陰影から3次元形状を知覚する大脳皮質の計算論的メカニズム

大脑皮层从阴影感知 3D 形状的计算机制

基本信息

批准号：
09780753
负责人：
酒井宏
金额：
$ 1.15万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、陰影から3次元知覚をする皮質計算過程の理解を目的としている.陰影と表面テクスチャー(模様)の変化は、2次元像である網膜像から、3次元形状の知覚を行うための主要な手掛かりである.しかし、いったん2次元に投影された像から、再び3次元形状を復元することは難しい問題となる.平成9年度は、3次元知覚を引き起こすのは濃淡変化のどのような特徴であるのかを、心理物理実験によって研究した.平成10年度は、心理実験を進めると共に、濃淡の特徴化と3次元形状知覚に関する計算論的研究を行なった.心理物理実験については、平成9年度に開発した刺激提示ツールを使用して、どのような濃淡変化が3次元構造に由来する陰影と知覚されるかを研究した.実験の結果、初期視覚のレベルでのプロセスが、重要な働きをしていることが判った.特に、知覚分割は3次元知覚に影響を与えない事が示唆された.この結果の一部は、Neurocomputing1999に発表されることが決まった.計算論的には、どのような特徴量が3次元形状の復元に利用可能であるかを検討した.平成9年度は、テクスチャー変化との比較に重点をおいた.テクスチャーの場合は、コントラスト(magnitude)成分を捨て、周波数成分を特徴化していた(電子情報通信学会論文誌に発表).陰影の場合には、周波数成分を捨て、コントラスト成分を特徴化している可能性が示唆された.平成10年度は、陰影の場合にどのような特徴化が可能であるか検討した.その結果、濃淡の空間位相が関与していることが示唆された.以上から、陰影からの3次元知覚には、初期視覚が深く関与していることが判った.今後は、初期視覚で特徴化された濃淡の空間位相の情報が、中・高次レベルでどのようにプロセスされていくかについて、研究を発展させていく.

这项研究的目的是了解从阴影产生 3D 感知的皮层计算过程。阴影和表面纹理（图案）的变化用于从 2D 视网膜图像感知 3D 形状。然而，恢复 3D 是一个难题。图像在二维投影后的形状通过心理物理学实验研究这是否是一个特征。 1998年，我们进行了心理学实验，对阴影和三维形状感知的表征进行了计算研究。对于心理物理实验，我们使用了1997年开发的刺激呈现工具。，什么样的阴影我们研究了变化是否被感知为源自三维结构的阴影。实验结果表明，早期视觉层面的过程起着重要作用。特别是，知觉划分是基于三维结构的。有人建议它不会影响感知。决定将其中一些结果在 Neurocomputing 1999 上展示。从计算的角度来看，我们研究了什么样的特征可以用于重建三维形状。1997 年，我们重点放在与纹理变化的比较上。在纹理的情况下，对比度（幅度）分量被丢弃，频率分量被表征（发表在电子、信息和通信工程师学会的杂志上）。在阴影的情况下，频率分量被表征。 1998年，我们研究了在阴影的情况下可能出现什么样的表征。结果，我们发现涉及阴影的空间相位。从上面可知，它是阴影。我们发现早期视觉深入参与了他们的3D感知。未来，我们将研究以早期视觉为特征的阴影的空间相位信息如何在中高级水平上进行处理，我们将继续开展我们的研究。关于如何做到这一点。