「ランダムドット・ステレオグラムからの曲面再構成」
平井 有三 （筑波大学・電子情報工学）
立体視を引き起こす要因の一つに両眼視差がある。 Julesz が開発したランダムドット・ステレオグラム［１］は、両眼視差のみで立体視が生じることを示した視覚刺激であり、これまで視覚心理や生理学実験［２］のための視覚刺激として、あるいは両眼立体視のモデル研究のためのベンチマークとして［３］広く使われてきた。
モデル研究の目的は、脳の中で行なわれている（と思われる）［計算の原理］を解明することにある。両眼立体視のモデルにおける［計算の原理］は、両眼網膜像から両眼視差を検出する機構、すなわち両眼網膜像の対応関係を決定する原理にある。これはそれほど単純ではない。なぜならば、ランダムドット・ステレオグラムを見れば判るように、左眼の一つのドットに対応させ得る右眼のドットには複数の候補がある。右眼の一つのドットについても同様である。したがって、複数の対応関係の中から適切な（＝我々の知覚と符合する）対応関係を決定する［計算の原理］が問題となる。複数の解の候補から適切な一つを選択するという問題は、（二つの）２次元網膜像から３次元構造を復元（知覚）するという視覚系の機能を、［計算の原理］と立場から定式化するとき普遍的に現われる。
左眼にＮ個、右眼にＮ個のドットがあるとき、全部でＮ２個の可能な対応が存在する。この中から任意の二つの対応を取り出したとき、我々が自然な状況で３次元世界を観察している場合を想定すれば、両立する対応と両立する対応が存在する。例えば目の前に置かれていた面を見ているとき、面上の対応どうしは両立するが、面上の対応と面の手前側あるいは向こう側にある対応どうしは両立しない。このように、適切な対応を決める条件を［拘束条件］という。［拘束条件］は、複数の解の候補から適切なもの一つを選択する問題を解くうえで本質的な役割を果たす。
対応関係を決める拘束条件が決まれば、ニュートラルネットワークで表現することは容易にできる。ここでは、両立しない対応間に相互抑制結合を張ることにより実現した［４］。この相互抑制回路により、ランダムドット・ステレオグラムに隠されている多種多様な曲面が再構成できることをいくつかの計算機シミュレーション例によって示すと友に、生理学実験によって見いだされている両眼視細胞［２］との関連性についても議論する。
参考文献
［１］ Julesz,B. : Foundations of Cyclopean Perception. University of Chicago Press,1971.
［２］ Poggio,G.F., Gonzalez,F. and Krause,F. : Stereoscopic mechanisms in monkey visual
cortex : Binocular correlation and disparity selectivity . The Journal of Neuroscience,
Vol.8, No.12,pp.4531-4550,1988.
［３］ Marr,D. : Vision. W.H.Freeman and Company, 1982.
［４］ 塚原朋哉、平井有三：ランダムドット・ステレオグラムからの曲面再構成.
電子情報通信学会論文誌、 Vol.J76-D-II,No.8,pp.1676-1683,1993.