hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
手話行為者側からの手話認識システム

聴覚障害者(発話障害者)の他者(一般人)への意思伝達を容易にすることを目的として,指文字動作の認識システムを開発した.本システムは,ユーザが指文字動作を行うと,そのユーザが身体に装着するカメラでその動作を撮影し,各指文字を分離して認識を行い,結果をディスプレイに表示する.カメラがユーザ(発話障害者)側にあるというのが,従来の手話認識システムと異なる点である.実験では認識率89%という良好な結果が得られた.聴覚障害者(発話障害者)の他者(一般人)への意思伝達を容易にすることを目的として,指文字動作の認識システムを開発した.本システムは,ユーザが指文字動作を行うと,そのユーザが身体に装着するカメラでその動作を撮影し,各指文字を分離して認識を行い,結果をディスプレイに表示する.カメラがユーザ(発話障害者)側にあるというのが,従来の手話認識システムと異なる点である.実験では認識率89%という良好な結果が得られた.本研究の目的は,カメラとコンピュータを用いた,聴覚障害者(発話障害者)側からの手話認識システムの開発である.本システムは発話障害者が所持し,その人が行う手話の映像を胸部に固定したカメラで撮影し,その映像をコンピュータ(ウェアラブル(携帯型)PC)で解析して手話を認識し,言語化して相手に発信するシステムである.そのため従来システムとは異なり,本システムを装着すれば,発話障害者は誰にでも意思を伝達することが可能になる.これにより,発話障害者のQOL (Quality of Life)が格段に向上することが期待できる本年度の成果は以下のとおりである(A)カメラ位置の検討手話行為者が身体に装着するカメラの位置および向きについて実験的に検討し,手話動作が自然な位置・姿勢でできるように,胸中央部で前方斜め下向きにカメラを固定することにした(B)指文字認識法の開発手話のうち指文字について認識法の開発を行った.本年度は認識手法の開発に重点を置くため,比較的簡素な背景を仮定し,背景画像からの手部の検出には肌色抽出法を用いた.認識法については,手形状特徴(向き,指の本数等),および局所形状を表現する大局的特徴量であり,かつ照明変化に強いHOG (Histogram of Oriented Gradients)を特徴量として認識を行う手法を開発した.この手法を用いて動きを伴わない41個の指文字の認識実験を行い,6名の指文字行為者に対して平均85.4%の認識率を得た.結果の出力については,現画像フレームを含め直前の30フレームの結果をもとに投票を行い,投票数が最大の認識結果を出力させることとした本研究の目的は,カメラとコンピュータを用いた,聴覚障害者(発話障害者)側からの手話認識システムの開発である.本システムは発話障害者が所持し,その人が行う手話の映像を胸部に固定したカメラで撮影し,その映像をコンピュータ(ウェアラブル(携帯型)PC)で解析して手話を認識し,言語化して相手に発信するシステムである.そのため従来システムとは異なり,本システムを装着すれば,発詣障害者は誰にでも意思を伝達することが可能になる.これにより,発話障害者のQOL (Quality of Life)が格段に向上することが期待できる.本年度の成果は以下のとおりである.(A)指文字認識性能の向上および動きを伴う手部動作の認識法の開発指文字を対象として,静止指文字には手形状のシルエット表現,また動きのある指文字には動作履歴画像(Motion History Image : MHI)表現を適用し,それぞれ特徴ベクトル化して固有空間を用いて認識を行う方法を考案し,5名のユーザごとの個別の指文字認識実験(一人のべ225文字)を行って,平均89%の認識率を得た.ユーザごとの個別の認識実験を行った理由は,提案する「手話行為者側からの手話認識システム」は,ユーザごとに個別化されたシステムとなるのが目標であるためである.個別化すれば,各ユーザの手形状や手動作の癖を考慮した認識システムの構築が可能となるため,高い認識率を期待することができる.(B)指文字動作のセグメンテーション法の開発連続する指文字動作を各指文字に分割するために,フレーム間の差分画像の面積等を評価して分割する方法を考案し,実験的にその性能を評価して91%の分離率を得た.
