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自然光景下における視線移動と視覚的物体認識ダイナミクスの統合的研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H01755
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 認知科学
研究機関電気通信大学

研究代表者

宮脇 陽一  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (80373372)

研究分担者 柳澤 琢史  大阪大学, 高等共創研究院, 教授 (90533802)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2019年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2018年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
キーワード眼球運動 / 自然画像 / 脳 / 物体認識 / 時間
研究成果の概要

本研究では、多様な物体からなる自然な光景のもとで、ヒトは何に優先的に視線を向け、何を優先的に認識するのかを、時間的側面から理解することを目指し、以下の成果を得た。(1)自然光景画像観察時の眼球運動計測と深層畳み込みニューラルネットワークを用いた画像特徴量の解析により、高次画像特徴量に対する時空間的な誘目性を発見した。(2)この誘目性は、画像の意味や文脈等に関わらず、純粋に画像特徴量に対して引き起こされることを発見した。(3)脳磁場信号を高時空間分解能で計測・解析するための新しい信号源推定手法を開発した。(4)脳活動パターンに物体の画像情報が表現される時間を推定し、視線移動の潜時と比較した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒトの視線の解析は、ヒトがどのような対象を優先的に処理し、認識するかという基礎的知見を与えるものであり、またその知見は、ヒトへの効率的な情報提示のあり方を考える上で有用であるとともに、注意喚起のための標識や広告、デザインなどへの応用において価値をもつ。特に本研究では、シーンの意味や文脈から独立した純粋な高次特徴量への誘目性があることを見出しているため、画像操作による視線誘引への応用可能性を提示することにも成功しており、その意義は高いと考えられる。また新しい脳活動信号源解析手法は、本研究の枠組みを超えて、ヒト脳磁場信号解析全般への波及効果が大である。

報告書

(4件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 6件、 招待講演 8件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] NIMH/NIH(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Maastricht University(オランダ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Max Planck Institute(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] NIMH. NIH(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] NIMH, NIH(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Information spreading by a combination of MEG source estimation and multivariate pattern classification2018

    • 著者名/発表者名
      Masashi Sato, Okito Yamashita, Masa-aki Sato, Yoichi Miyawaki
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 13 号: 6 ページ: e0198806-e0198806

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0198806

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 構造化スパースモデルを用いた脳磁場信号源推定における信号源ノイズの影響の評価2021

    • 著者名/発表者名
      宮﨑海, 韮澤駿, 赤松和昌, 宮脇陽一
    • 学会等名
      ニューロコンピューティング研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 深層ニューラルネットワークモデル・脳磁場計測・超高磁場MRI計測の融合による認識行動ダイナミクスの高時空間分解能解析の試み2021

    • 著者名/発表者名
      宮脇陽一
    • 学会等名
      生理研研究会「人工知能技術と科学の協調と展開」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Time-resolved fast neural decoding independent of variation in hemodynamic response latency2020

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Miyawaki, Daniel Handwerker, Javier Gonzalez-Castillo, Laurentius Huber, Arman Khojandi, Yuhui Chai, Peter Bandettini
    • 学会等名
      Organization for Human Brain Mapping (OHBM) 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reduction of Information Spreading in MEG Source Estimation Using a Structured Model2020

    • 著者名/発表者名
      Naoki Ishibashi, Kazuaki Akamatsu, Shun Nirasawa, Yoichi Miyawaki
    • 学会等名
      Organization for Human Brain Mapping (OHBM) 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超高磁場fMRI信号の超高速計測による血流動態反応の遅延から独立した神経情報表現のデコーディング2020

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Miyawaki, Daniel A Handwerker, Javier Gonzalez-Castillo, Laurentius Huber, Arman Khojandi, Yuhui Chai, and Peter A Bandettini
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Event-related decoding of visual stimulus information using short-TR BOLD fMRI at 7T2020

