IMPLEMENTASI METODE BERBASIS MULTISCALE FEATURE EXTRACTION UNTUK SEGMENTASI PEMBULUH DARAH CITRA RETINA RED-FREE DAN FLUORESCEIN

Please download to get full document.

View again

of 6
56 views
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.

Download

Document Related
Document Description
IMPLEMENTASI METODE BERBASIS MULTISCALE FEATURE EXTRACTION UNTUK SEGMENTASI PEMBULUH DARAH CITRA RETINA RED-FREE DAN FLUORESCEIN Desi Dwi Muspitsri 1, Agus Zinl Arifin 2, Anny Yunirti 3 Teknik Informtik,
Document Share
Document Transcript
IMPLEMENTASI METODE BERBASIS MULTISCALE FEATURE EXTRACTION UNTUK SEGMENTASI PEMBULUH DARAH CITRA RETINA RED-FREE DAN FLUORESCEIN Desi Dwi Muspitsri 1, Agus Zinl Arifin 2, Anny Yunirti 3 Teknik Informtik, Fkults Teknologi Informsi, Institut Teknologi Sepuluh Nopemer emil : 1, 2, 3 ABSTRAKSI Bentuk morfologi dri pemuluh drh citr retin mnjdi seuh indiktor yng sngt penting untuk pendeteksin seuh penykit seperti dietes, drh tinggi, dn retinopti (penykit pd retin). Kren itu, pengukurn pd peruhn morfologi dri rteri dn ven merupkn seuh dignosis yng erhrg. Foto fundus digitl mempunyi perpendrn chy yng tidk mert pd ltrny dn mempunyi ergi vrisi dimeter dri pemuluh drh retin. Kren itu, perikn citr dn segmentsi pd foto fundus digitl sngt penting untuk mengtsi permslhn terseut. Tujun dri mklh ini dlh memngun perngkt lunk untuk melkukn segmentsi pemuluh drh pd citr retin secr otomtis menggunkn metode yng ersis Multiscle Feture Extrction. Ad tig thpn penting dlm metode Multiscle Feture Extrction yitu ekstrksi fitur dengn grdient mgnitude dn principl curvture, dimeter dependent equlistion dn region growing. Metode ini dujikn pd du jenis citr retin yitu citr retin red-free dn fluorescein. Berdsrkn hsil uji co yng dilkukn pd sepuluh citr red-free dn fluorescein, pemuluh drh pd foto fundus digitl terliht jels. Hsil dri segmentsi dengn metode ini kemudin dindingkn dengn dtse HOOVER segi ground truth dn menghsilkn nili kursi rtrt seesr 91.88%. Kt Kunci: Segmentsi pemuluh drh retin, Multiscle Feture Extrction, Region Growing 1. PENDAHULUAN Pemuluh drh pd foto fundus digitl menyedikn informsi yng dpt digunkn untuk mendignosis sutu penykit. Contoh penykit yng dpt diidentifiksi mellui pemuluh drh pd citr retin dintrny dlh hipertensi, dietes, retinopthy (penykit retin). Identifiksi contoh penykit terseut di ts dlh ditndi dengn peruhn dimeter, sudut percngn, dn entuk pd pemuluh drh. Oleh se itu, segmentsi terhdp pemuluh drh retin dpt menyedikn seuh pemetn dri pemuluh drh di retin yng dpt memudhkn penilin krkteristik pemuluh drh terseut. Pendeteksin mnul terhdp pemuluh drh ini sulit dilkukn kren penmpkn dri pemuluh drh pd citr retin cukup kompleks dn muncul dlm kontrs yng rendh. Beerp teknik pengmiln citr yng ered ed telh digunkn untuk mendptkn citr pemuluh drh pd retin, du dintrny kn menjdi fokus kerj dlm mklh ini. Teknik yng pertm dlh mengmil citr retin dlm kedn remng, hl ini dimksudkn untuk memperler pupil. Citr ini dinmkn dengn citr red-free. Citr red-free ini mempunyi kontrs yng rendh sehingg sulit diedkn ntr pemuluh drh dengn ckground-ny. Sedngkn teknik yng kedu dlh dengn cr menyuntikkn sutu cirn ke dlm pemuluh drh untuk meningktkn kontrs pemuluh drh dengn ckground. Citr ini dinmkn citr fluorescein. Citr ini dimil dri ojek yng sm dengn citr red-free. Kedu jenis retin ini dimil dlm entuk green chnnel untuk meningktkn penmpkn pemuluh drh pd citr retin. 