I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   18 ,   N o .   1 A p r i l   20 20 ,   p p.   318 ~ 325   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 8 .i 1 . pp 318 - 325       318       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   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 s e d   o n   K i r s c h s tem p l a t e   m e t h o d       N u r   S yaz l i n   Zo l k i fl i 1 A i n   N a z ar i 2 M o h d   M a r z u k i   M u s tafa 3 ,   Wan   N u r S h az w an i   Wan   Za k ar i a 4   N o r   S u r ayah an i   S u r i an i 5 ,   Wan   N u r   H afs h Wan   K ai r u d d i n 6   1 F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   a nd   E l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng ,   U n i v e r s i t i   T un   H us s e i n   O nn   M a l a y s i a ,   M a l a y s i a   2 , 4 D e pa r t m e n t   o f   M e c ha t r o ni c   &   R o bo t i c   E ng i ne e r i ng ,   F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   a nd   E l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng ,     U ni v e r s i t i   T un   H us s e i n   O nn   M a l a y s i a ,   M a l a y s i a   3 D e pa r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l ,   E l e c t r o ni c   &   S y s t e m   E ng i ne e r i ng ,   F a c ul t y   o f   E ng i ne e r i ng   a n B u i l t   E nv i r o nm e n t ,   U ni v e r s i t i   K e b a ng s a a n   M a l a y s i a ,   M a l a y s i a   5 D e pa r t m e n t   o f   C o m put e r   E ng i ne e r i ng ,   F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   a n E l e c t r o ni c   E ng i n e e r i ng ,     U ni v e r s i t i   T un   H us s e i n   O nn   M a l a y s i a ,   M a l a y s i a   6 D e pa r t m e n t   o f   E l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng ,   F a c ul t y   o f   E l e c t r i c a l   a n E l e c t r o ni c   E ng i n e e r i ng ,     U ni v e r s i t i   T un   H us s e i n   O nn   M a l a y s i a ,   M a l a y s i a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e S e p   9 ,   20 19   R e v i s e O c t   20 ,   2 019   A c c e pt e N o v   5 ,   201 9       A na l y s i s   o t he   r e t i na   b l o o v e s s e l s   f r o m   f undus   i m a g e s   h a v e   be e w i de l y   us e d   i n   t he   m e d i c a l   c o m m uni t y   t o   d e t e c t   t he   d i s o r d e r   c o ndi t i o n   i n   t he   bl o o v e s s e l s .   A a ut o m a t e d   t r a c i ng   o f   r e t i na   b l o o v e s s e l   c a n   h e l t o   pr o v i de   v a l ua b l e   c o m put e r - a s s i s t e di a g no s i s   f o r   t he   o pht h a l m i c   di s o r de r s .   T h us ,   i t   he l p s   t o   r e d uc e   t he   t i m e   f o r   t h e   o ph t ha l m o l o g i s t   t o   a na l y s e s   a nd   di a g no s e   t h e   r e s ul t   o f   t he   f un dus   i m a g e   o f   pa t i e nt .   T h e   p ur po s e   o f   t hi s   r e s e a r c i s   t o   bu i l a a l g o r i t hm   t o   t r a c e   t he   r e t i na   b l o o v e s s e l s .   T he   m e t ho t o   be   u s e i n   t h i s   r e s e a r c c o ns i s t   o f   t w o   pa r t s   w h i c a r e   t he   p r e - pr o c e s s i ng   p a r t   a n t he   f e a t ur e   e xt r a c t i o by   us i ng   t he   K i r s c h’ s   t e m pl a t e .   C o m bi ni ng   t he   pr e - pr o c e s s i ng   a t   t he   e a r l y   s t a g e   a nd   f e a t ur e   e x t r a c t i o a t   t h e   ne xt   s t a g e   i s   a ppl i e t o   e xt r a c t   t he   e dg e s   o f   t he   b l o o v e s s e l s .   T he   p r o po s e a l g o r i t hm   w a s   v e r i f i e d   by   us i ng   t w o   o nl i ne   d a t a ba s e s ,   D R I V E   a nd   H R F   t o   v a l i da t e   t he   pe r f o r m a nc e   m e a s u r e s .   H e nc e ,   pr o po s e d   m e t ho i s   c a p a bl e   t o   e x t r a c t   t h e   r e t i n a   bl o o v e s s e l   a nd   g i v e   t he   a c c ur a c y   o f   0. 7917 ,   t he   s e n s i t i v i t y   o f   0. 907 a nd   t he   s pe c i f i c i t y   o f   0. 721 5.   I c o nc l us i o n,   t h e   e x t r a c t i o n   o f   t he   b l o o v e s s e l s   i s   h i g hl y   r e c o m m e nde d   a s   t he   e a r l y   s c r e e ni ng   s t a g e   f o r   t he   e y e   di s e a s e s   b e ne f i c i a l l y   Ke y w or d s :   E xt ra c t i o n   Im a ge   m o rp h o l o g y   K i r s c h ’s   t e m p l a t e   R e t i n a l   b l o o v e s s e l   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   A i n   N a z a r i ,   D e pa rt m e n t   o f   M e c h a t r o ni c   &   R o bo t i c   E ngi n e e ri n g ,   F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   a n d   E l e c t r o n i c   E n g i n e e r i ng,   U n i v e r s i t i   T u n   H us s e i O nn  M a l a y s i a ,   J o h o r ,   M a l a y s i a   E m a i l :   a i n@ u t hm . e du . m y       1.   I N TR O D U C TI O N     R e t i n a   i s   a   t h i l a y e r   o f   t i s s ue   t h a t   l i n e s   a t   t h e   b a c o f   t h e   e y e   o n   t h e   i n s i de   a n d   i t   pu r po s e   i s   t o   s e n d   s i g n a l s   t o   t h e   b ra i f o r   v i s ua l   r e c o gn i t i o n.   R e t i n a   b l o o v e s s e l   c o n s i s t   o f   a r t e r i e s   a n v e i n s   w h i c h   h e l t t r a n s po rt   t h e   b l o o t hr o ug h o ut   t h e   e y e s .   It   i s   o n e   o f   t h e   i m po r t a nt   e l e m e n t s   i t h e   e y e s .   B ut   t h e r e   c a b e   a   s i t ua t i o n   w h e r e   t h e   d i s o r de r   i b l o o ve s s e l s   c a n   l e a t o   di s e a s e s   .   S o m e   of   t h e   e xa m pl e   t ha t   c a n   a ri s e   f r o m   r e t i na   b l o o ve s s e l   di s o r de r s   a r e   r e t i na l   v e i o c c l us i o n ,   h y pe r t e n s i v e   r e t i n o pa t h y ,   c e n t r a l   r e t i na l   a rt e r y   o c c l us i o n ,   w e t   m a c ul a de ge n e r a t i o n ,   di a b e t i c   r e t i n o pa t h y ,   o c ul a i s c h e m i c   s y n dr o m e   a nd   o t h e r s .   A c c o r di n g   t o   [1]  t h e r e   a r e   a b o ut   o n e   h u nd r e a n d   t hr e e   pa t i e n t s   w e r e   di a g no s e w i t c e nt ra l   r e t i na l   a r t e r y   o c c l us i o n   b e t w e e n   J a nua r y   2009   a n d   D e c e m b e r   20 17.   A l l   t h i s   d i s e a s e   c a l e a d   t o   l o s s   o f   v i s i o b l i n d n e s s ,   a nd   e v e n   s t r o ke .   A s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       R e t i na   bl ood   v e s s e l   e x t r a c t i on  b as e d   on   Ki r s c h’s   t e m pl at e   m e t hod   ( Nur   S y az l i Z o l k i f l i )   319   s t a t e d   by   [2]  a e a rl y   de t e c t i o n   o f   s ub c l i n i c a l   di a b e t i c   r e t i no pa t h y   c o ul c o n t r i b ut e   t o   t h e   m a na ge m e nt   a nd  t i m e l y   r e c o gn i t i o f o r   t h e   pa t i e n t s   b e fo r e   i t   ge t s   w o r s e .   