周辺視野の知覚特性を利用した広角視覚像の効率的な生成及び転送手法に関する研究

• Project/Area Number: 18H03247
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 60090:High performance computing-related
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 齋藤 豪 東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (00323832)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 内川 惠二 神奈川工科大学, 公私立大学の部局等, 研究員 (00158776)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000); Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2020: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2019: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2018: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: コントラスト感度関数 / 周辺視 / コントラスト知覚像 / 周辺視野 / コントラスト感度特性 / 画像フィルタ / Foveated Rendering / 視覚画像フィルタ / 色コントラスト / コントラスト / 色知覚 / 画像圧縮

Outline of Annual Research Achievements

ヘッドマウントディスプレイなどの広視角の表示装置は、VR空間や遠隔地の表示において没入感を向上させ、コミュニケーションや操作における質の向上に寄与すると考えられるが、人間の視野は中心視と周辺視ではその特性が異なり、周辺視では詳細な知覚は行えないことが知られている。しかし知覚能力が視角偏心度の増大に従ってどのように低下するかの計測報告は十分になく、特に周辺視野への画像表示という応用に利用可能な計測が存在しなかったため、本研究では4名の被験者の片目の視野の耳側、鼻側、上側、下側の各方向について、最大で偏心角度84度までの輝度コントラストしきい値を測定した。また、4方向の偏心方向の測定データから各方位のコントラスト感度関数を作成し、それらを使った任意方位の補完した視野全域のコントラスト感度関数を作成する手法を提案した。
2023年度は偏心度方位、偏心角、周波数を引数とするコントラスト感度関数 Contrast Sensitivity Function（CSF)をグラフ化し、高偏心度の計測結果を用いることができていなかった従来のコントラスト感度関数モデルでは高偏心度でしきい値を測定値より高く見積もる傾向があることを報告した。
また昨年度より継続して行ってきた偏心度方位、偏心角、周波数を引数とするコントラスト感度関数に基いたコントラスト知覚像を生成する分解周波数画像別閾値処理型画像フィルタの改善とそのフィルタ特性の評価実験を行った。評価実験はフィルタリングにより生成した画像と原価像との判別可能性を調べる被験者実験により実施し、視覚的情報量を削減しつつも画像の変化を知覚し難いというコントラスト知覚像として良好な結果を得た。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] 3D CSF models in peripheral vision using Bezier functions (2021)
  • Author(s): Naru Yamamoto, Shiori Ito, Kengo Ito, Suguru Saito, Keiji Uchikawa
  • Journal Title: 43rd European Conference on Visual Perception Volume: 50 Issue: 1_suppl Pages: 227-227
  • DOI: 10.1177/03010066211059887
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Experiments for Measurement of Peripheral Contrast Sensitivity Function (2019)
  • Author(s): Shiori Ito,Suguru Saito,Keiji Uchikawa
  • Journal Title: i-Perception Volume: 10 Pages: 155-155
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 輝度 CSF 視野全域モデルに用いる補間手法の実測値による評価 (2024)
  • Author(s): 北上晃太郎, 齋藤 豪, 内川惠二
  • Organizer: 映像情報メディア学会技術報告
• [Presentation] 高偏心度周辺視野における輝度コントラスト閾値の測定と関数表示 (2023)
  • Author(s): 北上晃太郎, 齋藤 豪, 内川惠二
  • Organizer: 日本視覚学会 2023年夏季大会 抄録集
• [Presentation] 周辺視野における輝度コントラスト閾値測定と輝度コントラスト感度関数との比較 (2023)
  • Author(s): 北上晃太郎, 齋藤 豪, 内川惠二
  • Organizer: VC+VCC2023
• [Presentation] 偏心方位を考慮した視野全域におけるコントラスト知覚像生成手法の適用と評価 (2023)
  • Author(s): 吉井 碧人, 北上 晃太郎, 齋藤 豪
  • Organizer: VC+VCC2023
• [Presentation] 輝度と色のコントラスト感度特性に基いたコントラスト知覚像の生成 (2023)
