図方向選択性細胞が導くゲシュタルト要因の定量評価

摘要

ヒトの視覚処理において，図地分離を行うメカニズムとして知られているのがBorder-Ownership（図方向，BO）の存在である．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いる．周辺変調に基づくBO細胞の計算論的モデルも提案されている．心理物理学的には，輪郭の凸な部分や平行な部分の内側を図として判断する傾向がゲシュタルト要因として知られている．周辺変調モデルも凸や開合方向を図として判断する傾向を示していた．本研究では平行性・近接性・類同性の数学的定量化を試み，これらの指標が心理物理学的に有効であることを示し，さらにこの指標に対するモデルの評価を行った．心理物理実験の結果，定量化された指標が妥当なものであることが示された．一方，モデルは平行性・近接性・類同性への依存性を示さなかった．このことから，周辺変調は必ずしも全てのゲシュタルト要因を生起していないことが示唆された．%Border-Ownership(BO) is known as an early mechanism for figure/ground segregation in human vision. BO-selective cells have been reported in the visual cortex of monkeys. A computational model of BO-selective cells has been proposed, which showed a tendency to prefer the inside of convex and parallel line as a figure. Such tendency has been studied in the framework of Gestalt psychology. We hypothesize that the detection of Gestalt factors originates from the surround modulation that is a fundamental nature of the model of BO-selective cells. In this study, we propose to mathematically quantify the Gestalt factors, validate the factors by psychophysical experiments, and evaluate the model with these factors. The results of psychophysics indicated the validity of the proposed parameters. The simulation results showed that the model detected some Gestalt factors, such as convexity and closure, but not others, such as parallel, similarity and proximity, indicating that the surround modulation detects some Gestalt factors but not all.