北海道の高山帯における周氷河現象とその環境に関する研究

平成6年度には、大雪山中央部において前年度より行っている気温・地温観測を継続するとともに、新たに日射計、風向・風速計を設置した。さらに、羊蹄山、羅臼岳、利尻岳の各山頂部にも温度計を設置し、気温観測を開始した。なお、規則に観測を開始した3地点では、国立公園内での工作物設置に関する許可の取得に時間がかかり、観測機器の設置を秋季におこなったのみで、気温データの回収は行っていない。大雪山高山帯(2120m)での気温観測結果によると、平成56年の冬季には数年来の暖冬傾向とは異なり、1987年や1988年の冬季に匹敵するような低温傾向で推移した。最寒月(1月)の平均気温は-19.9°Cであり、最低気温は-29.1°Cを記録した。また、風衝砂礫地における地温観測の結果によると、9月中旬下から10月上旬にかけて凍結融解を繰り返したのち、土壌凍結が次第に進み、11月下旬以降は気温の大幅な低下に伴って急速に凍土も発達していった。一方、土壌融解は5月上旬から始まり、しばらく凍結融解を繰り返した。ところで、平成4年から残雪斜面上に設置していた温度計を平成6年になって回収することができた。平成5年夏季は冷夏であり、温度計は積雪から解放されなかった。その結果、設置地点での温度は、年間を通して0±1°Cで推移し、ほとんど凍結融解を示すような変化は認められなかった。このことから、寒冷地域における積雪の有無は、地形形成にきわめて重大な影響をもたらすということがあきらかになった。そのほか、ア-スハンモックの分布調査から、消雪時期や凍土の融解時期がア-スハンモックの形成には重要な意味を持つことが示唆された。植生調査により高山帯における蘚苔類のデータが充実された。その結果、群落パターンが周極地域のものであることが再確認され、湿原植物群落の成立には、凍土の存在が大きな影響を及ぼしていることも明らかになった。
新しい分光電気化学法を用いた金属タンパク質の動的構造変化と機能の解明

本研究では、i)分光電気化学測定のための光透過性機能電極を開発し、ii)新しい分光電気化学法を開発・発展させることで、iii)種々の金属タンパク質の構造や電子移動に伴う構造変化をin situに明らかにして明らかにして金属タンパク質の機能を解明することを目的として研究を進めた。その結果、i)新しい光透過性機能電極として、フェレドキシンやミオグロビンの直接電子移動のための光透過性酸化インジウム電極を開発し、その界面機能についても明らかにした。さらに、ミオグロビンの電気化学測定を可能にする光透過性酸化インジウム電極の表面の親水性の機能解明のため、シアノミオグロビンの電極反応と比較したところ、電極表面の親水性がメトミオグロビンの第6配位子としての水分子と関係していることが初めて明確に示された。ii)この光透過性電極を用いてin situ可視・紫外・近赤外,円二色性,磁気円二色性スペクトルや電子移動に伴うシグナルの時間変化の測定が可能な新しい分光電気化学セルを作製した。また特に、iii)新しい円二色分光電気化学測定装置のハード面およびソフト面の両面の改良によって、データの積算,自動測定を容易とし、測定データの信頼性、再現性、S/N比の際立った向上が達成された。この分光電気化学法を応用して、iv)チトクロムcの酸化還元過程,ミオグロビンの酸化還元過程,シアノミオグロビンの電気移動に伴うCN^-の解離過程,フェレドキシンの酸化還元過程と配位子による活性中心の崩壊のダイナミクス,フェレドキシン変異分子の構造評価などに新しい知見が数多く得られた。これらはいずれも、金属タンパク質の機能に関わるもので、電気化学測定結果と合わせて、速度論的評価もかなり精密に得られるに至った。本研究では、i)新しい円偏光二色性(CD)及び蛍光分光電気化学測定法を確立・発展させる。ii)種々の金属タンパク質についてその酸化体及び還元体の微細構造を解明する。さらに、その上で、iii)赤外・ラマン分光法や紫外・可視分光法などを用いた分光電気化学測定をも組み合わせて電子移動過程に伴うタンパク質の構造変化のダイナミクスをin situに解明することによって、タンパク質の機能を動的構造変化の立場から明らかにすることを目的としている。