人間の周辺視における静止ないし運動物体に対する高次認識過程
Human visual process for object on the fly at peripheral vision.
葭田 貴子，東京大学工学部，特任研究員
今日の自動車運転席の設計においては，カーナビゲーションシステムの液晶ディスプレイを利用し，従来の方法では運転手からは死角になり見落とされがちであった情報に注意を促し，安全性を高める技術が複数提案されている(リヤやサイド用の CCD カメラ，自動車用ナイト・ビジョンシステム等)．しかし，現状ではこれらの情報提示機器自体が運転中の運転者の注意を引きつけ，状況により前方不注意の原因になりうる点や，そもそも視線を前方に向けたままで周辺視においてこれら提示画面内容を認識することが困難である点が指摘されている．そもそも我々人間は前方に眼球を向けたままで，静止した物体や運動する物体を周辺視でどのようにして認識し，乗り物や人影といった特定のカテゴリに属すると理解するのであろうか．本研究ではこれらに関する脳内メカニズムと注意の関係を推定し，道路交通安全指導法の向上に貢献する．

The human ability to rapidly detect a scene and identify objects such as vehicles and pedestrians isessential for safe driving and walking on a street. This is particularly true for objects in the periphery,outside the focus of attention. How do humans process dynamic and stationary visual information in
peripheral vision? Recent discussion on this issue suggests that the detection and categorization of ascene (that may contain certain object like a vehicle) can be ultra fast and can be attributed to avisual analysis that does not require attention and object segmentation. How is it processed sorapidly? And what kind of information can be detected at this ultra fast rate? Using a novel
psychophysics technique, this research will give an answer. The results can be a basis for designing
an appropriate visual display for drivers to enhance their peripheral vision (e.g., car navigation
system, night vision system, a display that showing

images from CCD camera at rear and side ofthe car) and contribute to road safety.

研究目的

いだろうか．卓上の文房具や書類の誤字の探し物がなかなか見つからず，人に指摘見落としならともかく，これが歩行中や運されて，まさに目の前に置いてあるのに気転中の重要な交通信号に対する見落としとづき，自分の不注意にはっとした経験はな

なると，話は簡単には済まされない.近年，-1-

実験を人の周辺視に特化して実施した．

研究経過
上記のような目的を達成するために，gaze-contingent moving window と呼ばれる実験手法を用いた．これは眼球運動と連動して視覚刺激を制御する装置であり(図1)，被験者が自由に眼球を動かせる状況で

図 1．実験装置と実験刺激画面．画面は中凝視位置の近傍や周辺に視覚像を提示でき心視条件実施中のものであり，CRT 画面中る視野範囲を動的に制限することができる．

央よりやや上部の被験者が凝視している

この装置を用いて，以下の 2 種類の視野制位置近傍の円形部分の内側のみに視覚刺限状態を生成した．

激が提示されているのがみえる．

中心視条件

被験者の中心視付近にしか視視覚的注意研究においてこのような種々の覚刺激が観察されず，周辺視に提示された物体見落としに関する研究が盛んに報告さ刺激はマスク刺激によって観察できない．

れている．

周辺視条件

被験者の周辺視にしか視覚刺本研究では，自動車運転時にカーナビゲ激が観察されず，中心視付近に提示されたーションシステムやナイトビジョンシステ刺激がマスク刺激によって観察できない．

ムを用いて視覚情報を提示する際に，これこのような条件の下で，被験者は変化検出が視覚的に見落とされないための指針を提課題(change detection task)と呼ばれる，不供する目的で，見落としと注意に関連した注意による見落としを定量的に計測するための実験手続きを実施された．被験者が課せられた課
題は，交互に繰り返し提示

200msec

される 2 枚の視覚刺激列のFixed stimulus duration
within a trial session (200,400, 640, 800msec)

Cycle until theobserver’s
response

Articulatory Suppression“The, the,….”中から，1 つだけ色や線分• The observer’s task
1000msec delay
was to search for aafter the responsechanging target in
the instructed
stimulus dimension(e.g. color) andreport its feature
value in anotherstimulus dimension(e.g. vertical orhorizontal) by abutton press.

