2020 Fiscal Year Research-status Report
Revealing color constancy mechanism with a new animal experiment executed in controlled visual environmental conditions in the developmental process
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19K22881
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| Research Institution | Kanagawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
内川 惠二 神奈川工科大学, 公私立大学の部局等, 客員研究員 (00158776)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 雅洋 神奈川工科大学, 公私立大学の部局等, 客員研究員 (30397046)
福田 一帆 工学院大学, 情報学部(情報工学部), 准教授 (50572905)
鯉田 孝和 豊橋技術科学大学, エレクトロニクス先端融合研究所, 准教授 (10455222)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | 色恒常性 / 色覚メカニズム / 先験的知識 / 動物発達実験 / 照明視環境 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究分担者の鈴木が常磐大学から異動となったため、今年度からは動物実験の施設が使えないことになった。したがって、今年度は動物実験が行える代替えの研究施設を探すことを行なったが、新型コロナウィルスの感染拡大により、研究施設の関係者との接触が非常に困難となり、協力できる研究施設は見つからなかった。これと並行して、本研究の研究計画を変更して、動物実験の代わりに、機械学習による色恒常性獲得の環境条件を調べる研究を行なった。さらに、機械学習の結果が人間の色恒常性に当てはまるかどうかを検証するために、人間の心理物理実験を計画して、その実施のための装置や実験プログラムの準備を行なった。
機械学習では、分類器に色恒常性を重篤させる模擬実験を行い、色恒常性の成立に必要な学習条件を明らかにすることを目的とした。刺激にはOSA色票424枚を用い、照明光には色温度16498K(青）、6500K(白)、4000K(黄)の黒体放射を用いた。訓練では二つの照明光下で各色票のラベル付けを行い、検証では残りの一つの照明光下で行った（交差検証）。入力信号はLMS応答、LS応答、MS応答、LM応答、色度、色度と輝度の６種類とした。照明光の種類を増すこと、テスト色票に周辺色を配置し照明光を補正することを条件として追加した。その結果、複数の照明光下で周辺の色と相対的に色を観察して学習することが色恒常性の習得において重要な役割を果たすことが明らかとなった。さらに、複数のCNNを異なる照明環境下の画像で訓練し、検証用画像に対する応答を比較することを行なった。
心理物理実験では、CNNを使って行なった機械学習の検証実験を人間の被験者が同様に行える実験装置の準備と実験プログラミングの開発を行なった。
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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
本年度は動物実験を担当している研究分担者の鈴木の所属機関の異動があり動物実験施設が使用できなかったこと、新型コロナウィルスの感染拡大により関係者との接触が非常に困難であったため代替えの実験施設が見つからなかったことが研究活動へ大きく影響した。そのため、当初の計画にある動物実験は計画通りには進展していない。
しかし、当初の研究計画を変更して、機械学習を行なった結果で、色恒常性獲得に必要な環境条件の一部を明らかにできたこと、またその結果に基づいて人間の心理物理実験が計画できたことから、いくつかの実績は得られた。
これらのことを総合的に鑑み、研究はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度得られた機械学習の成果を人間の心理物理実験に生かし、人間にとって色恒常性に必要な環境条件を解明していくことを今後の研究の推進方策とする。来年度は、まず心理物理実験を行なって、その結果がすでに得られている機械学習との結果と比較してその差異を明らかにする。特に被験者の個人差が個人の成長過程での照明環境に依存している可能性を確認することを行う。
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| Causes of Carryover |
今年度、動物実験を担当する研究分担者の鈴木が所属機を異動し、動物実験施設が今年度から使用できかった。さらに、新型コロナウィルスの感染拡大により関係者との接触が困難となり、代替えの研究施設が見つからなかったとが研究活動へ影響した。そのため、計画が当初の予定通り進まず、次年度使用額が生じた。しかし、動物実験の代わりに機械学習により研究成果を上げ、その検証のための人間を被験者とした心理物理実験の準備を今年度から行い、本格的な実験を来年度に行う。そのための費用とし来年度に繰り越した予算を使用する計画である。
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