1 Bnyk metode yng diusulkn untuk mendeteksi pemuluh drh pd citr medis, tetpi hny sedikit yng erhuungn dengn pemuluh drh retin. Metode yng pernh diusulkn untuk mendeteksi pemuluh drh pd retin dintrny dlh metode yng ersis Line or Edge Detectors with Boundry Trcing [1], metode yng ersis 1-D Profile Mtching with Vessel Trcking [2], 2D Mtched Filters [3]. Kren entuk morfologi dri pemuluh drh yng sngt ervrisi dn kekontrsn dri pemuluh drh dengn ckground yng sngt rendh, mk metode yng diusulkn di ts kurng roust dlm dlm mensegmentsi pemuluh drh. Metodemetode itu hny dikemngkn untuk jenis citr retin red-free sj tu citr retin fluorescein sj, tidk untuk keduny [4]. Untuk itu diusulkn seuh metode ru yng ersis Multiscle Feture Extrction yng mn keungguln dri metode ini dlh is erdptsi pd kondisi citr retin redfree (kontrs rendh) mupun fluorescein (kontrs tinggi). 2. Metode Segmentsi ersis Multiscle Feture Extrction Dimn G dlh: G(x, y; s) = (2) Untuk mengekstrksi fitur geometri dri sutu ojek, seuh citr dikonvolusi dengn turunn dri kernel Gussin. dimn n dlh pngkt order dri turunn terseut. Peruhn prmeter s (skl) menghsilkn citr output yng ered-ed. Hl ini dilkukn untuk mencri fitur yng pling optiml dri sutu ojek pd citr Grdient Mgnitude Pd dsrny, opersi deteksi tepi ojek merupkn opersi yng mendeteksi peruhn tingkt keun yng signifikn dri sutu citr. Peruhn tingkt intensits diukur oleh sutu grdien citr. Mislny dikethui sutu citr f(x,y) dlh fungsi du dimensi, mk vektor grdien dri x dn y yng dpt dituliskn dlm entuk persmn 3. (3) Metode Multiscle Feture Extrction ini terdiri ts tig metode utm yitu ekstrksi fitur dengn Grdient Mgnitude dn Principl Curvture, Locl Mxim Dimeter Dependent, dn Region Growing. G = = (4) 2.1 Deteksi tepi untuk ekstrksi fitur citr Deteksi tepi merupkn slh stu opersi dsr dri pemrosesn citr, deteksi tepi sngt diperlukn seelum pemrosesn segmentsi citr. Bts ojek sutu citr dpt dideteksi mellui peredn tingkt keunny. Ad empt mcm tipe tepi ojek, dintrny dlh step, rmp, line dn step line [5]. Untuk mendeteksi tepi pemuluh drh dpt dilkukn dengn melkukn konvolusi citr I(x, y) dengn kernel Gussin G(x, y;s). I s (x, y; s) = I(x, y) G(x, y; s) (1) Msing-msing turunn terhdp x dn y dpt dituliskn pd persmn erikut 4. = Opertor grdien menghitung peruhn intensits tingkt keun dn rh peruhn yng terjdi. Peruhn terseut dihitung mellui peredn nili dri tetngg-tetngg piksel terseut. Dlm citr du dimensi, grdien didekti menggunkn persmnn 5. G = = Pd persmn 5 dpt dituliskn dlm entuk persmn 6. (5) (6) 2 dn G x = G y = Sedngkn esrn dri grdien dpt dihitung menggunkn eerp model persmn, dintrny dlh persmn 2.15, 2.16, Principl Curvture Ekstrksi fitur dengn Principl Curvture dlh ertujun untuk mengethui kecemungn tu kecekungn sutu ojek. Pd metode ini, citr dikonvolusi menggunkn turunn kedu Gussin. Dri hsil turunn kedu Gussin kemudin dpt dientuk mtrik Hessin. Mtrik Hessin dlh mtrik simetri yng erisi elemen turunn kedu dri sutu fungsi. Berikut persmn mtrik Hessin is diliht pd persmn 6. Nili eigenvlue dri sutu mtrik simetri dpt dicri dengn menggunkn persmmn 7. Untuk nili eigenvlue is dedifinisikn segi erikut, λ 1 = min ( λ +, λ - ) dn λ 2 = mks ( λ +, λ - ). Nili eigenvlue kemudin dinormlissi seperti yng ditunjukkn pd persmn 8 erikut, Normlissi = (7) (8) (9) (10) (11) 2.2 Locl Mxim Dimeter Dependent Dri proses ekstrksi fitur dengn Grdient Mgnitude dn Principl