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2013 年度 実績報告書

質感認知に関わる視聴触覚情報の心理物理的分析

計画研究

研究領域質感認知の脳神経メカニズムと高度質感情報処理技術の融合的研究
研究課題/領域番号 22135004
研究機関日本電信電話株式会社NTTコミュニケーション科学基礎研究所

研究代表者

西田 眞也  日本電信電話株式会社NTTコミュニケーション科学基礎研究所, 人間情報研究部, 主幹研究員 (20396162)

研究分担者 内川 惠二  東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (00158776)
本吉 勇  東京大学, 総合文化研究科, 准教授 (60447034)
藤崎 和香  独立行政法人産業技術総合研究所, ヒューマンライフテクノロジー研究部門, 主任研究員 (20509509)
研究期間 (年度) 2010-06-23 – 2015-03-31
キーワード質感 / 光沢感 / 色覚 / カラーディスプレイ / 透明感 / 画像統計量 / マルチモーダル / 触覚
研究概要

【視覚】静止画像情報から光沢感を得る際に利用される高次の画像特徴を多面的に分析した。液体や粘性の知覚において、運動の空間的な滑らかさや局所的な運動速度が重要な画像特徴となっていることを明らかにした。静止画像の動的変形により液体のような透明層が知覚されるメカニズムの解析を進めた。新しい残効現象を用いて視覚運動の空間的な情報処理の仕組みの分析を進めた。金銀銅色知覚、光沢知覚、および金属表面知覚との相互関係についての心理物理実験結果を解析し、金銀銅色知覚に及ぼす光沢感、色度、明度の影響についての論文発表の準備を行った。生後3-4ヶ月の乳児はまだ表面光沢の変化を知覚できない一方で,成人には知覚できない光沢の反射パタンを知覚できることを発見した(山口班と共同)。表面の細かな凹凸を見分ける視覚の分解能を測定し、それが画像の空間周波数やテクスチャ統計量による予測よりも有意に高いことを見出した。
【触覚】触覚振動情報の時間周波数処理に関して、異なる種類の機械受容器間の相互作用などを分析し、周波数融合などの新現象を発見した。
【クロスモーダル】複数の素材を棒で叩くCG動画に、複数の素材を実際に叩いた音刺激を組み合わせ、マルチモーダルな質感知覚がどのように変化するかを検討し、映像情報と音情報の双方に基づいた相補的なマルチモーダル材質知覚の原理を見いだした。また、視・聴・触覚による木の質感知覚について、延べ3か月にわたる実験を行い、50名のデータを取得した。また、色が温度感覚に与える影響を検討し、赤い物体ほど暖かく感じる温度が上がるというこれまでの常識に反する効果を発見した。
【新カラーディスプレイ開発】高輝度・高解像度の新型ハイパースペクトルディスプレイを開発した。開発したディスプレイは高輝度のためにリアプロジェクション型を採用できハイパースペクトル画像をより自然に観察できることが確認できた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

視覚に関しては、光沢感、金属感、液体感の知覚メカニズムの解明が進んでいる。マルチモーダルな質感知覚については、材質知覚における視聴覚統合の原理を見いだし、論文が採択されたほか、視・聴・触覚による木の質感知覚についての研究が進んでいる。新型ハイパースペクトルディスプレイも性能評価の段階に入った。

今後の研究の推進方策

【視覚:質感特徴知覚】光沢感、金属感、液体感の知覚メカニズムの分析を続ける。光沢感の分析においては形状復元のメカニズムとの関係に注目する。液体感に関しては、プロジェクションマッピングなどへの技術応用を視野に入れる。
【多感覚:素材感】材質知覚における視聴覚の相互作用を定量的に分析し、聴覚情報による視覚的特徴の知覚変容、またはその逆が生じるかとどうかを検討する。また、fMRIを用いて、心理実験で明らかになった視聴覚統合に基づく素材認識の神経メカニズムの同定を試みる。さらに視・聴・触覚による木の質感知覚について、物理量と低次質感知覚と高次質感認知との関連について検討する。
【視覚:手がかり情報利用のダイナミクス】 画像を観察する時間にともない質感判断の手がかりとなる情報がどのように変化してゆくかを検討する.
【新カラーディスプレイ】新型ハイパースペクトルディスプレイを用いて、通常のディスプレイの色域外の刺激の呈示を可能にし、美術作品等の表示のための可能性を図る。

  • 研究成果

    (35件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (24件) (うち招待講演 5件) 産業財産権 (7件)

  • [雑誌論文] Audiovisual integration in the human perception of materials2014

    • 著者名/発表者名
      Fujisaki, W., Goda, N., Motoyoshi, I., Komatsu, H. & Nishida, S.
    • 雑誌名

