(57)【要約】【課題】脳機能との対応を説明可能な、不完全な情報から元の情報を復元する認識能力の測定方法を確立し、さらにこの結果を脳機能の研究に役立て、将来的には各個人に適した教育の選択や適性の判断、アルツハイマー型痴呆症等の認識機能に関する病気の早期発見等に寄与する。【解決手段】有意味な被写体を有する原画像に対し所定の加工を施し前記被写体を知覚するための情報を劣化させた画像である劣化画像を被験者に表示し、被験者から前記被写体を知覚したことを受け付け、この受け付けた結果より、被験者が前記被写体を知覚するのに要した時間である知覚時間を算出し、この知覚時間および被写体知覚に伴う前記劣化画像の難易度に関する情報である難易度情報とから、所定の演算により被験者の認識能力を数値化した指標である認識能力スコアを算出するようにした。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有意味な被写体を有する原画像に対し所定の加工を施し前記被写体を知覚するための情報を劣化させた画像である劣化画像を被験者に表示する機能を有する画像表示部と、
被験者から前記被写体を知覚したことを受け付け受付信号を出力する受付部と、
この受付部から前記受付信号を受信し、被験者が前記被写体を知覚するのに要した時間である知覚時間を算出する知覚時間算出部と、
被写体知覚に伴う前記劣化画像の難易度に関する情報である難易度情報を記憶している難易度情報記憶部と、
前記知覚時間算出部で算出した前記知覚時間並びに前記難易度情報記憶部に記憶している前記難易度情報を用いて所定の演算を行い、各被験者の認識能力を数値化した指標である認識能力スコアを算出する認識能力算出部とを備えている認識能力測定装置。
【請求項２】
前記難易度情報記憶部が、統計的に有意な数の被験者から事前に取得した前記知覚時間の対数に対する被験者数の度数分布に適合する正規分布を特定する情報を前記難易度情報として記憶し、
前記認識能力算出部が、前記難易度情報記憶部に記憶している前記難易度情報が特定する前記正規分布上において前記知覚時間算出部で算出した前記知覚時間に対応する標準化得点を求めて符号を反転させる演算を行い、前記認識能力スコアを算出する請求項１記載の認識能力測定装置。
【請求項３】
前記画像表示部が、前記原画像を被験者に表示する機能をさらに有するもので、
前記知覚時間算出部において、前記画像表示部が前記劣化画像を表示してから前記被験者が前記被写体を知覚したことを前記受付部が受け付けるまでに要した時間である劣化画像所要時間から、前記画像表示部が対応する前記原画像を表示してから前記被験者が前記被写体を知覚したことを前記受付部が受け付けるまでに要した時間である原画像所要時間を差し引いた時間を知覚時間として算出する請求項１又は２記載の認識能力測定装置。
【請求項４】
前記認識能力スコアを、前記被験者を識別するための被験者識別子と関連づけて記憶する認識能力記憶部をさらに備えている請求項１、２又は３記載の認識能力測定装置。
【請求項５】
前記画像表示部が複数種類の画像を選択的に表示可能なものであり、
前記認識能力算出部が、各画像毎に得られた各知覚時間から認識能力スコアを算出するものである請求項１、２、３又は４記載の認識能力測定装置。
【請求項６】
前記認識能力スコアを出力する出力部をさらに備えている請求項１、２、３、４又は５記載の認識能力測定装置。
【請求項７】
前記劣化画像が、前記原画像を二値化したものである請求項１、２、３、４、５又は６記載の認識能力測定装置
【請求項８】
有意味な被写体を有する原画像に対し所定の加工を施し前記被写体を知覚するための情報を劣化させた画像である劣化画像を被験者に表示し、
被験者から前記被写体を知覚したことを受け付け、
この受け付けた結果より、被験者が前記被写体を知覚するのに要した時間である知覚時間を算出し、
この知覚時間および被写体知覚に伴う前記劣化画像の難易度に関する情報である難易度情報とから、所定の演算により被験者の認識能力を数値化した指標である認識能力スコアを算出することを特徴とする認識能力測定方法。
【請求項９】
前記認識能力スコアを、前記被験者を識別するための被験者識別子と関連付けて所定の記憶装置に設けた認識能力記憶部に記憶するようにしている請求項８記載の認識能力測定方法。
【請求項１０】
