wh e r is   th I n er tial w eig h t I   a n d   Pc  p r ev io u s   v elo city   an d   Pl is   th last   lo ca tio n .     Alg o r ith m : Swa r m   b ased   s to c h asti o p tim izatio n   ap p r o ac h   f o r   im ag e n h an ce m e n   Input: FI (Fundus Image)   Output: FIE (Enhanced Fundus image)   Start   1.   Init,   Max - Iteration, Imax, Imin, v1, v2, Psize   2.   Construct: empty vector  [          ]   3.   Convert rgb IF gIF(mxn)  f x1(IF, m x n x D)   4.   Particle Initialization    5.   For i= 1 to Max - iteration   a.   Compute:   I      (   ) × (   )   b.   For j= 1 to Psize   i.   Compute FIE: x2 ( gFI , si z e )   ii.   Compute: Fv  3 ( FI E , n , m )   iii.   Fvmax 4 ( Fv )   iv.   Pb=P(x)   c he c k :   fv <   ( )   v.   Otherwise:   =      End   End   6.   Update gb f 4(Pb)   7.   For each P   a.   Compute: P(v)    b.   Compute:  P(x)    8.   Continue until the required criteria are not met.    9.   Stop   End       6.   RE SU L T A ND  D I SCU SS I O N   T h im p lem en tatio n   o f   th p r o p o s ed   o n - d e m an d   p r ep r o ce s s in g   f r am ewo r k   is   ca r r ied   o u o n   th n u m er ical  c o m p u tin g   to o MA T L AB .   T h is   s ec tio n   d i s cu s s es  th o u tco m es  ac h i ev ed   b y   d if f er e n p r ep r o ce s s in g   tech n iq u es  f o r   f u n d u s   im ag d e n o is in g   a n d   en h an ce m e n t.  E ac h   m eth o d   is   ev alu ated   o v er   s i x   d if f er en t   f u n d u s   im a g es,  wh er o n e   is   d a r k   f u n d u s   im ag e,   an d   th e   s ec o n d   o n is   clea r   f u n d u s   im ag e.   T h e   s elec tio n   o f   e n h an ce d   im a g es  will  b b ased   o n   th e   v is u al  o u tco m an d   q u an titativ a n aly s is   c o n s i d e r i n g   P S N R   a n d   q u a n t i f i e d   b r i g h t n e s s .   I t   c a n   b e   s e e n   t h a t   d i f f e r e n t   p r e p r o c e s s i n g   o p e r a t i o n   p r o v i d e s   d i f f e r e n t   o u t c o m e s   i n   t e r m s   o f   e n h a n c e d   i m a g e .   T h e   q u a n t i f i e d   a n a l y s i s   i n   t e r m s   o f   P S N R   a n d   B r i g h t n e s s   i s   s h o w n   i n   F i g u r e s   2 ( a)   an d   ( b )   an d   Fig u r e s   3 ( a)   an d   ( b ) .   Fig u r 2 ( a)   th an aly s is   o f   en h an ce m en tech n iq u es  is   ca r r ied   o u in   PS NR ,   wh ich   s h o ws  b etter   p er f o r m an ce   ac h iev ed   b y   th C L AH E   tech n i q u an d   o th er   PS o p tim izatio n   tech n iq u es.  Fo r   lin ea r   ev alu atio n ,   th e   clip   lim it  ( 0 . 0 2 )   a n d   g am m c o r r ec ti o n   ( 0 . 8 9 )   v al u es  ar c o n s id er ed   f ix e d   f o r   all  s ix   im ag es.  Fo r   t h in p u f u n d u s   im ag es  ( 1 ,   2 ,   5 ,   a n d   6 ) ,   g a m m co r r ec tio n   h as  s h o wn   h ig h er   PS NR .   I n   th e   o v er all  ev alu atio n   p r o ce s s ,   th lo w - lig h en h a n ce m en tech n iq u ex h ib ited   lo PNSR   co m p ar ed   to   all  o t h er   m eth o d s .   T h id ea   o f   c o n s id e r in g   l o w - lig h e n h an ce m e n im ag is   to   en h an ce   t h v is ib i lity   o f   d a r k   f u n d u s   im ag es.  