2021 Fiscal Year Annual Research Report
光受容タンパク質を用いた単純細胞受容野型フィルター素子の作製と画像処理
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18H03258
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
岡田 佳子 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (50231212)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 裕之 島根大学, 学術研究院教育学系, 准教授 (10399537)
西岡 一 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (70180586)
高橋 裕樹 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (80262286)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | バクテリオロドプシン / 画像フィルター / 空間フィルタリング / 視覚受容野 / 錯視 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
第一視覚野受容野形状を3次元的に模倣した多値化Gaborパターンを積層印刷し，なめらかな分布をもつグレースケールGaborフィルターを作製するための印刷条件（タンパク質ナノインク濃度，インクジェット吐出条件）の最適化を行った．その条件下で5ローブcos-on中心型Gaborフィルターおよび4ローブsin-on中心フィルターを作製し，それぞれ時空間周波数特性を検討した．昨年cos型フィルターを用いて方位錯視であるCafe wall錯視検出に成功したため，最終年度はデバイスによる錯視検出結果と，心理学実験および計算機シミュレーションとを比較した．特にCafe wall錯視に関する計算機シミュレーションは，大多数の報告がDOGを用いたものであり，Gaborを用いた報告がほとんどないため詳細な検証が必要である．実験およびシミュレーションとして，(1) フィルターサイズ依存性:カフェウォール画像の大きさ(タイルサイズ)とフィルターサイズの比を変え，最適サイズを決定する，(2) モルタル線幅依存:モルタル線幅を0.5倍から12倍程度まで変える，(3) タイルシフト依存性:上下のタイル周期を1/4，1/2，3/4，1周期ずつずらす，(4) モルタル線輝度依存性:モルタル線の輝度をグレーから白，黒に変える，(5) タイル輝度依存性:黒タイルをグレーに，また白タイルをグレーに変える，等を行った結果，方位錯視の強さは，向きや線の長さを検出する単純細胞を模倣したGaborフィルターのサイズ（空間周波数）および明暗コントラスト感度に依存することがわかった．人間の目のエッジ検出機能と方向検知機能をソフトウェアや複雑な回路，電源を使わずに生体膜の特性だけで再現することに成功した.
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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