R e s e a r c h e r s   f r o m   e ngi n e e ri n g ,   m e di c a l   a n d   o t h e r s   t ha t   re l a t e t o   t h e   f i e l ds   ha v e   s t ud i e a n d   r e s e a r c h e d   a b o ut   t h e   v a r i o us   s y m pt o m s   a n d   d i s e a s e s   t h a t   c a a ri s e   f r o m   t h e   r e t i na .   T h e r e   a r e   a l s o   o t h e e y e s   di s e a s e   t ha t   c a a ri s e   f r o m   t h e   o t h e e l e m e n t s   i n   t h e   r e t i na   b ut   i t hi s   r e s e a r c h,   i t   o nl y   fo c us e s   o n   t h e   r e t i na   b l oo ve s s e l .   I t hi s   r e s e a r c h,   t h e   f u n dus   i m a ge   f r o m   t h e   o n l i n e   d a t a b a s e   i s   us e   a s   t h e   e l e m e nt   o f   t h e   r e s e a r c h.   T h e   o nl i n e   d a t a b a s e s   t h a t   w i l l   b e   e v a l ua t e a r e   D R IV E   [ 3 a n d   H R F   [ 4 da t a b a s e s .   T h i s   pa pe r   a b o ut   t o   p r o po s e   a   m e t h o f o r   r e t i na   b l o o ve s s e l   e xt ra c t i o n   t o   h e l p   t h e   s pe c i a l i s t s   i a n a l y s e ,   di a g n o s e   a n gi v e   t r e a t m e nt   t o   t h e   pa t i e n t   w i t v a ri o us   r e t i na l   di s e a s e s   [5].   T o   a c h i e v e   t hi s   pu rpo s e ,   t h e   e xt ra c t i o n   m e t h o n e e ds   t o   b e   a c c ur a t e   a n r e l i a b l e   [6] .   T h e   p r o po s e m e t h o us e s   t h e   K i r s c h   t e m p l a t e   a s   t h e   m e t h o f o r   e xt r a c t i n t h e   b l o o v e s s e l .   T h e   K i r s c h   t e m p l a t e   i s   o n e   o f   t h e   v a r i o us   t e c hni que s   t ha t   c a n   b e   us e t o   e xt r a c t   t h e   r e t i na l   b l o o v e s s e l .   T h e   p r e v i o us   r e s e a rc h   s h o w s   t h a t   pl e n t y   of   r e s e a r c h e a l s o   us e t hi s   m e t h o t o   s e gm e n t   t h e   b l o o ve s s e l   [7 - 11] .   T hi s   m e t h o a l s o   c a b e   a pp l i e t o   de t e c t   t h e   o pt i c   d i s k   e dge s   [12] .   A s   s t a t e b y   M .   J o s h i t a   e t   a l .   [ 7],   by   us i n g   t hi s   t e m p l a t e   t h e i p r o po s e a l go r i t hm   i s   s uc c e s s f ul   a nd   r o b us t   i n   ex t ra c t i n g   t h e   r e t i na l   b l o o ve s s e l s   a c c ur a t e l y .     R e s e a r c o t h e   t ra c i n g   o f   r e t i n a   b l o o v e s s e l   h a v e   b e e n   w i de l y   ut i l i z e d   w i t v a ri o us   m e t h o ds   o s e gm e n t a t i o b e i n g   us e d.   S o m e   o f   t h e   v a ri o us   m e t h o ds   a r e   s upe r v i s e a nd  u n s upe r v i s e l e a rn i ng  [5,   13 ].   T hi s   m e t h o di v i de s   t h e   d a t a   i nt o   g r o ups   b a s e o n   t h e i s i m i l a ri t y   m e a s ur e   s uc h   a s   t h e   n o n - v e s s e l ’  a nd  ‘v e s s e l   gr o up.   N e xt ,   t h e   m a t c h e f i l t e ri n (M F a pp r o a c h   p r o po s e   by   K o l a e t .   A l   [14 ,   15] .   T h e   2D   M F   m a ke   us e   of  t h e   2D   m a s ks   a nd   c o nn e c t i o n   o f   l o c a l   i m a ge   a r e as   .   F i v e   2D   f i l t e r s   w e r e   m o de l l e d   a c c o r di n g   t o   t y pi c a l   b l o o d   v e s s e l   c r o s s - s e c t i o n a l   i nt e n s i t y   p r o f i l e s   w h i l e   a n o t h e f i v e   d i f fe r e nt   b l o o ve s s e l   w i dt h s   w e r e   c o n s i de r e (t h i nn e s t   t o   t hi c ke s t ).   T h e   i m a ge   o b t a i n e d   f r o m   t h e   p r e p r o c e s s i n p a r t   i s   c o n v o l v e w i t h   e a c o f   t h e   f i v e   ke rn e l s ,   t h e n   i s   r o t a t e t o   12  o r i e n t a t i o n s .   T h e   l o c a l l y   m a xi m u m   r e s po n s e   i s   s e l e c t e fo r   e a c h   pi xe l   b y   t h e   f us e d   of   r e s ul t i n p a ra m e t ri c   i m a ge s .   T h e n,   t h e   i m a ge   i s   t hr e s h o l t o   a c qui r e   t h e   b i n a r y   m a p   o f   t h e   b l o o v e s s e l   t r e e .     S ub s e que n t l y ,   a   m e t h o d   us i n g   t h e   t o p - h a t   m u l t i - s c a l e   de t e c t i o n   p r o po s e by   A i n   N a z a r i   e t   a l .   [1 6 ] .   T h e   o r i gi o f   t h i s   m e t h o i s   p r o po s e by   N gu y e n   e t   a l .   [1 7 ]   ]   b ut   i s   b e i n g   i m p r o v e i n   t h e   p r e - p r o c e s s i n p ha s e .   T h i s   i s   b e c a us e   t h e   pr e v i o us   m e t h o ge n e ra t e s   s t r o ng  f a l s e   v e s s e l   de t e c t i o n ,   a nd  m o s t l y   i n   t h e   a r e a   o f   t h e   o pt i c   di s k.   T h us ,   w i t t h e   i m p r o v e m e t h o d,   i t   i s   de s i g n e t o   p r o duc e s   a e nha n c e i n p ut   i m a ge   t h a t   p r o v i de s   m o r e   b l oo v e s s e l s   i n f o r m a t i o a n d   r e duc e   f a l s e   v e s s e l   r e s po n s e   a t   t h e   o pt i c   d i s k   a r e a .   T h i s   m e t h o i s   a l s o   us e d   by   Y a n l i   H o [ 18 w hi c h   p r o po s e   t h e   i m p r o v e m ul t i s c a l e   l i n e   de t e c t o r   t o   y i e l t h e   b l o o ve s s e l   r e s po n s e .   I n   a ddi t i o n,   t h e r e   a l s o   o t h e r s   m e t h o us i ng  t h e   a d a pt i v e   t hr e s h o l di n g   t e c hn i q ue   [ 19 20 ] ,   B a r - s e l e c t i ve   Co m b i n a t i o o f   S h i f t e F i l t e r   R e s po n s e   (B - CO S F I R E [ 21 22 ],   K i r s c m e t h o [ 7 - 11]   a n d   o t h e r s .   T h e   r e s e a r c i s   a b l e   t o   r e duc e   t h e   t i m e   f o r   t h e   o pt h a l m o l o gi s t   t o   a na l y s e   a nd  d i a g n o s e   t h e   r e s ul t   o f   t h e   f un d us   i m a ge   o pa t i e nt .   T hi s   r e s e a r c h   i s   i m po r t a n t   b e c a us e   e y e s   di s e a s e   c a l e a t o   a   l o s s   of   v i s i o n ,   t h us   i t   n e e t o   b e   de t e c t e d   a n t r e a t e d   e a r l y   b e fo r e   i t   ge t s   w o r s e .   T h e   s t r uc t u r e   o f   t h e   pa pe i s   p r e s e n t e a s   f o l l o w s ;   S e c t i o n   2   a   s e que n c e   of   e xpl a n a t i o n   o n   t h e   p r o po s e d   r e s e a r c m e t h o d.   W hi l e ,   S e c t i o 3   di s c us s e s   t h e   r e s ul t s   a n d   a na l y s i s   of   t h e   f i n di ng.   F i na l l y ,   a   ge n e ra l   c o n c l us i o n   i s   gi v e i S e c t i o 4.       2.   R ES EA R C H   M ET H O D     2. 1 .       O v e r v i e w   T h e r e   a r e   t w o   m e t h o c o n duc t e i t h i s   p r o po s e a l go r i t hm   w h i c a r e   t h e   p r e - p r o c e s s i n m e t h o a nd  t h e   e dge   e xt ra c t i o us i n g   t h e   K i r s c h ’s   t e m pl a t e   m e t h o d.   