      Journal of Vision

      巻: 14(4):12 ページ: 1-20

    • DOI

      10.1167/ 14.4.12

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Color constancy in a scene with bright colors that do not have a fully natural surface appearance2014

    • 著者名/発表者名
      K. Fukuda, K. Uchikawa
    • 雑誌名

      Journal of the Optical Society of America A, Optics and image science

      巻: 31(4) ページ: A226-A231

    • DOI

      10.1364/JOSAA.31.00A239

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of visual attention on chromatic and achromatic detection sensitivities2014

    • 著者名/発表者名
      K. Uchikawa, M. Sato, K. Kuwamura
    • 雑誌名

      Journal of the Optical Society of America A, Optics and image science

      巻: 31(5) ページ: 944-951

    • DOI

      10.1364/JOSAA.31.000944

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contribution of within- and cross-channel information to vibrotactile frequency discrimination.2013

    • 著者名/発表者名
      Kuroki, S., Watanabe, J., & Nishida, S.
    • 雑誌名

      Brain Research

      巻: 1529 ページ: 46-55

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2013.06.036

    • 査読あり
  • [学会発表] 視覚と他の感覚との統合過程

    • 著者名/発表者名
      西田眞也
    • 学会等名
      日本眼科学会
    • 発表場所
      東京
    • 招待講演
  • [学会発表] Characterization of high-level images features for surface gloss perception

    • 著者名/発表者名
      Wang, Q., Motoyoshi, I., & Nishida, S.
    • 学会等名
      Vision Sciences Society Annual Meeting
    • 発表場所
      Naples(アメリカ合衆国)
  • [学会発表] Material from motion ― Human perception of fluid properties from motion vector fields.

    • 著者名/発表者名
      Maruya, K., Kawabe, T. & Nishida, S.
    • 学会等名
      Vision Sciences Society Annual Meeting
    • 発表場所
      Naples(アメリカ合衆国)
  • [学会発表] Seeing transparent liquids from dynamic image distortion.

    • 著者名/発表者名
      Kawabe, T., Maruya, K. & Nishida, S.
    • 学会等名
      Vision Sciences Society Annual Meeting
    • 発表場所
      Naples(アメリカ合衆国)
  • [学会発表] Effects of color on perceived temperature.

    • 著者名/発表者名
      Ho, H-N, Iwai, D., Yoshikawa, Y., Watanabe, J. and Nishida, S.
    • 学会等名
      European Conference on Visual Perception
    • 発表場所
      Bremen(ドイツ)
  • [学会発表] Synthesis of vibrotactile frequencies.

    • 著者名/発表者名
      Kuroki, S., Watanabe, S., and Nishida, S.
    • 学会等名
      European Conference on Visual Perception
    • 発表場所
      Bremen(ドイツ)
  • [学会発表] 光と反射の視覚科学

    • 著者名/発表者名
      西田眞也
    • 学会等名
      包括脳夏のワークショップ
    • 発表場所
      名古屋(愛知県)
    • 招待講演
  • [学会発表] 非一様な運動パターンに対する残効

    • 著者名/発表者名
      丸谷和史、西田眞也
    • 学会等名
      日本視覚学会2014年冬季大会
    • 発表場所
      工学院大学(東京)
  • [学会発表] 動的変形に基づく透明層の知覚

    • 著者名/発表者名
      河邊隆寛、丸谷和史、西田眞也
    • 学会等名
      日本視覚学会2014年冬季大会
    • 発表場所
      工学院大学(東京)
  • [学会発表] 質感知覚における色の役割

    • 著者名/発表者名
      西田眞也
    • 学会等名
      日本色彩学会視覚情報基礎研究会
    • 発表場所
      千葉大学(千葉)
    • 招待講演
  • [学会発表] What do human observers see in dynamic image deformation?

    • 著者名/発表者名
      Kawabe, T., Maruya, K. & Nishida, S.
    • 学会等名
      Vision Sciences Society Annual Meeting
    • 発表場所
      St. Pete Beach(アメリカ合衆国)
  • [学会発表] Adaptation to a non-uniform motion pattern reveals a mechanism to encode local flow changes.

    • 著者名/発表者名
      Maruya, & Nishida, S.
    • 学会等名
      Vision Sciences Society Annual Meeting
    • 発表場所
      St. Pete Beach(アメリカ合衆国)
  • [学会発表] Discrimination of highlights from reflectance changes using isophote maps of surface images,

    • 著者名/発表者名
      Sawayama, M. & Nishida, S.
    • 学会等名
      Vision Sciences Society Annual Meeting
    • 発表場所
      St. Pete Beach(アメリカ合衆国)
  • [学会発表] The shape of luminance-chromaticity distribution influences estimated illuminant color on color constancy

