B01 質感認知に関わる感覚情報の特徴と処理様式
B01-1 質感認知に関わる視聴触覚情報の心理物理的分析
| 研究代表者 | 西田 眞也 （NTT コミュニケーション科学基礎研究所・主幹研究員） |
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| 研究分担者 | 内川 惠二（東京工業大学総合理工学研究科・教授） |  |
| 本吉 勇（東京大学大学院総合文化研究科・准教授） |  |
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| 藤崎 和香（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） |  |
研究内容
これまでの視覚による質感知覚の心理物理学的研究から、輝度ヒストグラムの歪度などの画像特徴が、光沢感といった表面反射特性の知覚的手がかりとなっていることを明らかにしてきた。本計画ではこの研究を発展させ、より広範囲の質感知覚に結びついた刺激属性の同定を試みる。まず、A01班の協力を得て自然画像処理やコンピュータグラフィックス、コンピュテーショナルフォトグラフィの技術を使って様々な質感画像刺激を体系的に作成する。そして、その刺激セットをハイダイナミックレンジディスプレイや巨大視野ディスプレイで提示し、心理物理学的手法を駆使して人間の質感判断の特性を明らかにする。また、C01の生理実験に供するために、質感判断に相関する画像情報ができるだけ単純な形で表現できる刺激体系を作成する。生理学研究から新たな質感手がかりの可能性が示唆された場合には、その実効性を心理物理学的に検討する。質感に相関する刺激特性の発見に基づいて、A01班とともに質感の定量的測定や機械認識、質感コントロール技術の可能性を探る。
より具体的には、以下のような研究を計画している。これまで研究を進めてきた光沢感に関しては、輝度ヒストグラムではとらえられない画像の空間構造や色の効果を明らかにし、背景にあるメカニズムを解析する。複数の手がかりが統合されて最終的な光沢知覚が成立する知覚処理過程の理解を含め、画像から光沢知覚を精度良く説明できるモデルの構築を目指す。光沢以外にも透明感や金属感を生み出す画像の特徴を特定する。
質感知覚の変化に伴って表面の色の見えも様々に変化し、また色によって質感知覚も変化する。さらに、物体表面から反射する光の強度の上限は色によって決まっていて、その上限を超えると質感が変化し、発光する面に見える。このような色度、輝度、質感の関係を明らかにする。そのために、色度を単色光にまで自由に変化できる新ディスプレイの開発にも取り組む。材質感の知覚は、視覚のみならず、聴覚や触覚といったモダリティでも成立する。また、「つるつる」「ざらざら」といった触覚的な情報を視覚や聴覚から感じ取ることができるように、異種モダリティを横断するような形で成立するのが質感知覚の特徴である。このような側面を研究するために、聴覚や触覚、多感覚情報統合における質感知覚を研究し、そこで利用されている感覚情報を特定する。
B01-2 質感認知の環境依存性および学習依存性
| 研究代表者 | 中内 茂樹 （豊橋技術科学大学大学院工学研究科・教授） |
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| 研究分担者 | 北崎 充晃（豊橋技術科学大学大学院工学研究科・准教授） |  |
| 永井 岳大（山形大学大学院理工学研究科・准教授） |  |
研究内容
本計画研究は目視によって高度に質感を弁別・評定できる熟練者の能力を支える視覚機序に着目し、多層膜構造により、光沢（てり）だけでなく色沢（色つや）と呼ばれる複雑な質感を呈することが知られている真珠をターゲットオブジェクトとしてこの問題の手がかりを探る。具体的には、熟練者が品質鑑定を行っている環境（照明、能動的視覚行為）と質感認知の関係、質感認知の学習依存性を明らかにすることを目的とする。
まず、真珠品質を決めていると考えられる物理的・画像的特徴を絞り込む。その後、真珠鑑定専門家（研究協力者）の協力の下、照明環境、オブジェクト形状、能動的な物体操作の有無等による質感弁別能力の違いを、共通設備のモバイル・ラボ（移動型視覚心理物理実験設備）を活用して熟練者と非熟練者で比較する。また、A01班の広ダイナミックレンジ画像計測・再現技術を最大限に活用し、質感再現の観点からこれらの技術評価を行う。さらに、質感認知能力の学習を支える神経基盤の解明に向け、C01と連携してアプローチする。さらに、真珠という比較的シンプルな形状に対する質感をモデルケースとし、観察環境に関する事前知識、能動的視覚行為による学習、確率的推論といった基本的な数理的枠組みを構築し、その他の物体形状、観察環境、質感属性へと拡張・一般化することを試みる。