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Miyawaki, Daniel Handwerker, Javier Gonzalez-Castillo, Laurentius Huber, Arman Khojandi, Yuhui Chai, and Peter A Bandettini
    • 学会等名
      2020 ISMRM & SMRT VIRTUAL CONFERENCE & EXHIBITION
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超高磁場fMRI信号の超高速計測による血行動態と神経情報表現の時間的分離2020

    • 著者名/発表者名
      宮脇陽一
    • 学会等名
      第4回ヒト脳イメージング研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳磁場信号源推定における情報拡散現象2019

    • 著者名/発表者名
      宮脇陽一,佐藤匡
    • 学会等名
      最新のEEG/MEG研究と電流源推定法の現在地
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 脳磁場信号源推定への構造化スパースモデリングの適用および評価2019

    • 著者名/発表者名
      石橋直樹,赤松和昌,韮澤駿,宮脇陽一
    • 学会等名
      最新のEEG/MEG研究と電流源推定法の現在地
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 脳磁場解析における構造化スパースモデリングの適用および評価2019

    • 著者名/発表者名
      石橋直樹,赤松和昌,宮脇陽一
    • 学会等名
      第22回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 構造化スパースモデリングを用いた脳磁場信号源推定の評価2019

    • 著者名/発表者名
      石橋直樹,赤松和昌,宮脇陽一
    • 学会等名
      第3回ヒト脳イメージング研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 深層畳み込みニューラルネットワークを用いて生成した高次画像特徴への視線の誘引2019

    • 著者名/発表者名
      渡邉莉菜、西野智博、赤松和昌、宮脇陽一
    • 学会等名
      日本視覚学会2019年冬季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 実物体の触力覚形状認識時における脳内情報表現部位の遷移2019

    • 著者名/発表者名
      衞藤祥太、中谷裕教、宮脇陽一
    • 学会等名
      電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Gaze attraction toward higher-order image features generated by deep convolutional neural network2019

    • 著者名/発表者名
      Rina Watanabe, Tomohiro Nishino, Kazuaki Akamatsu, Yoichi Miyawaki
    • 学会等名
      Vision Sciences Society 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒト脳活動の非侵襲的計測と神経情報表現の解析2018

    • 著者名/発表者名
      宮脇陽一
    • 学会等名
      静岡大学川人研究室セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Temporal priority of gaze during natural scene viewing2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Akamatsu, Yoichi Miyawaki
    • 学会等名
      Vision Sciences Society 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非侵襲的脳活動計測を用いた神経情報表現の研究2018

    • 著者名/発表者名
      宮脇陽一
    • 学会等名
      日本学術振興会先端ナノデバイス・材料テクノロジー第151委員会平成30年度第1回研究会「生体情報計測:ウェアラブル・脳計測技術の 最近の展開」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 機械学習を用いた脳機能画像解析と細胞形態解析への応用2018

    • 著者名/発表者名
      宮脇陽一
    • 学会等名
      Neurovascular Unit研究会2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] L0ノルム最適化に基づくスパース判別アルゴリズムを用いた特徴量選択精度の評価2018

    • 著者名/発表者名
      石橋直樹,伊藤紀基,佐藤匡,樺島祥介,宮脇陽一
    • 学会等名
      ニューロコンピューティング研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 自然画像観察時における注視の時間的優先性2018

    • 著者名/発表者名
      赤松和昌,宮脇陽一
    • 学会等名
      日本視覚学会2018年冬季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Toward high spatio-temporal resolution analysis of neural information representation using multivariate patterns of human brain activity2017

    • 著者名/発表者名
      Yoichi MIyawaki
    • 学会等名
      National Institute of Mental Health, National Institutes of Health
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 機械学習を用いた脳活動解析とヒトの感覚知覚メカニズムの解明2017

    • 著者名/発表者名
      宮脇陽一
    • 学会等名
      電気通信大学技術士会総会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 神経情報の復号化を用いたヒト脳内における視知覚表象の解明2017

    • 著者名/発表者名
      宮脇陽一
    • 学会等名
      第5回MEET Young Cardiologists
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] MIYAWAKI LAB.

    • URL

      http://www.cns.mi.uec.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書 2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2024-12-25  

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