T h p er f o r m an ce   e v alu atio n   ex h ib ited   in   te r m s   o f   b r ig h tn ess   s h o ws  th at  lo w - lig h en h an ce m e n tech n iq u es  ex h ib it  co n s is ten tly   h ig h er   p er f o r m an ce .   T h is   ev id en th r eq u ir em en o f   lo w - lig h en h an ce m en tech n iq u es in   th clin ical  a n al y s is   f o r   th d ar k   f u n d u s   im a g e s .   Fig u r 3 ( a)   s h o ws  s i m ilar   p er f o r m a n ce   b y   th m ea n   f ilt er in g   ap p r o ac h   a n d   co m b in e d   f ilter in g   ap p r o ac h .   Ho wev er ,   th p e r f o r m an ce   ex h ib ited   b y   th m ed i an   f ilter   in   b o th   an aly s es  PS N R   an d   B r ig h tn ess   i s   litt le  le s s   co m p ar ed   to   o th er   tech n iq u es.  T h r ea s o n   ca n   b e   m u ltip le.   T h f i r s t o n is   th v is u al  ch ar ac ter is tic   o f   in p u im ag es,  f ilter   s ize,   n o is n atu r e,   an d   n o is v ar ian ce   in   th in p u im ag e.   T h s t u d y   h as  co n s id er ed   ad d in g   s o m e   ad d itiv Ga u s s ian   n o is in   th e   in p u t   im ag f o r   th p r ac tical  ev alu atio n ,   wh ic h   is   th en   f ilter ed   b y   in tr o d u ce d   f ilter in g   tech n i q u es .   T h p er f o r m an ce   o f   p r e p r o ce s s in g   tech n iq u es c an   b im p r o v ed   b y   f i n e - tu n in g   th eir   p ar am eter s   lik in   th ca s o f   g am m co r r ec tio n   ( g am m v alu v ar iatio n ) ,   C L AHE   ( i.e . ,   clip - lim it  ad ju s tm en t) ,   an d   PS ( p ar ticle  p ar am eter s ) .   T h u s ag e   o f   im ag e   s ca lin g ,   cr o p p in g ,   an d   n o r m aliza tio n   p r o v id es  e x tr ass is tan ce   f o r   ef f ec tiv e   en h an ce m e n o p er atio n s .   I m a g s ca lin g   ca n   b d o n e   f o r   r e d u cin g   o r   in cr ea s in g   th e   r eso l u tio n   o f   th im a g es  co n ce r n in g   co m p u tatio n al  c o m p lex ity .   T h e   im ag cr o p p i n g   ca n   also   p r o v id b etter   ap p r o ac h   to   v is u alizin g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       Mo d ellin g   o n   d ema n d   p r ep r o c ess in g   fr a mewo r to w a r d s     ( P r a kru th i Ma n d ya   K r is h n eg o w d a )   593   th s p ec if ic  p ar o f   t h in p u t   im ag e.   T h n o r m aliza tio n   m ec h an is m   m ak es  th d is tr ib u t io n   o f   im a g p ix el   in ten s ity   in to   a   f a v o r ab le   r an g e.   m o r p h o lo g ical   ap p r o ac h   i s   co n s id er ed   to   d etec th e   ex u d ates'   f ea t u r es  f r o m   th in p u t   f u n d u s   im a g as  s e co n d ar y   p r ep r o ce s s in g   s tep .   I t   ca n   b r e g ar d ed   as  th p r im ar y   s tep   to war d s   t h e   im ag s eg m en tatio n   p r o ce s s .   T h ex t r ac tio n   o f   ex u d ates  is   an   ef f e ctiv b io - m ar k er   to war d s   th d etec tio n   o f   DR .   T h o u tco m o f   th m o r p h o l o g ical - b ased   p r ep r o ce s s in g   o p er atio n   is   d em o n s tr ated   i n   Fig u r 4 .           ( a)   ( b )     Fig u r 2 .   E v alu atio n   o f   en h an ce m en t te ch n iq u in   ter m s   o f   ( a)   PS NR ,   ( b )   b r ig h t n ess           ( a)   ( b )     Fig u r 3 .   