T h e   pr o po s e a l go ri t hm s   w o r o t h e   e xt ra c t i o o f   t h e   b l oo ve s s e l s   f r o m   t h e   r e t i na l   f un d us   i m a ge .   F i g u r e   1   s h o w s   t h e   p r o c e s s   of   t h e   p r o po s e m e t h o d.           F i gu r e   1 .   B l o c di a g r a m   f o r   t h e   p r o po s e m e t h o d       2. 2 .       Pre - P r o c e s s i n g   Co l o r   i m a ge   us ua l l y   h a v e   a   l o t   o f   n o i s e .   I n   t h e   c a s e   o f   t h e   r e t i na l   f u n dus   i m a ge   t h e   n o i s e   m a y   c o m e   f r o m   t h e   m o m e n t   o f   c a pt u r i ng  o w h e t h e r e   a r e   s y m pt o m s   of  di s e a s e s   i t h e   r e t i n a   i m a ge   o f   t h e   p a t i e nt .   I t h i s   pr o po s e m e t h o d,   i t   o nl y   e xt r a c t s   t h e   r e t i na   b l o o ve s s e l   w i t h o ut   c o n s i de ri n a n y   di s e a s e   t ha t   u nr e l a t e t o   t h e   I npu r eti na l   f und us   i m age P r e - pr o c es s i ng E x tr acti o o f   r eti na   bl o o ves s el   :   K i r s c h' s   T em pl at e S eg m ented  i m age Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2 502 - 47 52   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   18 ,   N o .   1 A p r i l   20 20  :   318     325   320   r e t i na   b l o o v e s s e l .   H e n c e ,   t h e   p r e - p r o c e s s i n p r o c e s s   i s   i m po r t a n c e   t o   b e   c o n duc t e d   t o   r e m o v e   t h e   n o i s e ,   o r   a n y   un w a nt e a r t i f a c t s   a n d   e nh a n c e   t h e   r e t i na   f u n dus   i m a ge   b e fo r e   u n de rgo i n g   f u rt h e r   a n a l y s i s   s t a ge   [23] .   In  t h e   p r e - p r o c e s s i n g   p r o c e s s ,   t h e r e   a r e   t hr e e   m e t h o ds   b e i n g   us e d:   (1)   U n s h a rp   m a s ki n g   m e t h o (2)   Co n t ra s t   L i m i t e A da p t i v e   H i s t o gr a m   E q ua l i z a t i o (CL A H E (3)  G a us s i a f i l t e r i ng.     F i g u r e   2   ( a   a n b s h o w s   t h e   f u n dus   i m a ge   f r o m   t h e   o nl i n e   d a t a b a s e s   i s   us e   a s   t h e   i n pu t   f o t h e   s y s t e m   a n d   t h e   u n s ha r p   m a s k i n g   m e t h o i s   c a rr y   o ut   t o   s h a rpe t h e   i m a ge .   T h e   c o n c e pt   o f   t h e   u n s h a r m a s k i n g   m e t h o d   i s   t o   b l ur  t h e   a c t ua l   i m a ge   a nd  t h e   n e xt   s t e i s   t o   s ub t ra c t   t h e   b l u rr e i m a ge   f r o m   t h e   a c t ua l   i m a ge   [ 24] .   I t   f o c us e o n   e nh a n c i ng  t h e   e dge s   a nd  t i n y   de t a i l s   o f   t h e   i m a ge .   B ut   t h e r e   a r e   d ra w b a c ks   us i n g   t hi s   m e t h o w h i c h   a r e   t h e   c o n t ra s t   i t h e   da r ke a r e a   w i l l   a ppe a r   h e a v i e t ha t h e   l i g ht e a r e a   a n i t   a l s o   e nh a n c e s   t h e   n o i s e .   Y e t ,   i t   c a n   b e   h a ndl e by   us i ng  f u r t h e r   i m a ge   e nha n c e m e n t   t e c hni que .   N e xt ,   us i n t h e   Co n t ra s t   L i m i t e A d a pt i v e   H i s t o gr a m   E qua l i z a t i o (CL A H E t o   e nh a n c e   t h e   c o nt r a s t   o f   t h e   i m a ge   a s   i n   F i gu r e   2   ( c ).   T hi s   m e t h o i s   us e t o   i m p r o v e   t h e   c o nt r a s t   a nd  t o   r e duc e   t h e   n o i s e   a m pl i f i c a t i o n.   CL A H E   h e l ps   t o   a v o i ov e r   a c c e n t ua t e   t h e   n o i s e   pr e s e nt   i n   t h e   i m a ge   a n l i m i t   t h e   c o n t ra s t .   T hi s   m e t h o i s   m o s t   us e i t h e   p r e - p r o c e s s i n o f   t h e   m e di c a l   i m a ge s .   T h e   f i na l   s t a ge   i s   t h e   G a us s i a f i l t e r i ng.   F i gu r e   2   (d d i s pl a y   t h e   i m a ge   a f t e r   G a us s i a n   f i l t e ri n g   i s   c o n duc t e t o   e l i m i na t e   t h e   n o i s e .   T h e   n o i s e   i s   a dde b y   us i n g   t h e   de n o i s i n g   n e t w o r a nd  t h e n   i s   r e m o ve   by   t h e   f i l t e r i n g   p r o c e s s .   L a s t l y ,   t h e   M S E   a n d   P S N R   i s   c a l c ul a t e t o   m e a s u r e   t h e   e ff e c t i v e n e s s   o f   t h e   m e t h o us e d.   M e a S qua r e   E rr o (M S E )   i n di c a t e   t h e   c um u l a t i v e   s qua r e d   e rr o b e t w e e n   t h e   p r e - p r o c e s s e i m a ge   a nd   t h e   o r i g i n a l   i m a ge ,   w hi l e   P S N R   r e p r e s e n t s   t h e   m e a s u r e   o f   t h e   pe a e rr o r .     = 1  [ ( , ) ( , ) ] 2 1 = 0 1 = 0      = 10   10 ( 2  )     = 20   10 (  )       w h e r e ,     i s   t h e   m a xi m u m   po s s i b l e   pi xe l   v a l ue   o f   t h e   i m a ge .     T h e   m e t h o us e b y   S .   B a ds ha   e t   a l .   [11]   i t h e   p r e - p r o c e s s i n g   pa rt ,   a r e   t h e   m e t h o o f   h i g h l i g h t i n g   t h e   e dge s   a nd  c o n v e r s i o n   t o   g r a y s c a l e   a n t h e   n e e ds   t o   b e   f i l t e r e a nd  hi s t o gra m   e qua l i z e b e c a us e   of   t h e   un e v e n o i s e .   P r o c e e w i t t h e   b i n a ri z a t i o a nd   o b j e c t   c l a s s i f i c a t i o n.   T h e   r e s ul t   i m a ge   f r o m   S .   B a ds h a   i s   s h o w n   i n   t h e   F i gu r e   2   ( e ).   W h i l e ,   i t hi s   p r o po s e m e t h o d,   i m a ge   s ha r pe ni n g   i s   a dde t o   i m p r o v e   t h e   a c c ura c y   of   t h e   r e t i na   b l o o v e s s e l   e xt ra c t i o n .         (a )     (b )     (c )     (d)     (e )     F i gu r e   2 .   P r e - p r o c e s s e i m a ge   ( a I nput   r e t i na   i m a ge   ( b S ha r pe n e r e t i n a   i m a ge   ( c CL A H E   i m a ge     ( d G a us s i a f i l t e r e i m a ge   ( e S .   B a ds ha   e t   a l   p r e - p r o c e s s e i m a ge       2. 3 .       Bl o o d   V e s s e l   Ex tr a c ti o n   U s i n g   K i r s c h ’s   T e m p l ate   T h e   n e x t   s t e p   i s   t h e   f e a t u r e   e xt ra c t i o w h e r e   t h e   b l o o v e s s e l   o f   t h e   r e t i n a   w i l l   b e   e xt r a c t e d.   T h e   m e t h o t ha t   w i l l   b e   us e i n   t hi s   p r o c e s s   i s   t h e   K i r s c h ’s   t e m p l a t e   m e t h o d.   I t   i s   us e t o   e xt ra c t   t h e   b l o o ve s s e l s   pr e s e nt   i t h e   r e t i n a   a n d   t o   e nha n c e   t h e   e dge   of   t h e   b l o o d   v e s s e l s .   K i r s c h ’s   t e m pl a t e   i s   a   n o n - l i n e a r   e dge   de t e c t i o n   m e t h o t h a t   de t e c t   t h e   m a x i m u m   e dge   s t r e n g t i a   p r e - de t e r m i n e d i r e c t i o n   [7].   