初年度の研究成果は次の通りである。1)紫外可視分光電気化学法の応用と測定波長領域の拡大のため、微量サンプル用のセル(<50μl)を作製するとともに、良質の石英板を用いた分光電気化学セルを作製し、分光測定領域を近赤外領域までも拡張した。特に、生体系の非ヘム酵素モデル分子としてRuやRhイオンを有する多核金属錯体についても測定を行い、従来知見が極めて少なかった混合原子価状態の良好なスペクトルおよびそのダイナミクスの測定を可能とした。2)CD及び蛍光分光電気化学法の高性能化とその応用のためにミオグロビンやフェレドキシン及びリボフラビンなどを用いて電子移動反応に伴う構造変化に及ぼすpH、温度などの溶液条件の影響を明らかにした。また、CDスペクトルをmsレベルで時間分解測定を可能とする分光器のセットアップをほぼ完成させた。3)電子移動過程での金属タンパク質の構造変化のダイナミクス計測を可能とするラマン分光器についても各種分光シグナル強度の経時変化をin situにミリ秒の時間分解能でモニターできるセットアップを行った。4)これらの装置を用いて、シアノミオグロビンの電子移動に伴うCN^-の解離のダイナミクス、フェレドキシンの電子移動に伴う酸化体・還元体のスペクトル変化および、ポリ-L-リジンやポリ-L-オルニチンなどの合成ポリペプチドの構造変化などを明らかにした。

本研究では、〓)分光電気化学測定のための光透過性機能電極を開発し、〓)新しい分光電気化学測定法を確立・発展させる、さらに、〓)種々の金属タンパク質についてその微細構造や電子移動過程に伴うタンパク質のダイナミクスをin situに明らかにして、タンパク質の機能を動的構造変化の立場から理解することを目的としている。第二年度の研究成果は次の通りである。1.)新しい光透過性機能電極として、酸化インジウム電極上にポリペプチドを修飾してフェレドキシンの直接電子移動のための機能電極やミオグロビンのための光透過性酸化インジウム電極を作成し、その界面機能を明らかにした。2.)開発した光透過性電極を用いて、in situ可視・紫外、円二色性、磁気円二色性スペクトルおよび電子移動に伴うこれらのシグナルの時間変化の測定が可能な簡易分光電気化学セルを作製した。特に、フェレドキシンのアミノ酸改変分子について円二色性スペクトルに大きな相違のない構造的に類似した分子であるにも関わらず、酸化還元電位が200mV以上も異なる変異分子が存在することが示された。3.)金属タンパク質の再構成過程のモデルとして銅イオンと合成ポリペプチドの錯体形成反応過程について、ストップドフロー法を用いた円二色性スペクトルのダイナミクス測定を行い、ポリペプチドのヘリックス構造の形成及び破壊過程と金属イオンとの結合過程では後者が少なくとも2ケタ程度遅いことが示された。4.)機能修飾電極表面を分光電気化学法およびプローブ顕微鏡を用いて評価するとともに、マイクロ電極集合体モデルを用いて電気化学的解析と比較して、電極表面の機能分子の存在状態を評価した。5.)さらにin situ分光電気化学測定の自動化、高感度化などシステム全体の高性能化を行なっている。本研究では、i)分光電気化学測定のための光透過性機能電極を開発し、ii)新しい分光電気化学測定法を確立・発展させる、さらに、iii)種々の金属タンパク質についてその微細構造や電子移動過程に伴うタンパク質の構造変化のダイナミクスをin situに明らかにして、タンパク質の機能を動的構造変化の立場から解明することを目的としている。最終年度の研究成果は次の通りである。1)新しい円二色性分光電気化学測定装置のハード面およびソフト面の両面の改良によって、データの積算,自動測定を容易とし、測定データの信頼性、再現性、S/N比の際立った向上が達成された。2)ミオグロビンの電気化学測定を可能にする光透過性酸化インジウム電極の表面の親水性の機能解明のため、シアノミオグロビンの電極反応と比較したところ、電極表面の親水性がメトミオグロビンの第6配位子としての水分子と関係していることが初めて明確に示された。3)円二色性分光電気化学法を用いた実験結果から、i)ミオグロビンの起源や、第6配位子によって、反応速度が大きく異なることが示された。ii)フェレドキシンのアミノ酸改変体の酸化体および還元体のスペクトル得るとともに、未変性体との微細な構造変化に関する知見が得られた。4)ストップトフロー円二色分光法を用いたダイナミクス測定から、i)