有意味な被写体を有する原画像に対し所定の加工を施し前記被写体を知覚するための情報を劣化させた画像である劣化画像を被験者に表示する機能を有する画像表示部と、
被験者から前記被写体を知覚したことを受け付け受付信号を出力する受付部と、
この受付部から前記受付信号を受信し、被験者が前記被写体を知覚するのに要した時間である知覚時間を算出する知覚時間算出部と、
この知覚時間算出部で算出される複数の被験者においての前記知覚時間に関する情報である知覚時間情報をそれぞれ記憶する知覚時間情報記憶部と、
この知覚時間情報記憶部に記憶された前記知覚時間情報を取得し前記知覚時間の分布形態を所定の関数で近似することにより、被写体知覚に伴う前記劣化画像の難易度に関する情報である難易度情報を算出する難易度情報算出部とを備えている劣化画像の難易度測定装置。
【請求項１１】
前記難易度情報算出部において、前記知覚時間の対数に対する被験者数の度数分布に適合する正規分布を特定する情報を前記難易度情報として算出する請求項１０記載の劣化画像の難易度測定装置。
【請求項１２】
前記難易度情報を、前記劣化画像を識別するための劣化画像識別子と関連付けて記憶する難易度情報記憶部をさらに備えている請求項１０又は１１記載の劣化画像の難易度測定装置。
【請求項１３】
有意味な被写体を有する原画像に対し所定の加工を施し前記被写体を知覚するための情報を劣化させた画像である劣化画像を被験者に表示し、
被験者から前記被写体を知覚したことを受け付け、
この受け付けた結果より、被験者が前記被写体を知覚するのに要した時間である知覚時間を算出する試験を統計的に有意な数の被験者に対して行い、
算出した前記知覚時間の分布形態を所定の関数で近似することにより、前記劣化画像の難易度に関する情報である難易度情報を算出する劣化画像の難易度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は脳機能の研究に寄与するため、各個人に特有の認識能力を測定する認識能力測定装置及び認識能力測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、人間の適性や能力の目安を得る方法としては、特許文献１、２に示すように各種知能検査や適性検査等が考案されており、教育や就職や福祉などのために利用されている。
【特許文献１】特公平06-046989
【特許文献２】特許2506023
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところがこれらの方法は、脳のミクロなメカニズムに目を向けたものではないため、個人差を測ることは可能であるものの、個人ごとに得られた結果が脳のどのような作用を反映しているのか知ることができず、またそのために、その正当性を脳機能の側面から説明できなかった。
【０００４】
一方本発明者は、所定の加工を施した種々の画像を複数の被験者に提示し、その内容を知覚するために要する時間を測定すると、各被験者の知覚時間による順位が画像の種類によらずほとんど変動が無く、同時に各画像の知覚時間による順位が被験者によらずほとんど変動が無いという今まで全く知られていなかった事実を発見し、さらに実験データを精査することで各画像の知覚時間の対数に対する被験者数の度数分布が正規分布に近似でき、各被験者の標準化得点が画像の種類に限らずほぼ一定となることを見出した。そして各被験者固有の認識能力と、各画像固有の難易度をそれぞれ認識能力スコアと難易度パラメータという二変数に定量化できることを突き止め、これらと知覚時間との間に所定の関係式が成り立つことを明らかにした。
【０００５】
さらに本発明者は、この関係式が簡単な変形により、化学反応速度の関係式と同様の形となることから、上記の方法によって求まる認識能力スコアと難易度パラメータが脳機能を反映しているものであると考え、熱力学とのアナロジーにより脳のメカニズムに関する新たな知見が得られる可能性を示唆している。
【０００６】