E v alu atio n   o f   f ilter in g   t ec h n iq u in   ter m s   o f   b r i g h t n ess :   ( a)   n u m b e r   v s .   PS NR   ( d b ) ,     ( b )   n u m b er   o f   in p u t im a g es v s .   b r ig h t n ess   ( cd /m 2 )             ( a)   ( b )   ( c)     Fig u r 4 .   Prim ar y   s eg m en tatio n   o f   e x u d ate s   u s in g   m ath em ati ca l m o r p h o lo g y :   ( a)   m o r p h o lo g ical  b o tto m h at ( b )   m o r p h o lo g ical  to p h at,   ( c )   ex u d ates d etec tio n       B ased   o n   th p er f o r m a n ce   ev alu atio n ,   th p r o p o s ed   s tu d y   co n clu d ed   th at  s elec tin g   s u itab le   en h an ce m e n tech n iq u es  d ep en d s   o n   th e   o u tp u im ag v is u al  r esp o n s e,   s tatis tics ,   a n d   q u ality   m etr ic.   T h er ef o r e,   it  ca n   b s aid   t h at  ea ch   p r ep r o ce s s in g   ap p r o ac h   in tr o d u ce d   in   th p r o p o s ed   s y s tem   is   a   co m p lem en to   ea ch   o t h er   d e p en d in g   o n   th d if f er en p r e p r o ce s s in g   is s u es  an d   en h an ce m en r eq u ir e d .   T h e   s ig n if ican co n tr ib u tio n   o f   th i s   s tu d y   is   th at  it  o f f er s   th e s s en tials   o f   f u n d u s   im ag q u ality   im p r o v em e n t,  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   12 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 22 5 8 5 - 595   594   wh ich   is   o n - d em a n d   an d   f lex i b le  in   an   ac tiv e n v ir o n m en t t o   p er f o r m   co m p r e h en s iv en h an ce m en t o v e r   in p u t   im ag e.   T h er ef o r e,   c o llectio n   o f   p r e p r o ce s s in g   p ac k ag es   with   an   in ter ac tiv u s er   in t er f ac is   p r o p o s ed ,   wh ich   o f f e r s   wid r an g o f   f le x ib ilit y   to   en h a n ce   th f u n d u s   im ag es.       7.   CO NCLU SI O N   I n   th is   p ap er ,   a n   o n - d em an d   p r ep r o ce s s in g   f r am ew o r k   is   m o d eled   to   ad d r ess   d if f er en en h an ce m en t   is s u es a n d   r an d o m   n o is ass o ciate d   with   th f u n d u s   im ag e.   T h p r o p o s ed   p r ep r o ce s s in g   f r a m ewo r k   in teg r ated   va r io u s   tech n iq u es  t o   a d d r e s s   o th er   p r o b lem s   ca te g o r iz ed   in to   th r ee   d is tin ct  p a r ts g eo m et r ic - r elate d   p r o b lem s ,   r a n d o m   n o is an d   h ig h - lev el  n o is e,   an d   en h a n ce m en t - r elate d   p r o b lem s .   T h s tu d y   im p lem en te d   an   im ag s ca lin g   tech n i q u e,   R o I   ex tr ac tio n ,   a n d   im a g n o r m ali za tio n   to   a d d r ess   g eo m et r ic  is s u es  in   th im ag e.   Similar ly ,   d if f er e n f ilter in g   tech n iq u es  ar e   ad o p ted   t o   a d d r ess   r an d o m   a n d   h ig h - le v el  n o is e.   C o n tr ast  en h an ce m e n is   im p r o v ed   u s in g   g am m co r r ec tio n ,   h is to g r am   an aly s is ,   lo lig h co lo r   en h a n ce m en t,   m o r p h o lo g ical  o p e r ato r ,   an d   s war m   o p tim izatio n - b ased   en h an ce m en t.  