T hr o ug e dge   t h e   de t e c t i o n ,   t h e   a m o unt   o f   da t a   t o   b e   pr o c e s s e c a n   b e   r e duc e d,   w hi l e   t h e   i m po r t a n t   s t r uc t u ra l   p r o pe r t i e s   i t h e   i m a ge   i s   s t i l l   c a n   b e   p r e s e r v e [25] .   A f t e r   t h e   n o i s e   ha s   b e e r e m o v e by   t h e   f i l t e ri n g   p r o c e s s   i t he   e a r l i e p r e - p r o c e s s i n g,   t h e   b l o o v e s s e l   t h e c a b e   e xt r a c t e d.   F i gu r e   3   ( a )   s h o w s   t h e   us e d   t h e   K i r s c h ’s   t e m pl a t e   o f   s i z e   3 x3   i t hi s   p r o po s e m e t h o d.   T h i s   p r o c e s s   i s   t o   i de nt i fy   t h e   pi xe l   v a l ue s   i t h e   i m a ge .   T h e   o ut put   o f   t h i s   m e t h o d   i s   t h e   p r o duc t i o o f   i m a ge   c o n s i s t   o f   gr e y   l e ve l   pi xe l s   o f   v a l ue   a n d   255 .   T h e   0 - pi xe l   v a l ue   i n d i c a t e   t h e   b l a c pi xe l   w h i l e   t h e   255 - pi xe l   v a l ue   i n d i c a t e   t h e   w hi t e   pi xe l .   T h e   b r i g ht n e s s   l e v e l   o f   t h e   n e i gh b o r i ng  p i xe l s   de t e rm i n e d   t h e   e dge   i n f o r m a t i o fo r   t h e   t a r ge t e p i xe l .   T h e   po s s i b i l i t y   t o   de t e c t   t h e   e dge   i n   t h e   i m a ge   i s   b a s e o n   t h e   b r i g ht n e s s   l e v e l s   di ff e r e n c e   pr e s e nt   i n   t h e   i m a ge .   If   t h e r e   a r e   n o   di f f e r e n c e ,   s o   t h e r e   i s   n o   e dge   de t e c t e [ 26 ] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       R e t i na   bl ood   v e s s e l   e x t r a c t i on  b as e d   on   Ki r s c h’s   t e m pl at e   m e t hod   ( Nur   S y az l i Z o l k i f l i )   321   T h e   a l go ri t hm   de t e c t s   di r e c t i o o f   t h e   e dge   i a l l   d i r e c t i o n s .   T h e r e   a r e   e i g ht   di r e c t i o t h a t   a r e   po s s i b l e   t o   b e   us e .   T h e   s i n g l e   m a s i s   us e a n d   i s   r o t a t e 45 °   i n c r e m e nt s   t o   i n c l ude   t h e   d i r e c t i o n s   [1 2].   T h e   t e m pl a t e   of   t h e   d i r e c t i o n s   i s   i t h e   f o r m   o f   m a t r i c e s .   T h e   m a t ri ha s   t h e   i n f o rm a t i o o f   t h e   p i xe l s   a nd  i t s   s u rr o u n di ng  n e i g h b o r s .   O ut   o f   t h e   e i g h t   t e m pl a t e s ,   t h e   b i gge s t   w i l l   b e   t re a t e a s   t h e   o ut pu t   v a l ue   a nd  t h e   e dge s   w i l l   b e   e xt r a c t e d.   F o l l ow e by   t h e   t hr e s h o l di n g ,   i t   c a n   b e   s e t   a n r e s e t   t o   o b t a i n   t h e   m o s t   s u i t a b l e   e dge s   n e e de d.       [   5 3 3 5   0 3 5 3   3   ] [   3 3 3   5   0   3     5   5 3 ] [   3 3 3 3   0 3   5   5   5   ] [   3 3 3 3   0   5 3   5   5   ]   (a )   (b )   (c )   (d)           [   3 3   5 3   0   5 3 3   5   ] [   3   5   5 3   0   5   3 3 3   ] [     5   5   5 3   0   3   3 3 3 ] [   5   5 3   5   0 3     3 3 3 ]   (e )   (f )   (g)   (h )     F i gu r e   3 .   A rra y s   of   ki r s c h’s   t e m pl a t e   i n   d i f f e r e n t   o r i e n t a t i o n s   (a )     (b 45°   (c 90°   (d)   135°   (e 180°     (f 225°   (g)   270°   (h)  315°       2. 4 .      M o r p h o l o gi c al   C l o s i n an d   O b je c C l as s i fi c at i o n   T h e   m e t h o o f   m o r p h o l o gi c a l   c l o s i n g   i s   c o n duc t e d   a f t e t h e   e dge s   h a v e   b e e n   de t e c t e d.   It   i s   n e e de t c l o s e   t h e   h o l e s   o r   e m pt y   s pa c e   w i t hi n   t h e   r e t i na   b l o o ve s s e l   [9]  a nd  t h e   r e s ul t   i s   di s p l a y s   i F i gu r e   4   (b ).   T h e   m o r p h o l o gi c a l   c l o s i n g   o pe r a t i o i s   a   p r o c e s s   of   di l a t i o n   f o l l o w e by   a n   e r o s i o n ,   us i ng  h e   s a m e   s t r uc t u ri n g   e l e m e n t   f o r   b o t h   o pe ra t i o n s .   O pe ra t i o o f   di l a t i o t hi c ke n s   t h e   r e t i n a   b l o o ve s s e l s   i n   t h e   b i n a r y   i m a ge .   T h e   t h i c ke ni n g   ha ppe n s   b e c a us e   of   t h e   c o n t r o l i ng  s ha pe   r e f e rr e a s   t h e   s t r uc t u ri n g   e l e m e nt .   I t   i s   a   m e a n s   o f   i nt e r p r e t   t h e   s t a rt   o f   t h e   s t ruc t u r i ng  e l e m e n t   a l l   t hr o ug t h e   do m a i o f   t h e   i m a ge   a n d   s e e   w h e t h e r   i t   o v e r l a ps   w i t 1 - v a l ue p i xe l s   [27] .   W h i l e ,   e r o s i o i s   a o pe ra t i o o f   s hri n ks   o t h i n s   i a   b i na r y   i m a ge .   I t   a l s o ,   c o nt r o l l e by   t h e   s t r uc t u ri n g   e l e m e n t   a s   i di l a t i o n.   T h e   r e s ul t   o f   s t r uc t u ri n g   e l e m e n t   o v e r l a ps   o nl y   1 - v a l ue pi xe l s   i t h e   b i n a r y   i m a ge   h a ppe w h e t h e   o ut pu t   o f   e r o s i o n   c o n s i s t s   o f   v a l ue   1   a t   e a c l o c a t i o o f   t h e   s t r uc t u r i ng   e l e m e nt   o r i gi n.   M a t h e m a t i c a l l y ,   t h e   m o r p h o l o gi c a l   c l o s i n g   o f   A   a n d   B   i s   de n o t e by A     B ,   w h e r e :     A     B   =   ( A     B )   B       g e o m e t r i c a l l y ,   A     B   i s   t h e   c o m pl e m e n t   o f   t h e   u ni o o f   a l l   t ra n s l a t i o n s   o f   B   t h a t   do   n o t   o ve r l a w i t A .   T h e   p r o c e s s   i s   c o n t i nue w i t t h e   o b j e c t   c l a s s i f i c a t i o n .   T h e   m e t h o i s   c o n duc t e t o   r e m o ve   t h e   s m a l l   ob j e c t ,   o r   n o i s e   t ha t   i s   c r e a t e du ri n g   t h e   e dge   de t e c t i o a n m o r p h o l o gi c a l   c l o s i n m e t h o d.   B y   us i n b w ar e aope n   i n   t h e   i m a ge   p r o c e s s i n t o o l bo i n   M A T L A B ,   t h e   n o i s e s   a n t h e   u n w a n t e s m a l l   o bj e c t   i s   s uc c e s s f ul l y   r e m o v e d.   F i gu r e   4   (c di s pl a y   t h e   i m a ge   r e s ul t   o f   s uc c e s s f ul l y   r e m o v i n g   t h e   n o i s e   a n d   u n n e c e s s a r y   ob j e c t s   pr e s e n t   i t h e   p r e v i o us   i m a ge .   T h e   f u n c t i o r e m o v e s   a l l   t h e   c o nn e c t e c o m po n e n t s   (o b j e c t s pr e s e n t   i n   t h e   b i n a r y   i m a g e   t ha t   ha v e   f e w e r   t h a t hr e s h o l pi xe l   a nd   p ro duc i n g   a n o t h e b i na r y   i m a ge .   T hi s   o pe r a t i o i s   kn o w n   a s   a n   a r e a   o pe ni n g .   T h e   t hr e s h o l i s   t h e   a r e a   o f   un w a nt e o bj e c t   t h a t   n e e t o   b e   r e m o ve d.   It   c a b e   s e t   t o   ge t   t h e   e x a c t   r e s ul t   t ha t   t h e   us e w a n t s .   