本発明はこのことを利用し、脳機能との対応を説明可能な、不完全な情報から元の情報を復元する認識能力の測定方法を確立し、さらにこの結果を脳機能の研究に役立て、将来的には各個人に適した教育の選択や適性の判断、アルツハイマー型痴呆症等の認識機能に関する病気の早期発見等に寄与することを課題としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明に係る認識能力測定装置は、有意味な被写体を有する原画像に対し所定の加工を施し前記被写体を知覚するための情報を劣化させた画像である劣化画像を被験者に表示する機能を有する画像表示部と、被験者から前記被写体を知覚したことを受け付け受付信号を出力する受付部と、この受付部から前記受付信号を受信し、被験者が前記被写体を知覚するのに要した時間である知覚時間を算出する知覚時間算出部と、被写体知覚に伴う前記劣化画像の難易度に関する情報である難易度情報を記憶している難易度情報記憶部と、前記知覚時間算出部で算出した前記知覚時間並びに前記難易度情報記憶部に記憶している前記難易度情報を用いて所定の演算を行い、各被験者の認識能力を数値化した指標である認識能力スコアを算出する認識能力算出部とを備えていることを特徴とする。ここで、有意味な被写体とは、被験者が言葉によって表現可能である被写体のことを言う。
【０００８】
このようなものであれば、簡易な構成で各個人の認識能力スコアを測定することができ、しかもその結果を脳機能と対応して説明することができる。さらにこの結果を脳機能の研究に役立て、将来的には各個人に適した教育の選択や適性の判断、アルツハイマー型痴呆症等の認識機能に関する病気の早期発見等に用いることができる。
【０００９】
実験により、多数の被験者から取得した劣化画像の知覚時間の対数に対する被験者数の度数分布は正規分布によく近似することが確かめられており、この正規分布上における被験者の標準化得点は被験者の認識能力をあらわすと考えられる。また、知覚時間が短いほど認識能力は高いと考えられるので標準化得点の符号を反転した数値を認識能力スコアとすると理解がしやすく好ましい。
【００１０】
知覚時間の算出方法としては、劣化画像所要時間から原画像所要時間引いて知覚時間とすると、被験者の物理的な反射速度等の要因を取り除くことができ、好適である。
【００１１】
認識能力スコアは個人固有のものであるため、この認識能力スコアを教育等に有効に活用するには、前記認識能力スコアを被験者識別子と関連付けて記憶する認識能力記憶部をさらに備えているものが好ましい。
【００１２】
測定結果の信頼性を向上させるには、前記画像表示部が複数種類の画像を選択的に表示可能なものであり、前記認識能力算出部が、前記劣化画像毎に得られた各知覚時間から認識能力スコアを算出するものであることが望ましい。
【００１３】
具体的な実施態様としては、前記認識能力スコアを出力する出力部をさらに備えているものが好ましい。
【００１４】
前記劣化画像としては、前記原画像を二値化したものが好適である。こういった画像であれば容易に、かつ大量に作成が可能であり、閾値の調整により難易度の調整も可能である。
【００１５】
また、認識能力測定に用いる各劣化画像の前記難易度情報を算出するためには、それらの劣化画像を被験者に表示する機能を有する画像表示部と、被験者から前記被写体を知覚したことを受け付け受付信号を出力する受付部と、この受付部から前記受付信号を受信し、被験者が前記被写体を知覚するのに要した時間である知覚時間を算出する知覚時間算出部と、この知覚時間算出部で算出される複数の被験者においての前記知覚時間に関する情報である知覚時間情報をそれぞれ記憶する知覚時間情報記憶部と、この知覚時間情報記憶部に記憶された前記知覚時間情報を取得し前記知覚時間の分布形態を所定の関数で近似することにより、被写体知覚に伴う前記劣化画像の難易度に関する情報である難易度情報を算出する難易度情報算出部とを備えている劣化画像の難易度測定装置を用いればよい。
【００１６】
実験により、多数の被験者から取得した劣化画像の知覚時間の対数に対する被験者数の度数分布は正規分布によく近似することが確かめられているので、この正規分布を特定する情報を劣化画像の難易度情報とすることができる。また実験により、この正規分布の標準偏差は平均値の一次関数で近似できることが分かっているので、この平均値を難易度パラメータとして用いることができる。こうすれば劣化画像の難易度を一変数で表すことができ、各劣化画像の難易度の比較が容易になる。
【００１７】
