Understanding the computational principle of visual objects
| Project/Area Number |
23K28387
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| Project/Area Number (Other) |
23H03698 (2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 90030:Cognitive science-related
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
日高 昇平 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (50582912)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 康介 立命館大学, 総合心理学部, 教授 (80606682)
鳥居 拓馬 東京電機大学, 理工学部, 准教授 (90806449)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,330,000 (Direct Cost: ¥14,100,000、Indirect Cost: ¥4,230,000)
Fiscal Year 2026: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2025: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 視覚的オブジェクト / ゲシュタルト / 解釈性 / 圏論 / 対称性 / 知覚 / 立体視 / 自由度 / 線画 / オブジェクト認知 / 立体知覚 / 随伴関手 |
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| Outline of Research at the Start |
人の認知に関する多くのモデルは、何らかの“ひとまとまり”のデータを単位として認識することを前提に成立する。しかも、その基礎単位は多くの場合、暗黙裡に共通の了解とされ、陽に問われることは多くない。本研究は、人の視覚的認識の自然な単位「視覚的オブジェクト」の計算原理の解明を目的とし、理論の構築とその実証を行う。
視覚的オブジェクトの立体性、多重解釈性、図地分離、補完などの性質は、様々な課題を通じて経験的・理論的に追究されてきたが、未だその包括的な理論は存在しない。本研究は視覚データに内在する対称性に注目した新たな理論を構築し、視覚的オブジェクトの立体性、多重解釈性、分節化、補完などに説明を与える。
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| Outline of Annual Research Achievements |
人の認知に関する多くのモデルは、何らかの“ひとまとまり”の認識単位を前提に成立する。本研究は、人の視覚的認識の自然な単位「視覚的オブジェクト」の計算原理の解明を目的とし、理論の構築とその実証を行う。 視覚的オブジェクトとは、部分に還元できない全体性を有する視覚的データの単位を指す。本研究は対称性に注目した新たな理論により、視覚的オブジェクトの統合的な説明を与える。
本研究は４年計画で実施し、立体/多視点性・分節化・補完の少なくとも３つのオブジェクト認知の性質を包括的に説明し、人の認知心理実験でそれを実証する。 2023年度の研究では、ネッカーキューブなどの顕著な対称性をもつ図形のみならず、部分的にそのような性質をもつ、より広い線画のクラスに対称性仮説を拡張した。そのためには、データのどの部分までを１つのまとまり，即ちオブジェクトとするか、という分節化（図地分離）の問題を解く必要がある。部分をもつような図形に対し、多くの人は、線分の集合全体で１つとは知覚せず、複数の部分を持つと認識する。このようなオブジェクトの分節化は、対称性説では、全体よりも対称性の高い個々の部分を特定することで説明できる。
具体的には、線画に潜在する線分の隣接関係を表す位相構造を推定する方法論の開発に取り組んだ。その結果、人が典型的に知覚する立体的な線画を与える位相構造には、それ以外の位相構造に比べて、構造の自由度が低いことが分かった。したがって、この結果に基づいて、低自由度の位相構造を探索するアルゴリズムを構築することで、一般的な線画の知覚像を与えるモデルを構築できると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
４年計画の初年度にあたる研究計画の目標をおおむね達成できているため、順調に進展していると判断した。2023年度は主に線画の知覚の特に分節化に関する数理的な性質の追究を行った。この研究の進展に加えて、知覚的補完等の他の性質に関する研究が進んでいれば、「計画以上の進展」と判断できたと思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、知覚的補完や図地分離等の知覚の数理モデルに着手し、理論の発展に努める。これに加えて、すでに開発した理論の実証実験として、人の認知心理学的実験の枠組みも並列して開発する。研究分担者と共同で認知心理学実験を進め、2024年度中には少なくとも理論となる基礎となる仮説の実証を行う。
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Report
(1 results)
Research Products
(12 results)
