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脳視覚野におけるテクスチャ弁別計算をモデルにした集積視覚システム

研究課題

研究課題/領域番号 18700178
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 知覚情報処理・知能ロボティクス
研究機関大阪大学

研究代表者

下ノ村 和弘  大阪大学, 臨床医工学融合研究教育センター, 特任講師(常勤) (80397679)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2007年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2006年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードアナログ集積回路 / ロボットビジョン / 視覚情報処理
研究概要

生体の視覚系は、長年の進化の過程で獲得された独自のアーキテクチャを用いて、複雑な視覚情報を極めて効率的に処理している。この脳視覚系に学ぶことは、新しい高機能ロボットビジョンをデザインするための重要なアプローチのひとつである。本研究では、生体視覚系のテクスチャ弁別計算モデルを、複数のアナログ集積回路により階層的かつ実時間で計算するマルチチップ視覚システムを構築している。昨年度までに、100×100 画素シリコン網膜と単純型細胞チップを組み合わせて、入力画像の特定の方位および空間周波数の成分を抽出する視覚システムを構築した。この出力を用いて、今年度は、テクスチャ弁別計算をリアルタイムで実行する回路をFPGAにより実装した。このモデルは、異なる領域の境界をそれらのテクスチャの方位の違いを用いて検出する。構築した視覚システムを用いてテクスチャ弁別実験を行い、テクスチャの方位の違いにより規定された中央の円形領域の内部と外部が、それぞれ輝度値の違う領域として実時間で弁別できた。このような出力に対してエッジ検出を行えば領域の境界を検出することができる。また、本システムは、網膜、一次視覚野単純型細胞、複雑型細胞と、階層的に脳視覚経路における神経細胞層の応答を模擬するので、自然画像に対するこれらの応答をリアルタイムに再現できる。したがって、ロボットビジョンとしての工学的応用の側面に加えて、構成論的手法による視覚計算メカニズムの解明という神経科学の立場からも、大きな学術的意味をもつ。本システムを用いて、さらに高次の視覚細胞を構築し、その機能的役割を探っていくことも今後の課題である。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Binocular robot vision emulating disparity computation in the promary visual cortex2008

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Shimonomura、Takayuki Kushima、Tetsuya Yagi、
    • 雑誌名

      Neural Networks In press

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Texture segregation employing orientation-selective analog multi-chip vision system2006

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Shimonomura, Tetsuya Yagi
    • 雑誌名

      Proc. of IEEE International Symposium on Circuits and Systems

      ページ: 947-950

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A multi-chip analog VLSI vision sensor with selectivity to orientation and spatial frequency

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Shimonomura, Tetsuya Yagi
    • 雑誌名

      Proc. of The 5th IEEE Conference on Sensors (In press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Silicon primary visual cortex designed with a mixed analog-digital architecture2007

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Yagi、Kazuhiro Shimonomura
    • 学会等名
      2007 International Joint Conference on Neural Networks
    • 発表場所
      Orland, Florida, US
    • 年月日
      2007-08-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Neuromorphic binocular vision system for real-time disparity estimation2007

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Shimonomura、Takayuki Kushima、Tetsuya Yagi
    • 学会等名
      Neuromorphic binocular vision system for real-time disparity estimation
    • 発表場所
      Roma, Italy
    • 年月日
      2007-04-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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