難易度情報は各劣化画像固有のものであるため、この難易度情報を認識能力測定に有効に活用するには、前記難易度情報を劣化画像識別子と関連付けて記憶する難易度情報記憶部をさらに備えているものが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、不完全な情報から元の情報を復元する認識能力を測定することが可能である。しかも、この方法により得られる認識能力スコアは脳機能との対応を説明可能であるため、この結果を脳機能の研究に役立てることができる。さらに、将来的には各個人に適した教育の選択や適性の判断、アルツハイマー型痴呆症等の認識機能に関する病気の早期発見等に寄与することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態で対応する部分には同一の符号を付すこととする。
【００２０】
＜第１実施形態＞
【００２１】
本実施形態は劣化画像の被写体知覚時間の対数に対する被験者数の度数分布から画像特有の難易度パラメータを求めるようにしたものである。図１は、本実施形態における難易度測定装置を示した模式的機器構成図である。この難易度測定装置は、有意味な被写体を有する原画像及び前記原画像に対し所定の加工を施し前記被写体を知覚するための情報を劣化させた画像である劣化画像を所定時間被験者に表示する画像表示部１と、被験者において前記被写体を知覚したことを受け付ける受付部２と、この受付部２から受付信号を受信し、それに基づいて所定の情報処理を施す情報処理装置３とを備えている。
【００２２】
画像表示部１は例えばディスプレイ１０４を利用して構成したものであり、この実施形態では前記情報処理装置３と通信可能に接続され、当該情報処理装置３からの指令によって、前記原画像もしくは前記劣化画像を１つ表示するものである。前記原画像並びに前記劣化画像とは、例えば図２に示すようなものである。
【００２３】
受付部２は、例えば図１に示すように、押しボタン式のスイッチを利用したもので、前記スイッチを被験者が押すと、受付信号を出力するものである。なお、被験者は前記スイッチを押す前に被写体を回答し、この回答が誤りであった場合にはオペレータがその回答を無効とする処理を行った。
【００２４】
情報処理装置３は、図３に示すように、ＣＰＵ１０１に加えて揮発メモリやＨＤＤ１０２等の記憶装置を備え、さらにはマウスやキーボード等の入力部１０３、前記ディスプレイ１０４に接続するための入出力インタフェース１０５等を有したものである。そして所定のプログラムを前記記憶装置にインストールし、そのプログラムに基づいてＣＰＵ１０１や周辺機器を共働させることにより、この情報処理装置３が、図４に機能ブロック図を示すように、被験者情報取得部１１、被験者情報記憶部Ｄ１、画像情報記憶部Ｄ２、画像表示制御部１２、知覚時間算出部１３、知覚時間情報記憶部Ｄ３、難易度情報算出部１４、難易度情報記憶部Ｄ４等としての機能を発揮するように構成している。
【００２５】
なお、前記画像表示部１、受付部２、情報処理装置３が物理的に別々に設けられている必要はなく、例えばラップトップコンピュータ等を利用して、それらを一体構成するようにしても構わない。
【００２６】
具体的に各部を詳述する。
【００２７】
被験者情報取得部１１は、被験者の年齢や性別、氏名などの被験者情報を受け付け、受け付けた被験者情報に被験者を識別するための識別子（番号等）を付与して（図５参照）、前記記憶装置の所定領域に設けた被験者情報記憶部Ｄ１に格納するものである。
【００２８】
画像情報記憶部Ｄ２は、前記記憶装置の所定領域に設けられており、図２に示すような各画像を表示させるための画像情報を、各画像を識別するための画像識別子と関連づけて格納している（図６参照）。
【００２９】
画像表示制御部１２は、前記画像情報記憶部Ｄ２に記憶している画像情報に基づき画像表示部１を制御信号により制御して各画像を表示させ、さらに知覚時間算出部１３に表示信号を出力するものである。
【００３０】
知覚時間算出部１３は被験者が劣化画像を見てその被写体を知覚するために要した時間を算出する。本実施形態では、前記画像表示部１２からの表示信号及び受付部２からの受付信号を受信して、画像を表示してから被験者がスイッチを押すまでの所要時間を、劣化画像とその原画像について測定し、劣化画像所要時間から原画像所要時間を引いた値を知覚時間として算出するよう構成した。これは、被験者の物理的な反射速度等の要因を取り除くためである。算出された各知覚時間は画像識別子及び被験者識別子に関連づけられて知覚時間情報記憶部Ｄ３に所定の形式で記憶される（図７参照）。