F i gu r e   4   (d)   a nd  (e i s   t h e   r e s ul t   i m a ge   o f   m e t h o us e d   by   S .   B a ds h a   e t   a l .   a n d   t h e   g r o u n t r ut h s   o f   t h e   i n p ut   i m a ge   r e s pe c t i v e l y .         (a )     (b )     (c )     (d)     (e )       F i gu r e   4 .   F e a t u r e   E x t r a c t i o n   (a )   B l o o ve s s e l   e xt r a c t i o n   i m a ge   us i n g   K i r s c h ’s   t e m pl a t e   (b m o r p h o l o gi c a l   c l o s i n i m a ge   (c A f t e o b j e c t   c l a s s i f i c a t i o i m a ge   (d)  B l o o v e s s e l   e xt r a c t i o n   i m a ge   b y   S .   B a ds h a   e t   a l .   us i n K i r s c h ’s   t e m p l a t e   (e g r o u n d t r ut i m a ge .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2 502 - 47 52   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   18 ,   N o .   1 A p r i l   20 20  :   318     325   322   T a b l e   s h o w s   t h e   l i s t   o f   fo r m ul a   t o   c a l c ul a t e   t h e   pe r f o r m a nc e   m e a s ur e s .   T h e   m e a s u r e   o f   s e n s i t i v i t y   i s   t o   de t e rm i n e   t h e   a b i l i t y   o f   t h e   pr o po s e m e t h o t o   s uc c e s s ful l y   de t e c t   t h e   v e s s e l   pi xe l s .   W hi l e ,   t h e   s pe c i f i c i t y   i s   t o   c o m put e   t h e   p r o po s e m e t h o a b i l i t y   t o   d e t e c t   t h e   n o n - v e s s e l   pi xe l s .   F o t h e   a c c ura c y ,   t h e   ra t i o   b e t w e e n   t h e   s um   o f   c o r r e c t l y   de t e c t e v e s s e l s   a n n o n - v e s s e l s   pi xe l s   w i t h   t h e   t o t a l   num b e r   o f   pi xe l s   i s   c a l c ul a t e d .   T h e   t o t a l   n u m b e o f   f a l s e   po s i t i v e   (F P ),   f a l s e   n e ga t i v e   (F N ),   t r ue   po s i t i v e   ( T P ),   a n d   t rue   n e ga t i v e   ( T N )   pi xe l s   a r e   us e a s   t h e   p a r a m e t e f o r   t h e   f o r m ul a   t o   qua nt i f y   t h e   e xt ra c t i o n   pe r f o r m a n c e .   T h e   c o m pa r i s o n   o f   t h e   i m a ge s   w i l l   b e   b e t w e e n   t h e   g r o un d   t r ut i m a ge   a nd  t h e   s e gm e n t e i m a ge   [ 21] .       T a b l e   1 .   T h e   P e r f o r m a n c e   M e a s u r e s   f o r   R e t i na   B l o o V e s s e l   S e gm e nt a t i o n   M e a s u r e   D e s c ri p t i o n   S e n s i t i v i t y    (  +  )   S p e c i f i c i t y    (  +  )   A c c u ra c y    +  (  +  +  +  )       3.   R ES U LTS   A N D   A N A L Y S I S     T h e   p r o po s e m e t h o i s   e v a l u a t e d   o t w o   o n l i n e   d a t a b a s e s   a s   s h o w n   i t h e   F i gu r e   5   w h i c a r e   t h e   D R IV E   a nd   H R F .   T h e   D R IV E   d a t a b a s e   h a s   b e e c o n duc t e d   t o   e n a b l e   c o m pa r a t i v e   s t ud i e s   o s e gm e n t a t i o o b l oo v e s s e l s   i n   r e t i na l   i m a ge s .   T h e   da t a   i t h e   da t a b a s e   w e r e   o b t a i n e f r o m   N e t h e r l a n ds   t hr o ug t h e   p r o g ra m   of   a   d i a b e t i c   r e t i n o pa t h y   s c r e e n i ng.   T h e   po pul a t i o o f   s c r e e ni n g   i n v o l v e   of   400   di a b e t i c   p a t i e nt s   o f   a ge   25 - 90  y e a r s   o l d.   T h e   i m a ge   w a s   a c qu i r e us i n g   Ca n o CR n o n - m y dr i a t i c   3CCD   c a m e ra   w i t a   4 5 - de g r e e   f i e l o v i e w   (F O V [3].     N e xt ,   i s   t h e   H R F   w h i c ha s   b e e n   o r g a n i z e b y   a   c o l l a b o r a t i v e   r e s e a r c h   g r o up  t o   s uppo rt   c o m pa ra t i v e   s t udi e s   o a ut o m a t i c   s e gm e nt a t i o a l go ri t hm s   o n   r e t i na l   f un d us   i m a ge .   T h e   g r o up  c o n s i s t   o f   t w o   E u r o pe a i n s t i t ut i o n s   w hi c h   a r e   t h e   P a t t e rn   R e c o gn i t i o n   L a b   (CS 5),   T h e   D e pa r t m e nt   o f   O ph t ha l m o l o g y ,   U n i v e r s i t y   E r l a n ge n - N u r e m b e r g   (G e rm a n y ),   a n d   t h e   B rn o   U ni v e r s i t y   of   T e c hn o l o g y ,   F a c ul t y   of   E l e c t ri c a l   E n gi n e e r i n g   a n d   Co m m u n i c a t i o n,   D e pa rt m e n t   o f   B i o m e di c a l   E ngi n e e ri n g ,   B rn o   ( Cz e c R e pub l i c ).   T h e   d a t a   i s   o b t a i n e a t   t h e   c o l l a b o r a t i ng  T o m a s   K ub e n a ’s   O p t h a l m o l o g y   Cl i ni c ,   Z l i n   (C z e c h   R e pub l i c ).   T h e   i m a ge s   w e r e   c a pt u r e us i n a   m y dr i a t i c   f undus   c a m e r a   CA N O N   CF 60  U V i   e qui p pe w i t h   CA N O N   E O S   20D   d i gi t a l   c a m e r a   w i t a   60 - de g r e e   f i e l o f   v i e w   (F O V [4].     T a b l e   2   s h o w s   t h e   r e s ul t   o f   t h e   M S E   a nd  P S N R   f o r   t h e   p r e - pr o c e s s i n g   pa rt .   T h e   c l o s e r   t h e   v a l ue   o M S E   t o   z e r o ,   t h e   b e t t e r   t h e   r e s ul t .   W h i l e ,   f o r   t h e   P S N R   t h e   h i gh e t h e   v a l ue ,   t h e   b e t t e t h e   qu a l i t y   of   t h e   i m a ge .   T h e   c a l c ul a t i o i s   c o n duc t e t o   m e a s u r e   t h e   e f fe c t i ve n e s s   o f   t h e   m e t h o d   us e d.   T h e   r e s ul t s   a r e   e v a l u a t e d   o t e i m a ge s   f r o m   e a c h   d a t a b a s e ,   w h i c h   o f   t h e   i m a ge s   i s   t h e   h e a l t h y   r e t i na   i m a ge s   a nd  a n o t h e r   f i v e   i s   t h e   u nh e a l t h y   r e t i na   i m a ge .   s h o w s   t h a t   t h e   m e t h o ha s   m i ni m um   e rr o r   a nd  t h e   i m a ge   qu a l i t y   i s   s ui t a b l e   t o   c o n t i n ue   w i t f ur t h e r   m e t h o d.       T a b l e   2 T h e   R e s ul t   o f   t h e   M S E   a n d   P S N R   f o r   t h e   O nl i n e   D a t a b a s e s   D RIV E   H RF   Im a g e   M S E   P S N R   Im a g e   M S E   P S N R   H e a l t h y   r e t i n a   i m a g e s   Im a g e   1   0 . 0 1 2 3   6 7 . 2 2 2 7   Im a g e   1   0 . 0 1 8 1   6 5 . 5 5 6 3   Im a g e   2   0 . 0 1 6 1   6 6 . 0 6 4 2   Im a g e   2   0 . 0 1 6 5   6 5 . 9 4 6 5   Im a g e   3   0 . 0 2 4 0   6 4 . 3 3 6 2   Im a g e   3   0 . 0 2 8 0   6 3 . 6 6 6 2   Im a g e   4   0 . 0 3 1 3   6 3 . 1 7 8 1   Im a g e   4   0 . 0 3 5 2   6 2 . 6 6 0 4   Im a g e   5   0 . 0 2 3 2   6 4 . 4 8 0 1   Im a g e   5   0 . 0 3 6 9   6 2 . 4 6 5 6   U n h e a l t h y   r e t i n a   i m a g e s   Im a g e   6   0 . 0 1 8 7   6 5 . 4 2 2 0   Im a g e   6   0 . 0 2 6 7   6 3 . 8 6 6 7   Im a g e   7   0 . 0 2 3 9   6 4 . 3 5 1 7   Im a g e   7   0 . 0 2 4 2   6 4 . 3 0 1 3   Im a g e   8   0 . 0 2 6 7   6 3 . 8 6 8 6   Im a g e   8   0 . 0 2 5 8   6 4 . 0 2 2 3   Im a g e   9   0 . 0 2 6 0   6 3 . 9 7 5 0   Im a g e   9   0 . 