傾き方向が異なる刺激項目を検出する，いわゆる間違い探し課題であった(刺激の概念図や詳細な実験手続
きについては図 2 参照)．多くの先行研究により，このとき当該刺激対象に適切に注意が向けられていないと，

図 2．実験刺激と手続き概念図．刺激は制限視野がない条件

被験者はかなり高い確率でのものを示している．

目標刺激に気づかずこれを-2-

一方，周辺視条件においては，凝視位置見落とすことが知られている．

から半径 10 度近い周辺視まで中心視領域

研究成果の刺激が円形のマスク刺激によって隠され視覚刺激には，従来の視覚的注意実験ていても，被験者は問題なく変化検出課題で用いられるような単純な幾何学的図形をが遂行できることが示された．10 度視野と用いた実験と，近年進展目覚しい自然画像は，本研究において実験に用いられた CRTを用いた実験の 2 種類を実施したが，ここモニタと被験者の観察距離では，モニタのでは比較的早期に研究成果が発表できた幾中央から端までの距離に相当する．即ち何学的図形に基づく研究成果を報告する．

我々は，CRT モニタの中央部に眼球を向け中心視条件においては，有効視野が 2 度た状態で，注意のみを眼球位置とは独立に視野以下になると，昨年我々が同様の課題モニタの端まで移動させて変化検出課題をを用いて触覚で発表した研究データに複数遂行することが可能であるといえる．

計測された実験パラメータが類似してくる中心視条件において 2 度視野近傍を境にことが示された．従って，我々の視覚系が眼球運動パターンが変化する一方，周辺視あたかも手探りで外界を探るような，周辺条件において 10 度視野以上周辺視でも変視野情報に頼らない情報処理様式と類似し化検出課題が実施できるという本研究結果た処理を始める目安は視角において 2 度前は，一見矛盾するように感じられる．本研後であり，それ以上の視野では我々の視覚究結果は，眼球の運動パターンそのものは系は何らかの周辺視野情報を利用している

被験者が変化を検出できるかどうかといっことが示唆された．

た被験者の内的状態を必ずしも予測しておらず，我々が視覚情

Color / Frequency Change
Tilt Change

Reaction Time (ms)VisualTactile理できるかどうか

Whole View Narrowed View (2deg.)
2500
25000
40000
2000

は周辺視に適切に30000

20000

注意が向けられて

20000

1500
1000
500
2500

2000
1500
1000
500
0

481215000

10000

10000
22000
20000
18000
16000
14000
12000
10000

0

いるかどうかに依ることを示していると考えられる．

20000
15000
10000

今後の課題と発展

5000
004812Set Size
Stimulus Duration: 200msec

報を見落とさず処

400msec

640msec

048 12800msec

申請者がこれら一連の研究において最終的に検討し

図 3．被験者が画面内の変化に気づくまでの反応時間データ．制限視たい項目は，提示刺野条件に関しては，代表例として中心視条件の 2 度視野の結果を示す．

激画面に自然画像-3-8 deg.

4 deg.

2 deg.

200 400 640 800

200 400 640 800

No Windowtl haaci pnpy a
T cSce3
e e/sg dyaar c cne2.5ev ca uq 2
A S er 200 400 640 800F))
6e e%(yd dutli cn4acc p eu2a m qe0
S A rF 0(r )n ae %o(ti Nt saxi nmF uo et
C I

200 400 640 800

Stilumulus Exosure Duration (ms)
200ms
640ms

5400ms
800ms

1015 0510150

510Amplitude (deg)

150

51015

10.50
200 400 640 800

200

400 6 40 800

200 400 640 800

Stilumulus Exosure Duration (ms)
図 4．各視野範囲毎の典型的なスキャンパスおよび眼球運動パラメータ(中心視条件)．

刺激を用いた場合に，幾何学的刺激と同様の知見が得られるかどうかは今後引き続きに凝視位置と注意位置のかい離が認められ検討すべき項目と考えている．

るかという問題である．近年増加中の自然画像を用いた研究結果は，自然画像は注意発表論文リスト

なしでも周辺視において高速かつ正確に認

Yoshida, T., Miyazaki, Y., Yokoi, K., Wake, H.,

識されうる可能性を示している．特にナイ& Wake, T. (2007) 2 deg. visual search can

トビジョンに提示される自然画像刺激の視explain tactile search performance. Journal

認性を考えた時に，この問題を周辺視におof Vision Journal of Vision, 7(9), 689a.

ける刺激検出効率の問題として考慮するこ

Yoshida, T., Miyazaki, Y., Yokoi, K., Wake,とは重要であると考えている．

H.,& Wake, T. A narrow field of view can

また，自動車運転中は自動車が前進する

effect memory storage and search behavior

ことや眼球運動等により，視覚刺激は刻々

during a visual change detection task - theと網膜上を運動するが，このような場合もcomparison between vision and haptic-.

今回検討した静止画像に対するものと同様

Perception, 36, 24.

-4-