T h e r ef o r e,   th p r o p o s ed   s y s tem   ca n   o f f er   f lex i b le  s o lu tio n   to   o v e r co m th lim itatio n s   ass o ciat ed   with   th s in g le  im ag en h a n ce m en tech n iq u e.   T h m ain   o b jectiv o f   th is   wo r k   is   to   in tr o d u c u n iv er s al  in ter f ac s y s tem   th at  s u p p o r ts   o n - d em a n d   p r ep r o ce s s in g   o p er atio n s   with   an   o p tio n   o f wid r an g e   o f   p r e p r o ce s s in g   m ec h an is m s .   T h u s er   ca n   ef f icien tly   p e r f o r m   ap p r o p r iat en h an ce m en o v er   an   im ag e   b ased   o n   e v alu atin g   p ar ticu lar   m ed ical   im ag e   with   d if f er en t p r e p r o ce s s in g   o p tio n s .   T h p er f o r m a n ce   o f   ea ch   tech n iq u is   v alid ated   b ase d   o n   q u alitativ an d   q u an titativ an aly s is .   T h p r o p o s ed   s tu d y   ca n   b ex te n d ed   t o   p er f o r m   s eg m en tatio n   an d   d iab atic  r etin o p ath y   d is ea s class if icatio n   in   f u tu r e   r esea r ch   wo r k .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   M .   W .   S t e w a r t ,   D i a b e t i c   re t i n o p a t h y :   C u rre n t   p h a rm a c o l o g i c   t r e a t m e n t   a n d   e m e rg i n g   st r a t e g i e s ,   S p r i n g e r ,   A D I S ,   2 0 1 7 ,     d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 9 8 1 - 10 - 3 5 0 9 - 8.   [ 2 ]   A .   R .   S h a h ,   a n d   T.   W .   G a r d n e r ,   D i a b e t i c   R e t i n o p a t h y :   R e s e a r c h   t o   c l i n i c a l   p r a c t i c e ,   C l i n i c a l   d i a b e t e s   a n d   e n d o c r i n o l o g y ,     v o l .   3 ,   n o .   1 ,   p p .   1 - 7 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s 4 0 8 4 2 - 0 1 7 - 0 0 4 7 - y.   [ 3 ]   J.  A mi n ,   M .   S h a r i f ,   a n d   M .   Y a smi n ,   A   r e v i e w   o n   r e c e n t   d e v e l o p m e n t f o r   d e t e c t i o n   o f   d i a b e t i c   R e t i n o p a t h y ,   S c i e n t i f i c a   v o l .   2 0 1 6 ,   2 0 1 6 ,   A r t .   n o .   6 8 3 8 9 7 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 1 6 / 6 8 3 8 9 7 6 .   [ 4 ]   B .   J.   F e n n e r ,   R .   L .   W o n g ,   W .   C .   L a m,  G .   S .   Ta n ,   a n d   G .   C .   C h e u n g ,   A d v a n c e i n   r e t i n a l   i m a g i n g   a n d   a p p l i c a t i o n i n   d i a b e t i c   r e t i n o p a t h y   scr e e n i n g :   a   r e v i e w ,   O p h t h a l m o l o g y   a n d   t h e r a p y ,   v o l .   1 7 ,   n o .   2 ,   p p .   3 3 3 - 3 4 6 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 4 0 1 2 3 - 0 1 8 - 0 1 5 3 - 7.   [ 5 ]   A .   R .   S o s a l e ,   S c r e e n i n g   f o r   d i a b e t i c   r e t i n o p a t h y   i s   t h e   u se   o f   a r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e   a n d   c o st - e f f e c t i v e   f u n d u s   i ma g i n g   t h e   a n sw e r ? ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   D i a b e t e s i n   D e v e l o p i n g   C o u n t ri e s ,   v o l .   3 9 ,   p p .   1 - 3 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s1 3 4 1 0 - 0 1 9 - 0 0 7 2 9 - y.   [ 6 ]   A .   R a j ,   A .   K .   Ti w a r i ,   a n d   M .   G .   