視環境の統計的特徴量に基づく適応色覚神経回路モデル

基于视觉环境统计特征的自适应色觉神经回路模型

• 批准号: 05650390
• 负责人: 臼井 支朗
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05650390/
• 关键词: 色受容野; 自己組織化; 情報量最大保持原理; Hebb学習

本研究では,Linskerの提案している最大情報量保持原理(Infomax principle)に基づいて色受容野を自己組織的に形成し,その色・空間特性について解析した.提案モデルは入力層,出力層の2層から成る.入力層はRGBの3枚のカラープレーンから成る.出力セルは入力セルと全結合しており,色受容野はそのシナプス荷重値に対応する.なお,入力は7×7ピクセルサイズ,出力セル数は15個とした.これらシナプス荷重値を情報量最大保原理にしたがって決定する方法は,入力データの分布や拘束条件により異なってくるが、その一つの方法として主成分分析がある.本研究では,入力データの主成分を抽出するHebb型の学習アリゴリズム:GHA(Generalized Hebbian Algorithm)を用い,色受容野の自己組織化を行なった.また,学習に用いる刺激画像として,RGB各錐体の距離に依存する空間的相関と,それらのスペクトル感度特性に依存して決まる色相関を合わせもったランダムカラーノイズ画像を用いた.提案モデルにより形成された色受容野の色選択性を調べたところ,形成された受容野は,色特異性を示すものと示さないものに分類でき,色特異性を示すものは赤-緑,黄-青という反対色性を示すことが明らかとなった.さらに,これら形成された色受容野の空間周波数特性を調べた結果,反対色表現をとり,かつband-pass特性を持つ受容野が形成されていることがわかり,これらが二重対立型受容野に対応することが明らかとなった.これまで,二重対立型受容野はカラーコントラストの検出や色恒常性の実現に関与していると考えられてきた.本研究で得られた結果は,二重対立型受容野が,こうしたタスクに依存せず,より一般的な情報処理原理の要請に従って,視覚神経系に存在することを示唆するものである.

In this study,Linsker's proposal is based on the Infomax principle, which is used to analyze the formation of color tolerance field and its own organization. The proposal is to enter the force layer, and the output layer is to enter the second layer. In the force layer, RGB 3 pieces are added. The output force is completely combined with the input force, and the color tolerance is equal to the load value. The input force is 7×7, and the output force is 15. A method for determining the maximum information content of the input force distribution and constraint conditions is presented. In this study, the principal components of the input data are extracted from Hebbian-type learning algorithms:GHA(Generalized Hebbian Algorithm). The distance dependence of RGB cones on spatial correlation, the sensitivity dependence of RGB cones on spatial correlation, and the color dependence of RGB cones on spatial correlation. The color selectivity of the proposed color receptor field is adjusted to form a color receptor field, and the color specificity is displayed in the classification of the color receptor field. The spatial frequency characteristics of the color tolerance field are modulated as a result of the inverse color performance. The band-pass characteristics are maintained in the color tolerance field. This is the case with the double opposite-type tolerance field, which is related to the realization of color constancy. The results of this study are as follows: the double opposite-type receptor field is dependent on the information processing principle, and the dependent system exists.

项目成果

宮本泰夫: "Cortical Color Mapの自己組織化モデル" 電子情報通信学会技術報告. NC93-15. 25-32 (1993)

Yasuo Miyamoto：“皮质颜色图的自组织模型”IEICE NC93-15（1993）。

S.Usui: "Self-organization of color receptive fields using random color noise images" Proc.of World Congress on Neural Networks. 1. 203-206 (1993)

S.Usui：“使用随机颜色噪声图像的颜色感受野的自组织”Proc.of 世界神经网络大会。