0 2 5 3   6 4 . 1 0 2 2   Im a g e   1 0   0 . 0 2 8 9   6 3 . 5 2 2 2   Im a g e   1 0   0 . 0 2 7 9   6 3 . 6 7 3 7       T h e   r e s ul t   i s   n o t   o n l y   b e i n c o m pa r e b a s e o t h e   v i s ua l i t y   be t w e e n   t h e   s e gm e n t e i m a ge   a n t h e   gr o u n dt rut i m a ge ,   i t   a l s o   e v a l ua t e s   o t h e   pe r f o r m a n c e   of   t he   pr o po s e m e t h o s t a t i s t i c a l l y .   F i gu r e   5   di s p l a y s   t h e   r e s ul t   o f   t h e   p r o po s e m e t h o e v a l ua t e o n   t h e   t w o   da t a b a s e s   a n d   t h e   m e t h o us e by   S .   B a ds h a   e t   a l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       R e t i na   bl ood   v e s s e l   e x t r a c t i on  b as e d   on   Ki r s c h’s   t e m pl at e   m e t hod   ( Nur   S y az l i Z o l k i f l i )   323   c o m pa ri n w i t t h e   g r o un d   t rut i m a ge .   W hi l e ,   T a b l e   i n di c a t e s   t h e   r e s ul t s   o f   t h e   p e r f o r m a n c e   m e a s u r e s   e v a l ua t e o n   t h e   t w o   o n l i n e   d a t a b a s e s   i t e r m s   o f   t h e   a c c u ra c y ,   s e n s i t i v i t y   a n d   t h e   s pe c i f i c i t y .   T h e   r e s ul t s   e v a l ua t e o n   t h e   D R IV E   d a t a b a s e   gi v e s   t h e   a c c ura c y   of   0. 7597,   s e n s i t i v i t y   of   0. 7767  a n t h e   s pe c i f i c i t y   of  0. 7215 .   W hi l e   H R F   da t a b a s e s   a c hi e v e s   t h e   a c c ura c y   of   0. 791 7,   t h e   s e n s i t i v i t y   of   0. 9077  a n t h e   s pe c i f i c i t y   o 0. 5832 .   T h e   r e s ul t s   s h o w   t h a t   H R F   da t a b a s e   c a n   de t e c t   t h e   v e s s e l   a n n o n - v e s s e l   pi xe l   m o r e   a c c ura t e l y   t h a t h e   D R IV E   da t a b a s e .   G e n e r a l l y ,   H RF   ha v e   m o r e   h i g h e i m a ge   q ua l i t y   t ha t   t h e   D R IV E   d a t a b a s e ,   w hi c m a ke   t h e   i m a ge   c l e a r e r.           T h e   p r o po s e m e t h o d   G r o u n t r ut h s   (a )       (b )       (c )         F i gu r e   5 .   T h e   c o m pa r i s o n   b e t w e e n   t h e   i m a ge   r e s ul t   o f   s e gm e nt a t i o m e t h o d   a n d   t h e   g r o undt r u t h s     (a S .   B a ds ha   e t   a l .   i m a ge   r e s ul t   us i n g   D R IV E   (b T h e   p r o po s e m e t h o i m a ge   r e s ul t   us i n g   D R IV E     (c T h e   p r o po s e m e t h o i m a ge   r e s ul t   us i n g   H R F       T a b l e   3 .   T h e   P e r f o r m a n c e   M e a s u r e   o f   D R IV E   a n H R F   D a t a b a s e s   D a t a b a s e   A c c u ra c y   S e n s i t i v i t y   S p e c i f i c i t y   D RIV E   0 . 7 5 9 7   0 . 7 7 6 7   0 . 7 2 1 5   H RF   0 . 7 9 1 7   0 . 9 0 7 7   0 . 5 8 3 2       4.   C O N C LU S I O N     T h i s   pa pe de s c ri b e a   m e t h o t o   e f f i c i e n t l y   e xt r a c t   t h e   r e t i na   b l o o v e s s e l   i t h e   f un dus   i m a ge s   by   us i n t h e   K i r s c h   t e m p l a t e .   T h e   D R IV E   a n H R F   da t a b a s e s   a r e   us e t o   v a l i da t e   t h e   p r o po s e m e t h o d.   T h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   m e t h o a ppl i e i s   m e a s u r e d   i t e rm s   o f   s e n s i t i v i t y ,   s pe c i f i c i t y   a n a c c ura c y   b e t w e e n   t h e   e xt ra c t   i m a ge   a n d   t h e   g r o u n d   t r ut i m a ge   t o   s e e   t h e   e f f e c t i ve n e s s   o f   t h e   a pp l i e d   m e t h o d.   T h e   r e s ul t s   i ndi c a t e   t h a t   t h e   p r o po s e a l go r i t h m   a b l e   t o   pe r f o r m   w e l l   a t   t h e   e a r l y   s t a ge   o f   d e t e c t i o n   w h e r e   u n s h a rp  m a s ki ng,   CL A H E   a n G a us s i a n   f i l t e ri n i s   c o n duc t e b a s e o n   t h e   M S E   c a l c u l a t i o n.   T h e n,   c o n t i n ue   w i t t h e   ki r s c h ’s   t e m pl a t e   t o   e xt ra c t   t h e   b l o o ve s s e l ,   m o r p h o l o gi c a l   c l o s i n t o   c l o s e   t h e   e m p t y   s pa c e   i n   t h e   e dge s   o f   b l oo v e s s e l   a n d   ob j e c t   c l a s s i f i c a t i o f o r   t h e   r e m o v a l   o f   u n w a nt e o b j e c t   t o   f i na l i z e   t h e   p r o po s e a l go r i t hm .   H ow e ve r ,   t h e   pr o po s e a l go r i t hm   i s   l a c i n   de t e c t i n g   t h e   f i n e   v e s s e l s   a c c ura t e l y   due   t o   t h e   n o i s e   w h i c h   ha s   t h e   s a m e   s i z e   a s   t h e   f i n e   b l o o v e s s e l s   w h i c n e e de t o   b e   r e m o v e d.   F o r   t h e   f u t u r e   w o r k,   t h e   p r o po s e m e t h o c a b e   i m p r o v e d   by   un de r go   f urt h e r   po s t - p r o c e s s i n m e t h o d.       A C K N O W L ED G E M EN TS     T h e   a ut h o w o ul l i ke   t o   t ha nk  R e s e a r c h ,   I nn o v a t i o n ,   Co m m e r c i a l i z a t i o n   a n d   Co n s ul t a t i o M a n a ge m e nt   (O R ICC)   U n i v e r s i t i   T u H us s e i O nn   M a l a y s i a   (H 203  T i e 1   F u n d)   a nd  R e gi s t r a O f f i c e   f o r   s po n s o r i n g   t h e   r e s e a r c h   a n d   de v e l o pm e n t   o f   t h i s   p r o j e c t .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2 502 - 47 52   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   18 ,   N o .   1 A p r i l   20 20  :   318     325   324   R E F E R E N C E S     [ 1]   S .   M .   L a v i n   P ,   P a t r y l o   M ,   H o l l a r   M ,   E s pa i l l a t   K B ,   K i r s hne r   H ,   S t r o k e   R i s k   a nd   R i s k   F ac t o r s   i P at i e nt s   W i t h   C e nt r al   R e t i na l   A r t e r y   O c c l us i on ,   v o l .   19 6.   E l s e v i e r   I nc . ,   201 8.   [ 2]   H .   S a f i ,   S .   S a f i ,   A .   H a f e z i - M o g ha da m ,   a nd  H .   A hm a di e h ,   E a r l y   de t e c t i o o f   di a b e t i c   r e t i no pa t hy ,   Su r v .   O pht h al m o l . ,   v o l .   6 3,   pp .   601 608 ,   201 8.   [ 3]   J .   S t a a l   e t   a l . ,   R i dg e - ba s e d   v e s s e l   s e g m e n t a t i o n   i n   c o l o r   i m a g e s   o f   t he   r e t i na ,   I E E E   T r ans .   M e d.   I m ag i ng ,   v o l .   23 ,   no .   4 ,   pp.   5 01 5 09,   2 004 .   [ 4]   A .   B uda i ,   R .   B o c k,   A .   M a i e r ,   J .   H o r ne g g e r ,   a nd   G .   M i c he l s o n ,   R o bus t   V e s s e l   S e g m e nt a t i o i F und us   I m a g e s ,   I nt .   J .   B i om e d.   I m ag i ng ,   v o l .   20 13 ,   p p.   1 11 ,   2 013 .   [ 5]   Z .   Y a v uz   a n d   C .   K ö s e ,   B l o o V e s s e l   E xt r a c t i o i n   C o l o r   R e t i na l   F undu s   I m a g e s   w i t E nha nc e m e nt   F i l t e r i ng   a nd   U ns upe r v i s e C l a s s i f i c a t i o n,   J .   