Perpustakaan Digital ITB

Permukaan sklera mata manusia, khususnya pada area konjungtiva-sklera pasca operasi trabekulektomi, merupakan wilayah penting yang perlu dianalisis secara detail untuk memantau keberhasilan terapi glaukoma dan kondisi pascaoperasi. Salah satu pendekatan inovatif yang sedang berkembang adalah pemanfaatan kamera light field untuk menghasilkan citra tiga dimensi (3D) dari permukaan mata. Disertasi ini mengusulkan dan mengevaluasi rangkaian metode rekonstruksi citra 3D berbasis teknologi light field yang diintegrasikan dengan sistem lampu celah, untuk analisis kontur sklera dan bleb filtrasi secara non-invasif dan presisi tinggi. Penelitian ini dilaksanakan dalam tiga tahap utama. Pada tahap pertama dikembangkan sebuah sistem akuisisi dan pemrosesan citra berbasis kamera light field (Lytro) untuk menghasilkan peta kedalaman dan citra 3D permukaan mata. Proses diawali dengan pengambilan citra light field dari permukaan mata menggunakan alat akuisisi yang telah dimodifikasi. Peta kedalaman yang diperoleh dari perangkat lunak Lytro kemudian diekualisasi dan difilter untuk memperbaiki gradasi, serta ditambahkan deteksi tepi guna meningkatkan akurasi tekstur. Hasil rekonstruksi 3D menunjukkan bahwa sistem ini mampu mencapai rata-rata resolusi sebesar ? = 0,14 mm pada jarak fokus 17 cm, dengan tingkat galat rekonstruksi yang lebih rendah dibandingkan metode rekonstruksi konvensional lainnya. Tahap kedua berfokus pada pengembangan metode peningkatan peta kedalaman menggunakan cahaya celah dari lampu celah sebagai informasi tambahan. Sistem imaging yang dikembangkan mengkombinasikan kamera Lytro dengan lampu celah melalui desain dudukan khusus dan penambahan lensa eksternal untuk mencapai fokus dan pembesaran optimal. Dua jenis objek 3D digunakan: satu objek standar untuk kalibrasi dan satu phantom bola mata sebagai model pengukuran nyata. Proses pengolahan citra mencakup filter Gaussian, deteksi puncak, filter rerata, erosi, dan penentuan garis tengah, yang kemudian digunakan untuk menghasilkan kurva kedalaman berlebar 1 piksel di sepanjang proyeksi cahaya lampu celah. Penyesuaian peta kedalaman dilakukan dengan cara mencocokkan proyeksi kurva lampu celah terhadap peta kedalaman awal dan permukaan objek secara aktual, melalui proses iteratif berdasarkan nilai galat antar kurva. Metode ini berhasil meningkatkan akurasi estimasi kelengkungan pada permukaan phantom bola mata. Tahap ketiga melibatkan pengembangan metode rekonstruksi peta kedalaman dengan pendekatan Markov Random Fields (MRF) yang diintegrasikan dengan informasi dari citra tengah sub apertur. Pendekatan ini ditujukan untuk memperbaiki kualitas peta kedalaman pada area tepi yang sering mengalami degradasi akibat kontras intensitas tinggi. Selain itu, digunakan cahaya terstruktur sebagai elemen pencahayaan tambahan untuk meningkatkan detail kontur pada permukaan model bleb yang cenderung mengkilap dan minim tekstur. Dua eksperimen dilaksanakan: pertama, pengujian pada dataset dengan ground truth untuk validasi objektif; dan kedua, pengujian pada data nyata yang diperoleh dari sistem imaging light field–lampu celah yang dikembangkan. Jumlah citra sub apertur dikurangi menjadi tujuh dan disusun melingkar agar sesuai dengan keterbatasan sistem Lytro. Hasil menunjukkan bahwa metode yang diusulkan secara signifikan mampu memperbaiki distribusi data kedalaman, khususnya pada area bleb, serta menambah detail kontur yang sebelumnya sulit diidentifikasi dengan pencitraan konvensional. Keseluruhan rangkaian penelitian ini menunjukkan bahwa sistem pengolahan citra berbasis light field, jika dikombinasikan dengan teknologi lampu celah dan pendekatan pengolahan peta kedalaman berbasis MRF serta cahaya terstruktur, memiliki potensi besar untuk diterapkan sebagai alat bantu diagnostik dan evaluasi pascaoperasi trabekulektomi. Kontribusi utama dari disertasi ini adalah pada pengembangan metode akuisisi dan pemrosesan citra kedalaman secara non-invasif, yang dapat diaplikasikan pada objek biologis kompleks seperti permukaan sklera dan bleb filtrasi mata manusia.