図方向知覚を生起する周辺変調構造のSVMによる数理的解析

摘要

The determination of Border-Ownership along contour is a crucial step toward figure-ground segregation. Recent physiological and computational studies have reported that the cells in V2/V4 are selective to BO [1], and that surround modulation underlies the selectivity [2][3]. Accurate determination of BO along complex contours in natural images appears difficult for a single BO-selective cell, leading to the idea that multiple cells work simultaneously for BO perception. Here, we studied computationally with Support Vector Machine how many BO cells and what characteristics of the cells are required to determine BO accurately in natural images. The results indicate that only about twenty BO cells are required to achieve 85% correct. The results suggest that a small number of BO-selective cells is capable of determining BO in natural images as similar to human perception.%任意の点でBorder-Ownership（図方向）を決定することは、図地分離において重要なステップである。BO選択性を持つ細胞がサルの視覚皮質（V2，V4）において報告されており、そのメカニズムとして周辺変調が提案されている。しかし，自然画像のように複雑で多様な形状に対して、単一の細胞が正確で冗長なBO半り断をすることは困難で，複数の細胞が協働していると考えられる。本研究では、どのようなBO選択性細胞が何個程度あれば自然画像に対して高い識別率を示すことができるのかをSupport Vector Machineを用いて解析した。その結果、20個程度の細胞があれば、自然画像輪郭の85%についてBOを識別できることが判った。この結果は、比較的少数のBO選択性細胞によって，ヒト知覚と同様に自然画像中のBOを表現できることを示す。