Curvture yng menhsilkn citr dengn skl yng ereed, dicrilh stu skl yng pling optimum dri skl yng d. Untuk perlu dicri locl mxim dri citr terseut. Citr dengn locl mksim pling tinggi dlh citr dengn skl yng pling optimum. Citr dengn skl optimum mencerminkn ekstrksi fitur citr yng optimum pul. Citr dengn skl mksimum elum tentu menghsilkn fitur yng pling gus, kren hny kn mendeteksi pemuluh drh dengn dimeter esr sj. Untuk itu diperlukn dimeter dependent equliztion untuk memeri kesemptn pemuluh drh kpiler muncul ke permukn. Untuk itu dicrilh nili grdient dn principl curvture yng pling esr yng telh digi dengn d, dimn d=2s. 2.3 Region Growing Region Growing dlh proses untuk menumuhkn wilyh dri region tertentu yng erwl dri seeed point [4]. Seed point dlh meleli piksel yng memenuhi syrt tertentu. Syrt tertentu di sini didptkn dri nili rt-rt dn stndrd devisi sutu citr. Untuk citr grdient mgnitude hny dientuk menjdi stu kels sj. Sedngkn untuk principl curvture dientuk menjdi du kels, yitu kels ckground dn pemuluh drh. Citr yng menjdi msukn dlm proses region growing ini dlh citr principl curvture. Semisl untuk meleli ckground syrtny dlh piksel terseut hrus kurng dri sm dengn rt-rt kels ckground seperti yng ditunjukkn persmn 14. Dn untuk meleli pemuluh drh syrtny dlh piksel yng leih esr sm dengn rt-rt kels pemuluh drh seperti yng ditunjukkn persmn 15. Piksel-piksel yng elum terleli kn dileli pd Region Growing lngkh pertm. Ad sutu constrint yng mensyrtkn sutu piksel untuk msuk ke kels tertentu. Untuk syrt msuk ke kels pemuluh drh dlh seperti yng ditunjukkn pd persmn 16 dn kels ckground pd persmn 17. (µ v v σ v ) κ dn γ (µ g + g σ g ) dn N v 1 (12) (14) (15) (16) 3 κ (µ + σ ) dn γ µ g dn N 1 (17) Dimn mempunyi dmpk pengruh pd ukurn msing-msing kels ik ckground mupun pemuluh drh. Nili diinisilissi seesr 1 dn kren Region Growing ini merupkn proses yng itertif, mk nili kn ertmh seesr 0.5. N dlh jumlh piksel tetngg yng sudh terleli segi slh stu dintr du kels tdi. Jik pd Region Growing lngkh pertm msih d piksel yng elum terleli, mk dilnjutkn pd Region Growing lngkh kedu. Pd lngkh kedu ini mempunyi constrint sendiri seperti yng ditnjukkn pd persmn 18 untuk kels pemuluh drh dn persmn 19 untuk kels ckground. κ (µ j - σ j ) dn N j 1 (18) Gmr 3.1 () Citr red-free, () hsil segmentsi citr red-free Gmr 3.2 () Citr fluorescein, () hsil segmentsi citr fluorescein κ (µ j + σ j ) dn N j 1 (19) Proses Region Growing lngkh du ini kn terus erulng smpi tidk d lgi piksel yng terleli. Gmr 2.1 merupkn hsil dri segmentsi dengn Region Growing. Gmr 3.3 () Hsil segmentsi citr red-free, () hsil segmentsi citr fluorescein () () (c) Gmr 2.1 () Plnting seed, () Region growing lngkh stu, (c) Region growing lngkh du 3. Hsil lad sepuluh citr yng diuji, lim citr red-free dn lim citr fluorescein. Gmr 3.1 dlh menunjukkn citr red-free sli () dn citr red-free yng sudh tersegmentsi (). Gmr 3.2 dlh menunjukkn citr fluorescein sli () dn citr fluorescein yng sudh tersegmentsi(). Gmr 3.3 merupkn perndingn hsil segmentsi citr red-free dn fluorescein. Dri hsil segmentsi keduny menunjukkn sedikit dny peredn. Hsil segmentsi citr fluorescein leih ik dindingkn citr red-free, kren citr fluorescein mempunyi tingkt kontrs yng leih tinggi dripd citr red-free. Wlupun egitu, hsil segmentsi keduny hmpir sm, hl ini menunjukkn hw Gmr 3.4 () Citr red-free, () hsil segmentsi citr red-free dengn mkul metode yng ersis Multiscle Feture Extrction ini komptiel untuk jenis citr kontrs rendh mupun tinggi.pd Gmr 3.4 dlh contoh lin hsil segmentsi yng msih mendeteksi mkul segi pemuluh drh. Mkul dn pemuluh drh mempunyi tingkt kecerhn yng sm dengn pemuluh drh, terutm pd citr red-free. Olehse itu, mkul didteksi segi pemuluh drh. Ini dlh slh stu hl yng menjdi kekurngn dri metode Multiscle Feture Extrction. 