調和解析的方法による視覚・錯視の研究の機械学習への応用

本研究は，離散的な調和解析の手法を用いた人の視覚の研究，およびその視覚が起こす錯覚，すなわち錯視の研究と，機械学習，特にたたみ込みニューラルネットワークによる深層学習を組み合わせるという方向のものである。新型コロナウイルス感染症の拡大に伴い生じた支障を克服するために，今回の研究では，研究期間を延長して，すでにいくつかの錯視研究で成功している研究代表者による視知覚の数理モデリングの考え方を活かして，その数理モデルを大幅に組み込んだたたみ込みニューラルネットワークを作成するアイデアを得たので，それを実現するためのたたみ込みニューラルネットワークの構築を行った。具体的には研究代表者らが考案したかざぐるまフレームレット（これは研究代表者らが考案したFIRフィルタバンクから構成される２次元タイト・フレームレットの一つで，特に視知覚の研究に適したものとなっている）をたたみ込みニューラルネットワークに新しい方法で組み込むものである。研究を進めていくうちに，これには二つのタイプが考えられることが判明した。その一つはそのプログラミングまで行った。もう一つについても大まかな設計を行うところまで行きついた。錯視画像生成のための学習データの作成も行った。さらに，対応して，V4野の一部の機能に基づくニューラルネットワークの作成の基盤となる研究も行った。これらは本研究の本来の目的を更により良く遂行することにもつながるものと考えられる。

本研究は，離散的な調和解析の手法を用いた人の視覚の研究，およびその視覚が起こす錯覚，すなわち錯視の研究と，機械学習，特にたたみ込みニューラルネットワークによる深層学習を組み合わせるという方向のものである。新型コロナウイルス感染症の拡大に伴い生じた支障を克服するために，今回の研究では，研究期間を延長して，すでにいくつかの錯視研究で成功している研究代表者による視知覚の数理モデリングの考え方を活かして，その数理モデルを大幅に組み込んだたたみ込みニューラルネットワークを作成するアイデアを得たので，それを実現するためのたたみ込みニューラルネットワークの構築を行った。具体的には研究代表者らが考案したかざぐるまフレームレット（これは研究代表者らが考案したFIRフィルタバンクから構成される２次元タイト・フレームレットの一つで，特に視知覚の研究に適したものとなっている）をたたみ込みニューラルネットワークに新しい方法で組み込むものである。研究を進めていくうちに，これには二つのタイプが考えられることが判明した。その一つはそのプログラミングまで行った。もう一つについても大まかな設計を行うところまで行きついた。錯視画像生成のための学習データの作成も行った。さらに，対応して，V4野の一部の機能に基づくニューラルネットワークの作成の基盤となる研究も行った。これらは本研究の本来の目的を更により良く遂行することにもつながるものと考えられる。