【００３１】
難易度情報算出部１４は、知覚時間情報記憶部Ｄ４から知覚時間情報を受け取り、各画像毎に知覚時間の対数に対する被験者数の度数分布に正規分布をフィッティングし、例えばこの正規分布の平均値ｍ及び標準偏差σを難易度情報として出力する。
【００３２】
ここで、正規分布は以下の数式１で表される。
【００３３】
【数１】
2006087743.tif 000003
【００３４】
なお本発明者による実験により、標準偏差σは平均値ｍの一次関数に近似できることが分かっているので、平均値ｍのみを難易度情報として出力してもよい。本発明者はこの平均値ｍを難易度パラメータと名づけている。この難易度パラメータは、被験者の半数が被写体を知覚する対数時間での知覚時間に相当し、各劣化画像の認識困難度を表す指標となる。
【００３５】
難易度情報記憶部Ｄ４は、難易度情報算出部１４により算出された難易度情報を画像識別子に関連づけて記憶する（図８参照）。
【００３６】
次に本装置の作用について図９を参照して簡単に説明する。
【００３７】
まず、被験者情報を入力すべく入力部をオペレータが操作する。
【００３８】
このようにして入力された被験者情報を被験者情報取得部１１が受け付け（ステップＳ１）、被験者情報記憶部Ｄ１に格納する（ステップＳ２）。
【００３９】
次に、画像表示制御部１２の指令により画像表示部１において、劣化画像または原画像が１つ表示される（ステップＳ３）。
【００４０】
一方、被験者は、表示された画像を見て、その被写体を回答し、受付部２を操作して被写体を知覚したことを入力する（ステップＳ４）。
【００４１】
知覚時間算出部１３が画像表示制御部１２からの表示信号と受付部２からの受付信号を受信し、所要時間を取得し、図示しない所要時間情報記憶部に所要時間情報として画像識別子及び被験者識別子に関連づけて記憶する（ステップＳ５）。所要時間情報を記憶するか又は所定の制限時間が経過すると、その後全ての画像について、ステップＳ３〜ステップＳ６を繰り返す。
【００４２】
全ての画像についての試験が終了後、知覚時間算出部１３が、前記所要時間記憶部より所要時間情報を受け取り、劣化画像所要時間から対応する原画像所要時間を引いた時間を知覚時間として算出し（ステップＳ７）、知覚時間情報記憶部Ｄ３に知覚時間情報として記憶する（ステップＳ８）。
【００４３】
以上の試験を全ての被験者に対して繰り返す。（ステップＳ９）
【００４４】
全ての被験者に対する試験が終了後、難易度情報算出部１４が、知覚時間情報記憶部Ｄ３から知覚時間情報を受け取り、各画像毎に知覚時間の対数に対する被験者数の度数分布を正規分布にフィッティングし、例えばこの正規分布の平均値ｍ及び標準偏差σを難易度情報として算出し（ステップＳ１０）、画像識別子に関連付けて難易度情報記憶部Ｄ４に格納する（ステップＳ１１）。
【００４５】
＜第２実施形態＞
【００４６】
本実施形態は、第１実施形態により算出される難易度情報を用いて被験者の認識能力を測定するよう構成したものである。図１０は、本実施形態における認識能力測定装置を示した模式的機器構成図である。この認識能力測定装置は、第１実施形態と同じく、有意味な被写体を有する原画像及び前記原画像に対し所定の加工を施し前記被写体を知覚するための情報を劣化させた画像である劣化画像を所定時間被験者に表示する画像表示部１と、被験者において前記被写体を知覚したことを受け付ける受付部２と、この受付部２からの信号を受信し、それに基づいて所定の情報処理を施す情報処理装置３とを備えている。
【００４７】
ここで、本実施形態での被験者とは、第１実施形態で難易度を算出するために知覚時間を測定した被験者に限らず、それ以外の者でも良い。すなわち、難易度情報の算出に寄与していない被験者に対してもこの認識能力測定装置は有効であり、第一実施形態により十分多数の被験者の知覚時間を測定して画像の難易度情報を算出しておけば、この画像を用いて新たな被験者の認識能力を算出することができる。
【００４８】
本実施形態の構成は実施形態１におけるものと共通している部分が多いため、本実施形態での情報処理装置３の機能ブロック図である図１１を参照しながら実施形態１との相違点すなわち難易度情報記憶部Ｄ４、認識能力算出部１５、認識能力記憶部Ｄ５、出力部１６に絞って本実施形態の各部を詳述する。