H e a l t h c .   E n g. ,   v o l .   20 17 ,   p p.   1 12 ,   201 7.   [ 6]   L .   A .   A s ha m e ,   S .   M .   Y o us s e f ,   a nd   S .   F .   F a y e d,   A bno r m a l i t y   D e t e c t i o n   i n   E y e   F undu s   R e t i n a ,   201 I n t .   C onf .   C om put .   A pp l . ,   pp .   285 290 ,   2018 .   [ 7]   S .   D a s ,   S .   S a m a d da r ,   a nd   J .   M a j um d a r ,   a n   A ut o m a t e d   G r a ph i c a l   U s e r   I nt e r f a c e   B a s e d   S y s t e m   f o r   t he   E xt r a c t i o o f   R e t i na l   B l o o V e s s e l s   U s i ng   K i r s c h’ S   T e m p l a t e ,   I nt .   J .   A d v .   C om put .   Sc i .   A pp l . ,   v o l .   6 ,   no .   6,   pp .   86 93 ,   2 015 .   [ 8]   A .   K ha t i b,   K .   S h a i l a j a ,   A ut o m a t i c   D e t e c t i o o f   R e t i na l   V e s s e l s   u s i ng   K i r s c h’ s   T e m p l a t e s   a nd   R e g i o G r o w i ng ,   I nt .   J .   S c i .   R e s .   D e v . ,   v o l .   3 ,   no .   5 ,   pp .   3 23 3 26 ,   2 015 .   [ 9]   S .   S r e ng ,   N .   M a ne e r a t ,   K .   H a m a m o t o ,   a nd   R .   P a nj a pho ng s e ,   A ut o m a t e d   D i a be t i c   R e t i no pa t hy   S c r e e ni ng   S y s t e m   U s i ng   H y br i S i m u l a t e d   A nne a l i ng   a nd   E n s e m b l e   B a g g i ng   C l a s s i f i e r ,   A pp l .   S c i . ,   v o l .   8,   no .   7,   p .   119 8,   20 18 .   [ 10]   C .   M .   P a t i l   a nd   S .   Y o g e s K um a r n ,   A ut o m a t i c   B l o o V e s s e l s   S e g m e nt a t i o E xt r a c t i o i F und us   I m a g e s   f o r   I de nt i f i c a t i o n,   I n t .   C o nf .   C ur r .   T r e nd s   C om pu t .   E l e c t r .   E l e c t r on .   C om m un. ,   pp .   3 89 393 ,   2017 .     [ 11]   S .   B a d s ha ,   A .   W .   R e z a ,   a nd   K .   G .   T a n ,   A   ne w   bl o o v e s s e l   e x t r a c t i o t e c hn i que   u s i ng   e dg e   e nh a nc e m e n t   a nd   o bj e c t   c l a s s i f i c a t i o n,   So c .   I m agi ng   I n f o r m at i c s   M e d. ,   pp .   1107 111 5,   20 1 3.   [ 12]   M .   S i v a kum a r ,   T .   S .   S uba s h i ni ,   a nd   G .   S i v a r a nj a ni ,   E x uda t e s   I de nt i f i c a t i o a nd   C l a s s i f i c a t i o u s i ng   K i r s c T e m pl a t e   a nd   K - m e a ns   C l us t e r i ng   i n   F un dus   E y e   I m a g e s ,   I n t .   J .   Sc i .   R e s .   C om pu t .   S c i .   E n g.   I n f .   T e c h nol . ,   v o l .   3,   no .   3 ,   pp.   1 796 1803 ,   201 8.     [ 13]   R .   G e e t h a r a m a ni ,   L .   B a l a s ub r a m a n i a n,   R e t i n a l   bl o o v e s s e l   s e g m e nt a t i o e m pl o y i ng   i m a g e   pr o c e s s i ng   a nd   d a t a   m i ni ng   t e c hn i qu e s   f o r   c o m put e r i z e r e t i n a l   i m a g e   a na l y s i s ,   B i oc y b e r n.   B i om e d.   E n g. ,   36 ( 1 ) ,   pp .   102 118 ,   2016 .   [ 14]   R .   K o l a r   e t   al . ,   R e t i na l   v e s s e l   s e g m e nt a t i o by   i m pr o v e d   m a t c he f i l t e r i ng:   e v a l ua t i o o a   ne w   hi g h - r e s o l ut i o f undus   i m a g e   da t a b a s e ,   I E T   I m age   P r o c e s s . ,   v o l .   7 ,   no .   4 ,   pp .   373 383,   2 013 .   [ 15]   T .   C ha k r a bo r t i ,   D .   K .   J ha ,   A .   S .   C ho w dhur y ,   a nd  X .   J i a ng ,   A   s e l f - a da p t i v e   m a t c he f i l t e r   f o r   r e t i n a l   b l o o v e s s e l   de t e c t i o n,   M a c h.   V i s .   A pp l . ,   v o l .   26 ,   no .   1,   pp .   55 68,   2 014 .   [ 16]   A .   N a z a r i ,   M .   M us t a f a ,   a nd   A .   Z u l k i f l e y ,   S e g m e nt a t i o o f   r e t i na l   bl o o v e s s e l s   by   t o ha t   m ul t i - s c a l e   de t e c t i o f o r   o pt i c   di s c   r e m o v a l   A r t i c l e ,   J .   T e k no l . ,   no .   N o v e m be r ,   pp .   4 9 53 ,   2 015.   [ 17]   U .   T .   V .   N g u y e n,   A .   B hu i y a n,   L .   A .   F .   P a r k ,   a n K .   R a m a m o ha n a r a o ,   A e f f e c t i v e   r e t i n a l   bl o o v e s s e l   s e g m e nt a t i o m e t ho u s i ng   m ul t i - s c a l e   l i ne   d e t e c t i o n,   P at t e r R e c o gni t . ,   v o l .   46 ,   no .   3 ,   pp .   703 715 ,   2013 .   [ 18]   Y .   H o u,   A ut o m a t i c   s e g m e nt a t i o o f   r e t i na l   bl o o v e s s e l s   ba s e d   o i m pr o v e m ul t i s c a l e   l i n e   d e t e c t i o n,   J .   C om pu t .   Sc i .   E ng . ,   v o l .   8,   no .   2,   p p.   11 9 12 8,   20 14.   [ 19]   J .   D a s h   a nd   N .   B ho i ,   A   t hr e s ho l d i ng   ba s e d   t e c hn i qu e   t o   e x t r a c t   r e t i n a l   bl o o v e s s e l s   f r o m   f un dus   i m a g e s ,   F ut u r .   C om put .   I n f o r m a t i c s   J . ,   pp .   1 7 ,   2017 .     [ 20]   E .   I m a ni ,   M .   J a v i d i ,   a nd   H .   R .   P o ur r e z a ,   I m pr o v e m e nt   o f   r e t i n a l   b l o o v e s s e l   d e t e c t i o n   us i ng   m o r pho l o g i c a l   c om po ne nt   a na l y s i s ,   C om p ut .   M e t h ods   P r ogr am s   B i om e d . ,   v o l .   1 1 8,   no .   3,   pp .   263 279 ,   201 5.   [ 21]   A .   A l i ,   W .   M .   D .   W .   Z a ki ,   a n d   A .   H u s s a i n ,   R e t i na l   b l o o v e s s e l   s e g m e nt a t i o f r o m   r e t i n a l   i m a g e   us i ng   B - C O S F I R E   a nd  a da pt i v e   t hr e s ho l di ng ,   I nd one s .   J .   E l e c t r .   E n g.   C om p ut .   Sc i . ,   v o l .   1 3,   no .   3,   p p.   11 99 1 207 ,   2019 .   [ 22]   N .   M e m a r i ,   A .   R .   R a m l i ,   M .   I .   B i n   S a r i pa n ,   S .   M a s ho ho r ,   a nd   M .   M o g hbe l ,   S up e r v i s e d   r e t i na l   v e s s e l   s e g m e nt a t i o f r o m   c o l o r   f undus   i m a g e s   b a s e o m a t c he d   f i l t e r i ng   a nd  A da B o o s t   c l a s s i f i e r ,   P L oS   O ne ,   201 7.     [ 23]   D .   J .   B o r a ,   I m po r t a nc e   o f   i m a g e   e n ha nc e m e n t   t e c hni q ue s   i n   c o l o r   i m a g e   s e g m e n t a t i o n:   a   c o m pr e h e ns i v e   a nd   c om pa r a t i v e   s t udy ,   I n di an  J . Sc i . R e s . ,   v o l .   15,   no .   1 ,   pp.   1 15 1 31 ,   2017 .     [ 24]   J .   N .   A r c ha na   a nd  P .   A i s hw a r y a ,   A   r e v i e w   o t he   i m a g e   s ha r pe ni ng   a l g o r i t hm s   us i ng   un s ha r p   m a s ki ng ,   I nt .   J .   E n g.   Sc i .   C om pu t . ,   v o l .   6 ,   no .   7 ,   pp .   872 9 873 3,   20 16 .   [ 25]   B .   H .   S he k a r   a nd  K .   P .   U m a ,   K i r s c di r e c t i o na l   de r i v a t i v e s   ba s e d   s ho t   bo unda r y   de t e c t i o n  :   a e   f f i   c i e n t   a nd   a c c ur a t e   m e t ho d,   P r oc e di a   -   P r oc e d i C om pu t .   