2019 Fiscal Year Annual Research Report

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

Research Project

Project/Area Number	18H03247
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, 客員教授 (00158776)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2023-03-31
Keywords	周辺視 / コントラスト感度関数 / 視覚画像フィルタ
Outline of Annual Research Achievements	中心視から周辺視へと移るに従ってコントラスト知覚感度は低下する。このことは広く知られているが、視角30度を超えた偏角でのコントラスト感度特性について計測した実験は従来ほぼ無かった。本研究では、周辺視界でのコントラスト感度特性を計測し、工学的に利用可能な視界全域でのコントラスト感度特性をモデル化することを目指している。現在までに、周辺視でのコントラスト感度特性を計測する暗室を構築し、それを用いた視界耳側方向への偏角84度までの輝度コントラスト感度特性の計測を終えた。偏角30度程度までの周辺視の計測データに基づいた従来の周辺視コントラスト感度関数のモデルでは、偏角が大きくなると実際の視覚特性とはずれが大きくなることが本研究で得られたデータにより明らかとなった。またコントラスト感度関数による知覚コントラスト閾値を利用した視界画像フィルタを実現するための画像処理法に関する研究も並行して行った。入力画像に対して、視界位置ごとの偏角に応じたコントラスト感度関数から得られる閾値を用いて空間周波数ごとにフィルタリングを行えれば理想であるが現実的ではない。位置と周波数のどちらも高精細に分解して処理をすることが望ましいが理論的に限界がある。またデジタル画像フィルタは有限区間離散関数として実装することが必須である。さらに本研究での用途では周波数分解後複合する必要がある。これらの制約条件よりDoGフィルタとガボールフィルタを利用した処理手法の提案を行った。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 中心視付近におけるコントラスト感度の知覚閾値について、従来の計測データとの類似性を確認し、実験環境および刺激提示装置の初期評価を終えた後、周辺視のコントラスト感度閾値の計測データを取得することができた。コロナ禍において計測実験が計画通り実施できなかったが、新たに得られたコントラスト感度閾値のデータからは従来提案されてきた周辺視野におけるコントラスト感度関数モデルでは偏角の大きな場合に乖離がみられることが明らかとなった。このことから貴重な計測データを得ることができたと考えている。また、コントラスト感度関数に基づいた画像フィルタについてのフィルタ設計法については理論的考察と実装の試行を重ねて知見を蓄積することができた。計測実験については遅れがあるものの、その工学的な利用についての進展があり、全体としてはやや遅れているという状況である。
Strategy for Future Research Activity	より広範の周辺視界のコントラスト感度関数をモデル化するため、上下視界のコントラスト感度閾値についての計測実験を実施する。そのための暗室環境の改修整備、刺激提示装置の性能維持を継続して行う。計測済みの視界耳側の様々な偏角でのコントラスト感度閾値に基き、コントラスト感度閾値、空間周波数、偏角の三次元でのコントラスト感度関数モデルを提案する。最終的に視界上下左右の偏角を連続的に扱うコントラスト感度関数モデルの提案する。コントラスト感度関数モデルの応答値を判定基準とする画像フィルタを構築するため、周波数分解フィルタの設計法および離散フィルタとしての具体的な実装についての作業を進める。