【００４９】
難易度情報記憶部Ｄ４は、第１実施形態において算出された難易度情報を画像識別子に関連づけて記憶している。
【００５０】
認識能力算出部１５は、知覚時間情報記憶部Ｄ３に記憶されている被験者の知覚時間情報及び、難易度情報記憶部Ｄ４に記憶されている難易度情報を被験者の能力スコアｓを以下の数式２により算出する。ただし、ｔは知覚時間、ｍ及びσは対応する画像の難易度情報、すなわち前記正規分布の平均値及び標準偏差である。この能力スコアは一般に標準化得点と呼ばれる値の符号を反転したものである。標準化得点は、第１実施形態で難易度情報算出に寄与した被験者集団の中で、当該被験者がどのような位置に当たるかを示すものである。本発明者は実験により、ある被験者の標準化得点は画像によらずほぼ一定の値になることを見出した。これは、この標準化得点が各被験者の認識能力の指標となることを示す。標準化得点の符号を反転させて能力スコアとしているのは、知覚時間が短いほど認識能力が高いと考えられるためである。例えば丁度平均に位置する被験者では能力スコアは０となる。なお、信頼性を向上させるためには複数枚の画像による測定が必要であるので、この場合には、各画像毎に算出される能力スコアの平均値をもって当該被験者の能力スコアとする。
【００５１】
【数２】
2006087743.tif 000004
【００５２】
認識能力記憶部Ｄ５は認識能力算出部１５によって算出された認識能力スコアを被験者識別子に関連づけて記憶する（図１２参照）。
【００５３】
出力部１６は、認識能力記憶部Ｄ５に記憶される認識能力スコアを表示又は印字等により出力する。
【００５４】
次に本装置の作用について図１３を参照して簡単に説明する。
【００５５】
ステップＳ１〜Ｓ８までは第１実施形態と同様である。また、第１実施形態においてすでに知覚時間を測定している被験者の認識能力を算出する場合には、知覚時間情報記憶部Ｄ３に記憶されている知覚時間情報を利用すればよいため、この操作を省略することができる。
【００５６】
認識能力算出部１５は、知覚時間情報記憶部Ｄ３に記憶された知覚時間情報と難易度情報記憶部Ｄ４に記憶されている難易度情報から被験者の認識能力スコアを算出し（ステップＳ１２）、認識能力記憶部Ｄ５に格納する（ステップＳ１３）。
【００５７】
出力部１６が認識能力スコアを出力する（ステップＳ１４）。
【００５８】
このようにして第１実施形態により各画像の難易度パラメータが、第２実施形態により各被験者の認識能力スコアが算定される。本発明者は、このようにして求められた難易度パラメータ及び認識能力スコアが脳機能を反映したものであることを、熱力学とのアナロジーから次のように示している。すなわち、難易度パラメータ及び認識能力スコアと知覚時間との間には以下の数式３の関係式が成り立つ。ただしＡ、Ｂは実験から求まる定数である。
【００５９】
【数３】
2006087743.tif 000005
【００６０】
この知覚時間ｔの逆数をとって知覚速度ｖとし、Ｓ＝１−Ｂｓとすれば、以下の数式４が成り立つ
【００６１】
【数４】
2006087743.tif 000006
【００６２】
この式は以下の数式５で表される化学反応速度の式と同じ形式である。ただしｖ０は初期速度、ΔＥは活性化エネルギー、ｋＢはボルツマン定数、Ｔは温度である。
【００６３】
【数５】
2006087743.tif 000007
【００６４】
本発明者はこれらの関係式の対応から、被験者の認識能力スコアが温度つまりミクロな状態数の増え方に、各画像の難易度パラメータが活性化エネルギーにそれぞれ対応していると考えた。さらに本発明者は、能力スコアが情報空間（メモリ空間）における探索活性の温度のような役割を果たしているのではないかと考え、熱力学とのアナロジーを考えることで脳機能についての新しい知見が得られる可能性を示唆している。
【００６５】
このように本発明によれば、劣化画像の知覚時間測定というこれまで知られていなかった簡便な方法により、個人の認識能力と画像の難易度を数値化することが可能である。しかも知覚時間が決まる関係式が明らかにされたので、本発明を用いた更なる研究により脳機能についての新しい知見を得ることが可能となった。本発明はもって脳機能の研究に寄与するものであり、将来的には各個人に適した教育の選択や適性の判断、アルツハイマー型痴呆症等の認識機能に関する病気の早期発見等に役立つことが期待できる。
