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高い頑健性を実現する形状認知メカニズムとその形状表現形式

具有高鲁棒性的形状识别机制及其形状表示格式

基本信息

批准号：
19024011
负责人：
酒井宏
金额：
$ 3.07万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、高い頑健性を示す形状知覚の皮質メカニズムを計算論的に理解し、これを実画像に適応できる画像理解アルゴリズムとして提案した。特に, 頑健性の基礎となるのは, (1)多様性を持つこと、(2)疎表現(sparse coding)をもつこと, であるとの独創的な提案を行った。「必ずしも答えないが、嘘はつかない」という皮質細胞の性質は、前段の細胞数は多数でも同時に入力される信号は少ないという疎表現といえる。これが頑健性の基礎となっていることは、脳科学として革新的であるばかりでなく、情報学的にも高い学術的価値をもつ。具体的には, 中心軸による形状表現に注目し, 中心軸に沿ったMA細胞が同期して均質領域を表現できることを示した。図方向細胞モデルの同期によって生じる物体周囲と, その内部にあるMA細胞モデルの同期によって表現される均質領域が, 群化・統合される過程を計算論的に検討した。この結果, 周囲検出(BO)細胞が刺激呈示時に同期することによって, BO細胞からの距離が等しい中心軸上でMA細胞の発火を生じさせることが判った。この同期制約が図方向知覚に与える影響を, 心理物理実験によって検証した。その結果, 同期が図方向知覚を導くことが示された。さらに, 疑似ランダム刺激と計算統計的手法・多変量解析を利用した心理物理実験・解析によって, 図と知覚されやすい形状因子を定量的に明らかにした。同じ刺激についてシミュレーションを行ない, モデルの同期程度のランクと比較したところ, 良い一致をみせた。これらの結果から, 多様性と疎表現が皮質における形状知覚の計算論的本質である可能性が示された。この形状知覚アルゴリズムを自然画像に適応したところ, 形状知覚における中心軸検出精度は70%,形状の再構成誤差は20%と, 高い頑健性を示した。

This study shows that the high robustness of the shape of the cortex and the computational theory of understanding, the image of the appropriate image understanding, the proposal In particular, the robustness of the foundation, (1) diversity,(2) performance (sparse coding),(3) originality of the proposal. The nature of cortical cells, the number of cells in the anterior segment, and the number of cells in the anterior segment of the cortex are both present in the signal. The foundation of science and innovation, the foundation of information science and high academic value The specific shape of the central axis shows that the central axis shows a homogeneous field along the same period. The direction of the cell is the same as the synchronization of the object, and the interior of the cell is the same as the synchronization of the object. The homogeneous domain, the clustering and the integration process are discussed in the calculation theory. As a result, BO cells were stimulated to display the same time period, BO cells were stimulated to display the same distance, MA cells were stimulated to display the same time period. The same time constraints on the direction of knowledge and influence, psychophysical practice and evidence The result is that the direction of synchronization is known. In this case, the method of calculating the suspected stimulus and the quantitative analysis are used in the psychophysical analysis and the quantitative analysis of the shape factor. The same stimulus is used to compare the degree of synchronization, and the same is true. The result of this is that the multiplicity of representations is cortexed, the shape is known, and the nature of computation is shown. The accuracy of shape recognition, center axis detection and reconstruction is 70% and 20% respectively.