M a r t i n i ,   F u n d u i m a g e   q u a l i t y   a ssess m e n t :   s u r v e y ,   c h a l l e n g e s,  a n d   f u t u r e   sc o p e ,   I ET  I m a g e   Pro c e ssi n g ,   v o l .   1 3 ,   n o .   8 ,   p p .   1 2 1 1 - 1 2 2 4 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / i e t - i p r . 2 0 1 8 . 6 2 1 2 .   [ 7 ]   F .   S h a o ,   Y .   Y a n g ,   Q .   Ji a n g ,   G .   J i a n g ,   a n d   Y .   H o ,   A u t o m a t e d   q u a l i t y   a ss e ssm e n t   o f   f u n d u s   i ma g e s   v i a   a n a l y s i s   o f   i l l u m i n a t i o n ,   n a t u r a l n e ss  a n d   st r u c t u r e ,   I E EE  Ac c e ss,   v o l .   6 ,   p p .   8 0 6 - 8 1 7 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 7 . 2 7 7 6 1 2 6 .   [ 8 ]   N .   R .   S h e n o y   a n d   A .   Jat t i ,   U l t r a s o u n d   i m a g e   se g me n t a t i o n   t h r o u g h   d e e p   l e a r n i n g   b a s e d   i mp r o v i se d   U - N e t ,   I n d o n e s i a n   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e ri n g   a n d   C o m p u t e S c i e n c e   ( I J EE C S ) ,   v o l .   2 1 ,   n o .   3 ,   p p .   1 4 2 4 - 1 4 3 4 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e e c s. v 2 1 . i 3 . p p 1 4 2 4 - 1 4 3 4 .   [ 9 ]   N .   S .   Z o l k i f l i ,   A .   N a z a r i ,   a n d   M .   M .   M u st a f a ,   R e t i n a   b l o o d   v e sse l   e x t r a c t i o n   b a se d   o n   K i r sc h 's  t e m p l a t e   me t h o d ,   I n d o n e si a n   J o u rn a l   o f   El e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   a n d   C o m p u t e S c i e n c e   ( I J EE C S ) ,   v o l .   1 8 ,   n o .   1 ,   p p .   3 1 8 - 3 2 5 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e e c s. v 1 8 . i 1 . p p 3 1 8 - 3 2 5 .   [ 1 0 ]   D .   D e v a r a j   a n d   K .   S .   C .   P r a sa n n a ,   D e v e l o p m e n t   o f   a   h y b r i d   f r a m e w o r k   t o   c h a r a c t e r i z e   r e d   l e si o n s   f o r   e a r l y   d e t e c t i o n   o f   d i a b e t i c   r e t i n o p a t h y ,   I n d o n e si a n   J o u r n a l   o f   El e c t r i c a l   E n g i n e e ri n g   a n d   C o m p u t e S c i e n c e   ( I J EEC S ) ,   v o l .   1 3 ,   n o .   3 ,   p p .   9 6 2 - 9 7 3 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e e c s . v 1 3 . i 3 . p p 9 6 2 - 9 7 3 .   [ 1 1 ]   Z.   X i a o   e t   a l . ,   D i a b e t i c   r e t i n o p a t h y   r e t i n a l   i m a g e   e n h a n c e me n t   b a se d   o n   g a mm a   c o r r e c t i o n ,   J o u r n a l   o f   Me d i c a l   I m a g i n g   a n d   H e a l t h   I n f o rm a t i c s ,   v o l .   7 ,   n o .   1 ,   p p .   1 4 9 - 1 5 4 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 6 6 / j mi h i . 2 0 1 7 . 1 9 9 8 .   [ 1 2 ]   M .   M o u z a i ,   C .   Ta r a b e t ,   a n d   A .   M u s t a p h a ,   L o w - c o n t r a s t   X - r a y   e n h a n c e me n t   u s i n g   a   f u z z y   g a mm a   r e a s o n i n g   m o d e l ,   Me d i c a l   &   Bi o l o g i c a l   E n g i n e e r i n g   &   C o m p u t i n g ,   v o l .   5 8 ,   p p .   1 1 7 7 - 1 1 9 7 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s1 1 5 1 7 - 020 - 0 2 1 2 2 - y.   [ 1 3 ]   K .   G .   S u ma   a n d   V .   S .   K u m a r ,   A   q u a n t i t a t i v e   a n a l y s i o f   h i s t o g r a m   e q u a l i z a t i o n - b a s e d   m e t h o d s   o n   f u n d u i ma g e s   f o r   d i a b e t i c   r e t i n o p a t h y   d e t e c t i 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   B i g   D a t a   An a l y t i c ,   2 0 1 9 ,   p p .   5 5 - 6 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 981 - 13 - 0 5 4 4 - 3 _ 5 .   [ 1 4 ]   A .   M .   R e z a ,   R e a l i z a t i o n   o f   t h e   c o n t r a st   l i mi t e d   a d a p t i v e   h i s t o g r a e q u a l i z a t i o n   ( C LA H E)   f o r   r e a l - t i m e   i m a g e   e n h a n c e m e n t ,   Jo u rn a l   o f   VL S I   s i g n a l   p ro c e ss i n g   syst e m s   f o r   si g n a l ,   i m a g e   a n d   v i d e o   t e c h n o l o g y ,   v o l .   3 8 ,   n o .   1 ,   p p .   3 5 - 4 4 ,   2 0 0 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 2 3 / B : V LSI . 0 0 0 0 0 2 8 5 3 2 . 5 3 8 9 3 . 8 2 .   [ 1 5 ]   S .   K .   Y a d a v ,   S .   K u mar ,   B .   K u m a r ,   a n d   R .   G u p t a ,   C o mp a r a t i v e   a n a l y si o f   f u n d u i ma g e   e n h a n c e me n t   i n   d e t e c t i o n   o f   d i a b e t i c   R e t i n o p a t h y ,   2 0 1 6   I EEE  Re g i o n   1 0   H u m a n i t a r i a n   T e c h n o l o g y   C o n f e r e n c e   ( R 1 0 - H T C ) ,   A g r a ,   I n d i a ,   2 0 1 6 ,   p p .   1 - 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / R 1 0 - H TC . 2 0 1 6 . 7 9 0 6 8 1 4 .   [ 1 6 ]   F .   M .   S h a ms u d e e n   a n d   G .   R a j u ,   En h a n c e me n t   o f   f u n d u i ma g e r y ,   2 0 1 6   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   N e x t   G e n e ra t i o n   I n t e l l i g e n t   S y s t e m s   ( I C N G I S ) ,   K o t t a y a m,  I n d i a ,   2 0 1 6 ,   p p .   1   - 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C N G I S . 2 0 1 6 . 7 8 5 4 0 2 2 .   [ 1 7 ]   M .   Z h o u ,   K .   Ji n ,   S .   W a n g ,   J .   Y e ,   a n d   D .   Q i a n ,   C o l o r   r e t i n a l   i m a g e   e n h a n c e me n t   b a se d   o n   l u m i n o si t y   a n d   c o n t r a st   a d j u st me n t ,   I EEE  T r a n s a c t i o n o n   Bi o m e d i c a l   En g i n e e ri n g ,   v o l .   6 5 ,   n o .   3 ,   p p .   5 2 1 - 5 2 7 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T B M E. 2 0 1 7 . 2 7 0 0 6 2 7 .   [ 1 8 ]   S .   K u mar,   S .   C h o u d h a r y ,   R .   G u p t a ,   a n d   B .   K u mar,   P e r f o r ma n c e   e v a l u a t i o n   o f   j o i n t   f i l t e r i n g   a n d   h i st o g r a e q u a l i z a t i o n   t e c h n i q u e f o r   r e t i n a l   f u n d u i ma g e   e n h a n c e m e n t ,   2 0 1 8   5 t h   I EEE   U t t a r   P ra d e s h   S e c t i o n   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   E l e c t ri c a l ,   El e c t r o n i c s   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g   ( U PC O N ) ,   2 0 1 8 ,   p p .   1 - 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / U P C O N . 2 0 1 8 . 8 5 9 7 0 5 0 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.