物体認識過程と3次元知覚過程の分離・統合機構解明の心理物理学的・計算論的研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13680861
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 酒井 宏 筑波大学, 電子・情報工学系, 助教授 (80281666)
• Keywords: 視覚 / 両眼視 / 物体認識 / 心理物理実験 / 情報統合

Research Abstract

高次視覚機能に関わる情報統合過程を理解することを目的として,形状知覚と3次元知覚の関係を心理物理学的・計算論的に研究している.心理物理実験では,形状知覚と3次元知覚を独立に制御することにより,両者の相互関係を求めている.H13年度は,形状知覚と陰影による3次元知覚の関係を心理物理学的に研究した.
まず形状知覚と陰影による3次元知覚が独立する刺激を生成・呈示する計算機環境を開発した.この環境を用いて形状知覚と3次元知覚を独立に制御した刺激を生成した.刺激作成は,ランダムな凹凸をもつ3次元面を生成し,これに多数のスポット光を照射した場合の陰影をコンピュータシミュレーションによって与えることにより行った.光源の方向は,上方45°または下方45°とした.影(cast shadow)が無い条件となるため明確な輪郭は現れず,物体形状の知覚は著しく困難となる.このとき,陰影による3次元知覚が成立するかどうかを検討した.3次元知覚が成立していれば,光源方向に依存して,スポット内部が凸(光源上方)または凹(光源下方)に知覚・群化され,pop-outするはずである.
生成した刺激を用いて心理実験を行った.ランダム凹凸面において群化・分離が明確になるかどうかを,様々な条件下で検討した.面の凹凸特性,光線投射・反射特性等を調整することによって,陰影によって引き起こされる奥行程度等を制御した.ここで凹凸特性は,凹凸の基になるホワイトノイズをフーリエ領域上で濾過することによって,任意の凹凸特性を実現した.実験の結果,ほとんどの条件で,同一方向から投光されている部分が群化され,他方から投光されている部分から分離されることが判った.このことは,輪郭などによる形状知覚とは独立に,陰影からの3次元知覚が成立していることを示唆する.

Research Products

• [Publications] K. Sakai, Y. Hirai: "Neural grouping and geometric effect in the determination of apparent orientation"Journal of Optical Society of America, A. 19・6(印刷中). (2002)
• [Publications] K. Sakai: "Spatial properties of cortical-cell receptive fields in the determination of apparent orientation"Proc. Measurement, Analysis and Modeling of Human Functions. 1. 21-25 (2001)