    • 著者名/発表者名
      K. Fukuda, K. Uchikawa
    • 学会等名
      The 22nd symposium of the International Colour Vision Society (ICVS 2013)
    • 発表場所
      University of Winchester Winchester (UK)
  • [学会発表] Evaluation of a hyperspectral visual display

    • 著者名/発表者名
      T. Mihashi, T. Sakai, K. Fukuda, K. Uchikawa
    • 学会等名
      The 22nd symposium of the International Colour Vision Society (ICVS 2013)
    • 発表場所
      University of Winchester Winchester (UK)
  • [学会発表] ハイパースペクトル自然画像を用いた自然光知覚の許容色度範囲の測定

    • 著者名/発表者名
      坂井友洋,福田一帆,三橋俊文,内川惠二
    • 学会等名
      日本視覚学会2013年夏季大会
    • 発表場所
      札幌市立大学(北海道)
  • [学会発表] 物理的な物体色限界輝度と色の見えのモード変化の臨界輝度の関係

    • 著者名/発表者名
      福田一帆,沼田藍,内川惠二
    • 学会等名
      映像情報メディア学会ヒューマンインフォメーション研究会
    • 発表場所
      東京農工大学 (東京)
  • [学会発表] Visual aftereffects in natural object categories.

    • 著者名/発表者名
      Motoyoshi, I.
    • 学会等名
      Vision Sciences Society Annual Meeting
    • 発表場所
      Naples(アメリカ合衆国)
  • [学会発表] 絵画様式の視覚計算理論

    • 著者名/発表者名
      本吉勇
    • 学会等名
      日本心理学会
    • 発表場所
      北海道医療大学(北海道)
    • 招待講演
  • [学会発表] 物体・質感認知における統計情報の利用

    • 著者名/発表者名
      本吉勇
    • 学会等名
      日本心理学会
    • 発表場所
      北海道医療大学(北海道)
    • 招待講演
  • [学会発表] 物体表面の粗さに対する視覚分解能

    • 著者名/発表者名
      澤山正貴・本吉勇
    • 学会等名
      日本基礎心理学会第32回大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県)
  • [学会発表] 乳児における表面知覚の発達と局所画像知覚の喪失

    • 著者名/発表者名
      楊嘉楽・本吉勇・金沢創・山口真美
    • 学会等名
      日本視覚学会2014年冬季大会
    • 発表場所
      工学院大学(東京都)
  • [学会発表] The perceived blur in natural images is predominantly determined by Off signals.

    • 著者名/発表者名
      Sato, H., Motoyoshi, I. & Sato, T.
    • 学会等名
      Vision Sciences Society Annual Meeting
    • 発表場所
      St. Pete Beach(アメリカ合衆国)
  • [学会発表] Complementary development of material perception and image discrimination in infants.

    • 著者名/発表者名
      Motoyoshi, I., Yang, J., Kanazawa, S. & Yamaguchi, M.K.
    • 学会等名
      Vision Sciences Society Annual Meeting
    • 発表場所
      St. Pete Beach(アメリカ合衆国)
  • [産業財産権] 振動提示装置2013

    • 発明者名
      黒木忍、渡邊淳司、西田眞也
    • 権利者名
      黒木忍、渡邊淳司、西田眞也
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-191828
    • 出願年月日
      2013-09-17
  • [産業財産権] 映像生成装置、方法及びプログラム2013

    • 発明者名
      河邉隆寛、丸谷和史、西田眞也
    • 権利者名
      河邉隆寛、丸谷和史、西田眞也
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-144188
    • 出願年月日
      2013-07-10
  • [産業財産権] 温度感覚制御方法2013

    • 発明者名
      ホーシンニー、岩井大輔、渡邊淳司、吉川祐生,西田眞也
    • 権利者名
      ホーシンニー、岩井大輔、渡邊淳司、吉川祐生,西田眞也
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-237811
    • 出願年月日
      2013-11-18
  • [産業財産権] 映像生成装置、映像生成方法、プログラム2013

    • 発明者名
      河邉隆寛、丸谷和史、西田眞也
    • 権利者名
      河邉隆寛、丸谷和史、西田眞也
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-132609
    • 出願年月日
      2013-06-25
  • [産業財産権] 粘性感覚呈示装置、その方法、およびプログラム2013

    • 発明者名
      横坂拓巳、渡邊淳司、西田眞也
    • 権利者名
      横坂拓巳、渡邊淳司、西田眞也
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-229286
    • 出願年月日
      2013-11-05
  • [産業財産権] 画像処理方法2013

    • 発明者名
      本吉勇
    • 権利者名
      本吉勇
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-192067
    • 出願年月日
      2013-09-17
  • [産業財産権] 照明統計量測定装置2013

    • 発明者名
      本吉勇
    • 権利者名
      本吉勇
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-196643
    • 出願年月日
      2013-09-24

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公開日: 2015-05-28  

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