グライセン限界(10^<20>eV)を超える最高エネルギー宇宙線の研究

東京大学宇宙線研究所明野観測所に位置するAGASAは、過去12年の観測で、グライセン限界(10^<20>eV)を超える宇宙線を11例観測している。宇宙を満たす3K背景輻射と超高エネルギー宇宙線が衝突により光パイオン生成のチャンネルが開くのがこのエネルギーである。この相互作用は宇宙線のエネルギー損失となる。AGASAはこのカットオフエネルギーを超えて宇宙線を測定しており、非常に興味深い。本研究計画では、この実験結果をより確かなものにするために、チェレンコフ・シンチレーション検出器(CRIS---Cosmic Ray Imaging System)を明野中央に設置し、AGASAのエネルギー較正実験を行った。平成12年度、平成13年度で、AGASA上空2ステラジアンを覆うCRIS検出器、大気透明度を測定するライダーシステムが完成させた。ライダーシステムは平成13年度冬には、本格稼動し、大気透明度のモニター方法を確立することができた。この結果はNucl. Instr.& Meth.にすでに公開済みである。平成14年度には、CRISを用い、冬季の大気透明度が高い時期に約300時間の宇宙線空気シャワー観測を行った。この観測では、チェレンコフ光による宇宙線の検出を最適化した。この結果、10^<14>eV10^<16>eVの宇宙線を約10,000例検出し、knee領域のエネルギースペクトルの研究を行った。1.明野観測所中央に任意の方向に射出可能な、経緯儀式ライダーシステムを構築し、遠隔制御ができるようにした。これにより明野大気の定常的なモニターが可能となった。波長は、355nmのNd:YAGレーザー三倍高調波である。10月より自動観測を開始した。2.超広視野望遠鏡を明野観測所中央部に4台設置し、2ステラジアンを覆う、チェレンコフ+大気蛍光の測定可能な装置を建設した。これから観測が始まる。3. AGASAの観測、データ解析をさらに進めた。従来天頂角45度までの事象しか取り扱わなかったが、シャワーの減衰カーブをシミュレーション、実験で精度良くもとめ、天頂角60度までのイベントまでの評価を行った。その結果、10^20電子ボルトを超える宇宙線を15例観測することに成功した。4. 4x10^<19>電子ボルトを超える宇宙線が、角度分解能の範囲で自己相関があることがわかり、最高エネルギー宇宙線のコンパクトな源が存在することがわかった。また、その総数は数密度分布からGZK半径内に1000ヶ程度であると予測される。東京大学宇宙線研究所明野観測所に位置するAGASAは、過去12年の観測で、グライセン限界(10^<20>eV)を超える宇宙線を10例観測している。本研究計画では、この実験結果をより確かなものにするために、チェレンコフ・シンチレーション検出器(CRIS---Cosmic Ray Imaging System)を明野中央に設置し、AGASAのエネルギー較正を行おうとするものある。昨年度、今年度で、AGASA上空2ステラジアンを覆うCRIS検出器、大気透明度を測定するライダーシステムが完成し、今年の1月、2月に予備観測をおこなった。現在のところ、まだトリガーが最適化されていない。データとしては1016eV宇宙線によるチェレンコフ光が主に検出されている。(1時間に50例程度)今後、トリガーを最適化するとともに、継続的に観測を続け、較正データをできる限り多く取得する予定である。