  • Author(s): 吉井 碧人, 北上 晃太郎, 齋藤 豪
  • Organizer: 画像電子学会 VCWS2023
• [Presentation] Measuring luminance CSFs from the fovea to far peripheries (2023)
  • Author(s): Kotaro Kitakami, Suguru Saito, Keiji Uchikawa
  • Organizer: 2023 Fall Vision Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 上側視野と下側視野における輝度コントラスト感度関数の測定 (2023)
  • Author(s): 北上晃太郎 , 齋藤 豪 , 内川惠二
  • Organizer: 映像情報メ ディア学会技術報告
• [Presentation] 視野全域の輝度コントラスト感度関数のモデル化 (2023)
  • Author(s): 北上晃太郎 , 齋藤 豪 , 内川惠二
  • Organizer: 映像情報メディア学会技術報告
• [Presentation] Foveated Rendering のための コントラスト感度関数画像フィルタに基いた SVM によるポリゴン分割制御 (2023)
  • Author(s): 吉井 碧人 , 齋藤 豪
  • Organizer: 情報処理学会研究報告
• [Presentation] 色の恒常性と色覚メカニズム (2023)
  • Author(s): 内川惠二
  • Organizer: 日本視野画像学会
  • Invited
• [Presentation] Real-time Polygon Subdivision Control Using SVM with CSF Filter (2022)
  • Author(s): Naoto Yoshii, Suguru Saito
  • Organizer: Cyberworld 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Polygon Subdivision Control Using SVM with CSF (2022)
  • Author(s): Naoto Yoshii, Suguru Saito
  • Organizer: Nicograph International 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] コントラスト感度関数画像フィルタを用いたサポートベクタマシンによるリアルタイムなポリゴン分割制御 (2022)
  • Author(s): 吉井 碧人 , 齋藤 豪
  • Organizer: VC+VCC2022
• [Presentation] コントラスト感度関数画像フィルタの全天球画像への適用 (2022)
  • Author(s): 齋藤 豪 , 伊藤 謙吾
  • Organizer: 第 50 回画像電子学会年次大会
• [Presentation] 周辺視野の視界上側におけるコントラスト感度関数の測定とモデル化 (2022)
  • Author(s): 北上 晃太郎 , 齋藤 豪 , 山本 成
  • Organizer: 第 50 回画像電子学会年次大会
• [Presentation] バンドパスフィルタとコントラスト感度関数を用いた画像フィルタ (2022)
  • Author(s): 伊藤 謙吾 , 齋藤 豪
  • Organizer: IEICE HIP 研究会
• [Presentation] Constrast Sensitivity Function model with Bezier Surface in Peripheral Vision (2021)
  • Author(s): Naru Yamamoto, Kengo Ito, Suguru Saito
  • Organizer: IEVC2021
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Gabor 関数の合成による等方的なバンドパスフィルタの提案 (2021)
  • Author(s): 伊藤 謙吾 , 齋藤 豪
  • Organizer: Visual Computing 2021
• [Presentation] 周辺視を含む CSF の Bezier 関数を用いた 3 次元モデル (2021)
  • Author(s): 山本 成 , 伊藤 謙吾 , 伊藤 史織 , 齋藤 豪 , 内川 惠二
  • Organizer: Visual Computing 2021
• [Presentation] 周辺視野のコントラスト感度関数の測定 (2020)
  • Author(s): 伊藤史織 齋藤 豪 内川惠二
  • Organizer: 報処理学会第 82 回全国大会
• [Presentation] DoG とガボール関数を用いた周辺視野特性を考慮した画像フィルタ (2020)
  • Author(s): 伊藤謙吾 齋藤 豪
  • Organizer: 映情学技報
• [Presentation] 視覚特性に基づく画像フィルタの空間周波数成分処理に関する研究 (2019)
  • Author(s): 伊藤謙吾 齋藤 豪
  • Organizer: VCWS2019 画像電子学会誌
• [Presentation] 実物体の色・光沢統合質感の差の定量化 (2019)
  • Author(s): 鎰谷賢治, 松本知久, 永井岳大, 内川惠二
  • Organizer: 日本色彩学会色覚研究会
• [Presentation] Estimating illuminant color in a shadow (2018)
  • Author(s): Keiji Uchikawa, Masayuki Sato, Shoji Sunaga, Takuma Morimoto
  • Organizer: OSA Fall Vision Meetin
  • Int'l Joint Research