S c i . ,   v o l .   58,   p p.   5 65 57 1,   20 15.   [ 26]   H .   S .   B ha d a ur i a ,   S .   S .   B i s h t ,   a nd   A .   S i ng h,   V e s s e l s   e x t r a c t i o n   f r o m   r e t i n a l   i m a g e s ,   I O SR   J .   E l e c t r on.   C om m un .   E ng. ,   v o l .   6 ,   no .   3 ,   pp .   79 8 2,   20 13 .   [ 27]   R .   R o dr i g o ,   M o r pho l o g i c a l   I m a g e   P r o c e s s i ng ,   pp .   1 1 2,   20 09.                       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       R e t i na   bl ood   v e s s e l   e x t r a c t i on  b as e d   on   Ki r s c h’s   t e m pl at e   m e t hod   ( Nur   S y az l i Z o l k i f l i )   325   B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S           N ur   S y a z l i Z o l k i f l i   w a s   bo r n   o 13 th   J a n ua r y   199 i n   I po h,   P e r a k.   S he   i s   c ur r e nt l y   pur s ui ng   de g r e e   i n   e l e c t r o ni c   e ng i n e e r i ng   w i t s pe c i a l i z a t i o m e d i c a l   a t   U ni v e r s i t i   T un   H us s e i O nn   M a l a y s i a   i n   B a t pa h a t ,   J o ho r . H e r   f i n a l   y e a r   p r o j e c t   i n t e r e s t   a r e   i n   i m a g e   pr o c e s s i ng   s p e c i a l i z e   i n   m e di c a l   i m a g e .   S he   i s   a n   a c t i v e   m e m b e r   o f   I E M     A i N a z a r i   r e c e i v e d   D i pl o m a   a n d   B .   E ng   de g r e e   i n   E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng   i n   2 005   a nd   2 008   f r o m   U ni v e r s i t i   T un   H u s s e i n   O n M a l a y s i a   ( U T H M ) ,   M .   E ng   ( M e c ha t r o ni c s   a n A ut o m a t i c   C o nt r o l )   a nd  P hD   i E l e c t r o n i c s   a n C o m put e r   S y s t e m   i 2010   a nd   20 1 f r o m   U ni v e r s i t i   T e kno l o g i   M a l a y s i a   ( U T M )   a nd  U ni v e r s i t i   K e b a ng s a a M a l a y s i a   ( U K M ) ,   r e s pe c t i v e l y .   I 2008  s he   j o i n e d   U T H M   a nd   i s   c ur r e n t l y   a   l e c t ur e r   i t h e   F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   a nd   E l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng .   H e r   m a i n   r e s e a r c i n t e r e s t s   a r e   i i m a g e   pr o c e s s i ng   s p e c i a l i z e   i n   m e d i c a l   i m a g e   a nd   c o m put e r   v i s i o n.           M o hd  M a r z uki   M u s t a f a   r e c e i v e d   t he   B . E ng .   d e g r e e   i E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   i n   19 85,   a nd  t h e   M . S c .   a nd   P hD .   D e g r e e s   i n   C o nt r o   S y s t e m s   E ng i n e e r i ng   i n   198 6   a nd   19 89   f r o m   U ni v e r s i t y   o f   M a nc he s t e r   I ns t i t u t e   o f   S c i e nc e   a n d   T e c hno l o gy ,   U ni t e d   K i ng dom ,   a nd   U n i v e r s i t y   of   S a l f o r d ,   U ni t e d   K i ng do m ,   r e s pe c t i v e l y .   I 1984,   he   j o i ne d   t he   U n i v e r s i t i   ke ba ng s a a n   M a l a y s i a   a nd  i s   c ur r e n t l y   a   pr o f e s s o r   i n   t he   F a c ul t y   o f   E ng i ne e r i ng   a nd   B ui l t   E nv i r o nm e n t .   H i s   m a i n   r e s e a r c h   i nt e r e s t s   a r e   i n   c o m put e r   c o nt r o l   s y s t e m s   &   I ns t r um e nt a t i o a nd   M a c hi ne   v i s i o n.         W a N u r S ha z w a n i   W a n   Z a k a r i a   r e c e i v e d   B . E ng .   ( 20 07 )   i n   E l e c t r o n i c s   a nd   M e c ha n i c a l   E ng i ne e r i ng   f r o m   C hi ba   U n i v e r s i t y   a nd   M S c   i n   M e c ha t r o ni c s   ( 2 008 )   a nd   P hD   i n   M e c ha n i c a l   a n d   S y s t e m   E ng i ne e r i ng   ( 20 12)   f r o m   N e w c a s t l e   U n i v e r s i t y .   S h e   i s   c ur r e n t l y   a   l e c t u r e r   i F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   a nd   E l e c t r o ni c   E ng i n e e r i ng ,   U ni v e r s i t i   T un  H us s e i O nn  M a l a y s i a .   H e r   c u r r e nt   i n t e r e s t s   i nc l ud e   M e d i c a l   R o bo t i c s   S y s t e m   s p e c i f i c a l l y   o de v e l o pm e nt   o f   r o bo t   f o r c e   c o nt r o l ,   I m a g e   P r o c e s s i ng   a nd  C o m put e r   A i de D i a g no s i s ,   a nd   de v e l o pm e n t   o f   W e a r a bl e   D e v i c e .   S h e   i s   a u t ho r   a nd  c o - a ut ho r   o f   s e v e r a l   j o ur n a l   pa pe r s   a nd   c o nf e r e nc e   p r o c e e di ng s .         N o r   S ur a y a ha ni   S ur i a ni   i s   S e n i o r   L e c t ur e r   i U ni v e r s i t i   T un   H us s e i n   O nn  M a l a y s i a   ( U T H M ) .   S he   r e c e i v e h e r   P hD   i E l e c t r o ni c s   a n C o m put e r   S y s t e m   f r o m   U ni v e r s i t i   K e ba ng s a a M a l a y s i a   ( U K M )   i n   2015   a nd   f i ni s he d   he r   M a s t e r   ( U n i v e r s i t i   T e kno l o g i   M a l a y s i a )   a nd   B a c h .   E ng .   ( U ni v e r s i t i   P u t r a   M a l a y s i a )   i n   E l e c t r o ni c s   a nd   C o m m uni c a t i o n   i n   2007   a nd   2 003 ,   r e s p e c t i v e l y .   H e r   r e s e a r c h   i n t e r e s t   f o c us e s   o n   c o m put e r   v i s i o n,   de e p   l e a r ni ng ,   i m a g e   pr o c e s s i ng   a n d   bi o i n s p i r e d   v i s ua l   c o r t e x   a l g o r i t hm   de v e l o pm e n t .   S he   ha s   pub l i s he d   i n   Q 1   i m pa c t   f a c t o r   a n d   S c o pus   j o ur n a l s   m a i n l y   i i m a g e   pr o c e s s i ng   a n c o m put e r   v i s i o a r e a s .   S he   a l s o   a   m e m be r   i n a t i o na l   B o a r d   o f   E ng i ne e r s .         W a N ur   H a f s ha   W a K a i r udd i n   r e c e i v e d   he r   M . E ng .   ( E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng )   f r o m   U ni v e r s i t i   T un   H us s e i n   O nn   M a l a y s i a   ( U T H M )   i n   20 16,   a nd   B . E ng .   ( E l e c t r o ni c s   E ng i n e e r i ng )   i n   2 005   f r o m   U ni v e r s i t i   S a i n s   M a l a y s i a   ( U S M ) .   S h e   i s   c ur r e n t l y   an   I ns t r uc t o r   E ng i n e e r   i n   U ni v e r s i t i   T u n   H us s e i n   O nn   M a l a y s i a   ( U T H M ) .   H e r   r e s e a r c i n t e r e s t   f o c us e s   o m e di c a l   i m a g e   pr o c e s s i ng   a n d   he a l t hc a r e   s y s t e m   de v e l o pm e n t .   S he   r e c e i v e d   c e r t i f i c a t i o a s   P r o f e s s i o na l   T e c hno l o g i s t   i 201 9   f r o m   M a l a y s i a   B o a r d   o f   T e c hno l o g i e s .   S he   a l s o   a   m e m b e r   o f   na t i o n a l   B o a r d   o f   E ng i ne e r s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.