【００６６】
次に、本発明により実際に難易度パラメータ及び能力スコアを算出した実験について説明する。
【００６７】
＜実験１＞難易度パラメータの算出
【００６８】
９０組の画像を用いて９１人の被験者（２０〜２４才）の知覚時間を測定し、各画像の難易度パラメータを算定した。図１４は知覚時間の対数に対する被験者の累積度数分布を示す。
【００６９】
図１５は実験により算定された各画像の難易度パラメータのうち一部を示す。
【００７０】
また実験結果より、標準偏差σと難易度パラメータｍとの間に成り立つ近似式として、以下の数式６の近似式が得られた。
【００７１】
【数６】
2006087743.tif 000008
【００７２】
＜実験２＞算出した能力スコアの検討
【００７３】
能力スコアを算出した被験者について、その能力スコアの算出の際に用いていない難易度既知の画像について、その知覚時間の測定値と数式３から得られる予測値とを比較した。ただし、数式３においてＡ＝０．０３０５秒、Ｂ＝０．３１として知覚時間の予測値を得た。
【００７４】
図１６は能力スコアの異なる二人の被験者について知覚時間の予測値と測定値の関係を示す。この図に表されている予測値を示す直線と測定値を示す点群の分布より、知覚時間の予測が有効であることが示せる。
【００７５】
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば、難易度パラメータや能力スコアの算定に関して、極端に傾向の異なるデータは適宜棄却することで、正確性を向上させることができる。
【００７６】
また、難易度パラメータの算出において、中央値を難易度パラメータとしてもよい。中央値は一般に極端な値による影響が小さく好適である。
【００７７】
その他本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１実施形態における難易度測定装置の模式的機器構成図。
【図２】同実施形態において表示する画像の説明図。
【図３】同実施形態における情報処理装置の内部機器構成を示す模式的機器構成図。
【図４】同実施形態における情報処理装置の機能ブロック図。
【図５】同実施形態における被験者情報記憶部の内部データを示すデータ構造図。
【図６】同実施形態における画像情報記憶部の内部データを示すデータ構造図。
【図７】同実施形態における知覚時間情報記憶部の内部データを示すデータ構造図。
【図８】同実施形態における難易度情報記憶部の内部データを示すデータ構造図。
【図９】同実施形態における難易度測定装置の動作ステップを示すフローチャート。
【図１０】本発明の第２実施形態における難易度測定装置の模式的機器構成図。
【図１１】同実施形態における情報処理装置の機能ブロック図。
【図１２】同実施形態における認識能力記憶部の内部データを示すデータ構造図。
【図１３】同実施形態における難易度測定装置の動作ステップを示すフローチャート。
【図１４】本発明の第１実施形態の難易度測定装置を用いて行った実験１の結果を示す累積ヒストグラム。
【図１５】本発明の第１実施形態の難易度測定装置を用いて行った実験１の結果算定された難易度パラメータの一部。
【図１６】本発明の正確性を確認するために行った実験２の結果を表す図。
【符号の説明】
【００７９】
１      画像表示部
２      受付部
３      情報処理装置
１０１  ＣＰＵ
１０２  ＨＤＤ
１０３  入力部
１０４  ディスプレイ
１０５  入出力インターフェース
１１    被験者情報取得部
１２    画像表示制御部
１３    知覚時間算出部
１４    難易度情報算出部
１５    認識能力算出部
１６    出力部
Ｄ１    被験者情報記憶部
Ｄ２    画像情報記憶部
Ｄ３    知覚時間情報記憶部
Ｄ４    難易度情報記憶部
Ｄ５    認識能力記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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