4. Vlidsi hsil segmentsi Seelum hsil segmentsi dri metode ini dimnftkn dlm ilmu kesehtn, diutuhkn vlidsi dengn menghitung kursi dri metode ersis Multiscle Feture Extrction (MFE) ini. Vlidsi yng 4 dilkukn pd mklh ini dlh: (1) perndingn hsil segmentsi citr red-free dn fluorescein, (2) perndingn hsil segmentsi MFE dengn dtse HOOVER. 4.1 Perndingn red-free dengn fluorescein Gmr 3.3 merupkn perndingn hsil segmentsi citr red-free dengn citr fluorescein. Dri gmr terseut tmpk hny sedikit peredn hsil ntr keduny. Wlupun untuk citr fluorescein hsilny leih gus dikrenkn citr fluorescein mempunyi kontrs yng leih tinggi. Berikut hsil kursi dri keduny is diliht pd Tel 4.1. Akursi red-free dn fluorescein didptkn dengn memndingkn hsil segmentsi MFE dengn ground truth. Pd Tel 4.1 dn Tel 4.2 menunjukkn hsil kursi yng hmpir sm ntr red-free dn fluorescein, hl ini memuktikn hw metode yng ersis MFE komptiel untuk citr dengn kontrs rendh mupun tinggi. Tel 4.1 Akursi citr red-free Citr Akursi A 92.04% B 89.37% C 77.04% D 84.78% E 85.20% Rt-rt 85.69% Tel 4.2 Akursi citr fluorescein Citr Akursi A 90.87% B 95.88% C 97.65% D 95.72% E 95.66% Rt-rt 95.16% 4.2 Perndingn dengn dtse HOOVER Gmr 4.2 erikut dlh perndingn hsil segmentsi MFE dengn groundtruth pd dtse HOOVER.. Akursi dri metode Multiscle Feture Extrction ini dlh seesr 91.88%. Gmr 4.2 () Hsil semnetsi MFE, () groundtruth HOOVER. Tel A.1 Evlusi kinerj Multiscle Feture Extrction dengn prmeter optiml Citr Akursi A 94.08% B 95.06% C 92.30% D 90.03% E 87.91% Rt-rt 91.88% 5. Kesimpuln Kesimpuln yng dpt dimil erdsrkn hsil uji co yng telh dilkukn pd Tugs Akhir ini yitu: 1. Multiscle Feture Extrction secr efektif dpt mengmil fitur citr yng pling optiml dri ergi prmeter skl yng ered-ed. 2. Multiscle Feture Extrction mmpu mensegmentsi untuk jenis citr retin dengn kontrs rendh (citr retin redfree) mupun citr retin dengn kontrs tinggi (citr retin fluorescein). Hl ini dpt diuktikn dengn nili kursi msing-msing jenis citr sngt tinggi dn mempunyi peredn yng sngt tipis. 6. Srn Adpun srn yng ingin dismpikn penulis terkit dengn pengerjn Tugs Akhir ini dlh 1. Dihrpkn d pengemngn metode untuk mendeteksi dn menghilngkn exudtes. 2. Dihrpkn d pengemngn metode untuk mendeteksi dn menghilngkn mkul. 5 7. DAFTAR PUSTAKA [1] Akit, K.,Kug, H., A computer method of understnding oculr fundus imges. PtternRecogn. 15, [2] Blnd, J. M., Altmn, D.G Sttisticl methods forssessing greement etween two methods of clinicl mesurement. Lncet1 (8476), [3] Chudhuri, S., Chtterjee, S., Ktz, N., Nelson, M., Goldum, M Detection of lood vessels in retinl imges using two-dimensionl mtched filters. IEEE Trns. Med. Img. 8, [4] Mrtinez-Perez, E., Hughes, A., Thom, S., Bhrth, A,. Prker, K Segmenttion of lood vessels from redfree nd fluorescein retinl imges. Technology nd Medicine, University of London. [5] Purnomo, Muridhi Henry Konsep Pengolhn Citr Digitl dn Ekstrksi Fitur. Sury: Grh Ilmu. 6
Search Related
Similar documents
View more...
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks