研究ブログ

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数理視覚科学　- 視覚と錯覚の数学的研究をする新しい分野 -

投稿日時 : 2012/04/02  新井 仁之 
　
錯視、錯覚、視覚、数学、科学、脳科学、視覚科学、錯覚科学，新しい錯覚の科学 （以上キーワード）


　数理視覚科学は、視覚と錯視 (視覚が引き起こす錯覚) に関する研究を、

数学、脳科学、神経科学、視覚科学、医学、心理学、コンピュータ・ビジョン

などを収束させて行う新しい学術分野です。
　数理視覚科学は，筆者によって立ち上げられた学術分野です。視覚、視知覚、錯覚、認識に関する研究を，21世紀に発展しつつある最新の先端的数学理論を駆使し，必要に応じて新しい数学も創り、

視覚科学，脳科学，知覚心理学，医学，画像処理，コンピュータ・ビジョン，アート

などとの協働により行います．
　
　数理視覚科学によって世界で初めて

幾何的錯視の錯視量の自由な制御 （新井・新井 2005）．
任意の画像の浮遊錯視への変換 （新井・新井，特許取得，PCT出願, JST)
文字列傾斜錯視の自動生成 (新井・新井，特許出願，JST)
色の錯視の分析装置（新井・新井、特許出願、JST）
新しい画像処理システム（新井・新井，特許出願，JST）
媒体，画像データ関連 （新井・新井，特許出願，JST） 
新しいディジタル・フィルタ群の設計方法（新井・新井，PCT出願，JST）  
他出願準備中複数
    　　・・・・・　

などが可能になりました．これらは脳内で行われている視覚・視知覚の情報処理の数理モデルを構築し、それを応用して得られたものです。
　たとえば錯視についても、これまでの心理学的な錯視研究では得られなかった成果が数理視覚科学によって得られています。最近、コンバージェンス型という言葉が現れていますが、おそらく既存の言葉の中ではこれが一番フィットしているもので、
諸科学との協働によるコンバージェンス型錯覚科学

が数理視覚科学の一つの副産物として派生していきます．

　ただし誤解を避けるために一つだけ強調しておきたいことがあります。それは，数理視覚科学にとって，錯視の研究は単なる応用例の一つにすぎないことです。本研究成果のうち錯覚に関するものが分かり易く，取り上げられることが多いのですが，数理視覚科学は錯覚や錯視の研究を軸にするという狭い立場ではなく、もっと広い視点から多角的に人の視知覚・認識そのものを研究し、さらにそれを発展させています。
　
　
　実際，数理視覚科学の多角的な観点をもった研究により，世界初の新技術が数多く生まれています。たとえば、上述の知的財産のような新技術です。
　しかも、こういった新技術の研究が視覚や錯視のメカニズムの研究そのものにも全く新しい光をあてているのです。

ここで，数理視覚科学の鳥瞰図をあげておきます。
数理視覚科学　数理的な錯覚科学
数理視覚科学プロジェクト概略図


　数理視覚科学が錯覚の研究に限定しても，従来の心理学や計算論的な視覚研究とは違った成果を生んだ例として，浮遊錯視生成アルゴリズム（新井・新井）を用いて作成した錯視画像を二つ載せます。



錯視　動いて見える錯視錯視画像の見方：画像の中心にある小さな丸を見ながら、顔を画像から遠ざけたり、近づけたりしてください。クリスマスリースが円上を浮遊して動いているように見えます。


動いて見える目の錯覚　錯視　Arai Fuyuu Illusion
錯視画像の見方：画面をなるべくなめらかにゆっくりと上下にスクロールすると文字が左右に浮遊して見えます。度の入った眼鏡をかけている方は眼鏡を上下に揺らしても錯視が見えます。

　これまでは静止画が動いて見える錯視は、錯覚の研究者やデザイナーが特定の単純なパターンを見つけ出して作成していました。
　これに対して、新井・新井は
　　　　　　　計算機に任意の画像から浮遊錯視を作らせることのできる
浮遊錯視生成アルゴリズムを発明しました。これは脳内の神経科学的な視覚の数理モデルを作成して計算機に実装し、数理モデル内のニューロンに相当するもの制御して作成するという、
　　　　　　　従来の錯視図形の作り方とは一線を画したものです。
　錯視アート、オプアートを変える新しい技術になるかもしれません。

　このほか、
　　　　　　　数学を用いた錯視量の制御
　　　　　　　文字列傾斜錯視自動生成アルゴリズム
もご覧ください。
　さらに詳しいことにご関心をお持ちいただけましたならば、web上に開設した

　　　　　　　錯視の科学館

に是非お立ち寄りください。数々のオリジナル錯視図版を楽しみならがら、数理視覚科学の解説をご覧いただくことができます。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　   　　　2012年4月2日　新井仁之　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　


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文字列傾斜錯視の自動生成プログラム

投稿日時 : 2012/03/08  新井 仁之 

　文字列傾斜錯視を自動的に生成するアルゴリズムを作りました (新井仁之，新井しのぶ，特許出願，(独) 科学技術振興機構)．
　これは新井仁之が提唱している『数理視覚科学』の研究成果の一つです。

　新井・新井による文字列傾斜錯視自動生成プログラムを用いた作品の数々を順次紹介し，皆さんに楽しんでいただくため、『文字列傾斜錯視日誌』 を設置しました。どうぞご覧ください。

　なお文字列傾斜錯視についての説明は研究ブログをご覧ください．




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錯視について：文字列傾斜錯視の数理解析

投稿日時 : 2012/03/04  新井 仁之 
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　お知らせ：文字列傾斜錯視日誌はじめました。

新井仁之・新井しのぶ著 ｢文字列傾斜錯視の解析１，２｣ を ReaD & Researchmap に資料公開しました．
　2005年頃にインターネットの掲示板などで，文字列を並べて傾いて見える錯視を作る遊びが流行りました。そして多くの文字列が傾いて見える錯視がネット上に匿名で書き込まれました。日本発の錯視の一つです．私たちはこの文字列が傾いて見える錯視を『文字列傾斜錯視』と呼び，初めてその数学的な解析を行いました．それが今回資料公開した論文です．
　たとえば次の文字列傾斜錯視は新井仁之・新井しのぶにより数学的に見いだされたものです．実際には文字が平行に並んでいるのですが，傾いて見えます：

　　　十一月同窓会十一月同窓会十一月同窓会十一月同窓会
　　　十一月同窓会十一月同窓会十一月同窓会十一月同窓会

　　　会窓同月一十会窓同月一十会窓同月一十会窓同月一十
　　　会窓同月一十会窓同月一十会窓同月一十会窓同月一十

　　　十一月同窓会十一月同窓会十一月同窓会十一月同窓会
　　　十一月同窓会十一月同窓会十一月同窓会十一月同窓会

　
　視知覚やこういった視覚の錯覚を先端的な数学を用いて研究する分野として筆者は 数理視覚科学 という分野を立ち上げています．今回の論文はその初期の成果です．興味をおもちの方は，ぜひご覧いただければと思います．　
　
　なお下記のサイトに文字列傾斜錯視の数学的研究に関する簡単な総説もあります．数理視覚科学を用いた文字列傾斜錯視の錯視成分の除去，強化などの結果もあります．併せてご覧ください．

　文字列傾斜錯視 作品集
http://araiweb.matrix.jp/VisionScience/LetterRowTiltIllusion.html

【2012/3/8 追記】　最近、数理視覚科学の研究成果の一つとして、脳内の視覚情報処理の研究から文字列傾斜錯視の自動生成プログラムの開発に成功しました（新井仁之・新井しのぶ ，特許出願，（独）科学技術振興機構）．
文字列傾斜錯視自動生成プログラムを利用して作成した例として次のものがあります。

　例年以上今年は、寒い！例年以上今年は、寒い！例年以上今年は、寒い！
　例年以上今年は、寒い！例年以上今年は、寒い！例年以上今年は、寒い！

　！い寒、は年今上以年例！い寒、は年今上以年例！い寒、は年今上以年例
　！い寒、は年今上以年例！い寒、は年今上以年例！い寒、は年今上以年例

　例年以上今年は、寒い！例年以上今年は、寒い！例年以上今年は、寒い！
　例年以上今年は、寒い！例年以上今年は、寒い！例年以上今年は、寒い！

　！い寒、は年今上以年例！い寒、は年今上以年例！い寒、は年今上以年例
　！い寒、は年今上以年例！い寒、は年今上以年例！い寒、は年今上以年例

　文字列傾斜錯視自動生成プログラムによる作品を順次紹介するページ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　文字列傾斜錯視日誌
もご覧ください．

数理視覚科学プロジェクトについて
http://araiweb.matrix.jp/PRESTO/PRESTO.html

文字列傾斜錯視自動生成アルゴリズムについて
http://araiweb.matrix.jp/VisionScience/Illusion_Maker.html



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錯視の科学館のご案内

投稿日時 : 2012/02/08  新井 仁之 
錯視の科学館はweb上の科学館です。本館では、数理視覚科学に関する筆者の研究成果のうち、視覚が起こす錯覚である錯視に関するものを展示しています。数理視覚科学は、筆者が提唱している新しい分野で、視覚科学、脳科学、神経科学、知覚心理学などの諸分野と数学との協働により、視覚、視知覚、錯視を研究するものです。たとえば、数理視覚科学によって、筆者ら（新井・新井）は傾き錯視などの幾何学的錯視の錯視量を自由に制御する方法や、任意の画像を浮遊錯視にする浮遊錯視生成アルゴリズムを発明したりしております。
本館では、単に錯視を楽しい美術作品として見るだけではなく，他所では見ることのできない錯視の数学的研究をお楽しみください．といっても専門的な予備知識は必要ありません．お気軽にご覧ください．
錯視の科学館入り口：
http://araiweb.matrix.jp/Exhibition/illusiongallary4.html
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Functional Analysis

投稿日時 : 2012/01/30  新井 仁之 
大学生のころ，品切れで入手できず気になっていた本が，最近Doverから出版されていることを知り，早速購入．R. E. Edwards著 Functional Analysis, Theory and Applications　です．図書館で昔借りたときは，緑色のハードカバーでしたが，Dover版は黄色のソフトカバーです．780ページの厚みある本ですが，昔のハードカバーよりはだいぶ軽くなりました．あまり紹介されることもなく，Dunford-SchwartzやK. Yosida先生の本ほど評判にはなっていませんが，良い本だと思います．
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錯視の科学館

投稿日時 : 2012/01/29  新井 仁之 

「錯視の科学館」の展示を少し整理しました．これまで点在していたオリジナル浮遊錯視を「浮遊錯視作品集」としてまとめました．一昨年，私と共同研究者で発明した「任意の画像を動いて見える錯視に変える浮遊錯視生成アルゴリズム」を使って，さまざまな浮遊錯視を作成しています．共同研究者との合作の中で，最近気に入っているのが「クリスマス・リースの浮遊錯視」と「龍の浮動錯視画」です．
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