宇宙を満たす3K背景輻射と超高エネルギー宇宙線が衝突により光パイオン生成のチャンネルが開くのがこのエネルギーである。この相互作用は宇宙線のエネルギー損失となる。AGASAはこのカットオフエネルギーを超えて宇宙線を測定しており、非常に興味深い。本研究計画では、この実験結果をより確かなものにするために、チェレンコフ・シンチレーション検出器(CRIS...Cosmic Ray Imaging System)を明野中央に設置し、AGASAのエネルギー較正実験を行った。平成12年度、平成13年度で、AGASA上空2ステラジアンを覆うCRIS検出器、大気透明度を測定するライダーシステムが完成させた。ライダーシステムは平成13年度冬には、本格稼動し、大気透明度のモニター方法を確立することができた。この結果はNucl. Instr.&Meth.にすでに公開済みである。平成14年度には、CRISを用い、冬季の大気透明度が高い時期に約300時間の宇宙線空気シャワー観測を行った。この観測では、チェレンスフ光による宇宙線の検出を最適化した。この結果、1014eV1016eVの宇宙線を約10,000例検出し、knee領域のエネルギースペクトルの研究を行った。
染色体異常を伴う突然変異形質の原因遺伝子解明

カイコを用いた相互転座研究に関して、Fluorescence in situ hybiridization (FISH)解析から第6染色体相互転座部位をブリッジするBACクローンを特定した。これら配列情報をもとにr521系統の相互転座染色体ホモ個体(胚致死)と正常染色体を少なくとも1組もつ個体との比較PCRスクリーニングにより原因配列部位の絞り込みを行った。その結果、ターゲット領域に214bpの欠失が発見されたほか、逆位と重複の可能性が強く示唆された。相互転座部位は、欠失領域付近であると考えられるものの、これら領域に構造遺伝子は存在しなかった。そこで、長鎖配列の決定が可能なPacBioなどの次世代シークエンサーによる長鎖の配列決定を行った。配列は良好に得られており、今後in silico解析を行うことで、これまでのデータと併せて結論が得られると考えられる。昨年度の研究結果にもとづいて、カイコ黒蛾系統の逆位の第17染色体の0Mb側末端について調査を行った。その結果、0Mb側の先端を含まない部分に予測される逆移点をブリッジするBACを特定できた。2つの逆異点のうち0Mb側では40Kb、ならびに内部側では53Kbまで逆位点候補領域をさらに絞り込んだ。それぞれの領域に設定したプライマーによるPCRでは、正常系統p50と異なるバンドサイズや非増幅部分が検出できた。さらなる絞り込みを行うことで、逆移点を解明できる。ヨーロッパアワノメイガに関して昨年度の結果を確認する実験を行った。つまり、Z染色体上のカイコ遺伝子オルソログを持つBACをプローブとしてFISHマッピングを行い、ヨーロッパで利用するフェロモンの相違がはっきりとしている2つの系統(Z系統とE系統)では、逆異が染色体乗り換えの抑制要因とは言えないと結論した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。カイコの突然変異系統を用いた研究を進捗させた。黒蛾系統No937と黒蛾に類似する形質をもつu48系統で行った細胞遺伝学的な検討の結果、前者ではNo908とu41同様の部位に逆位が認められた。一方、u48系統は逆位が認められなかった。このことから、従来の推定通り、u48は黒蛾遺伝子とは異なる遺伝子座がこの突然変異の原因であると確定し、今後の研究からは排除することとした。u41系統を中心とした逆位の配列の絞り込みの結果、ブリッジするBACを特定でき、一方の近傍に存在する遺伝子がいくつか特定された。別種での論文報告から、この遺伝子が原因遺伝子候補の一つと推測された。この遺伝子のmRNA発現を翅原基の様々なステージにおいて行った結果、発現変動時期が程度特定できた。逆位配列の絞り込みも順調に進んでおり、もう一方の配列に関しても、Silkbase情報からBAC特定を行い、FISHによるブリッジを明らかにしつつある。相互転座をもつカイコ系統において、ブリッジシグナルが認められるBACクローンを特定し、このクローンとcontigを形成するBACの配列決定を行った。その結果、Kaikobaseでは未知となっていた第6染色体の配列が特定でき、この部位を含めて、原因となっている配列候補が絞り込まれた。ヨーロッパアワノメイガに関してZ染色体上のカイコ遺伝子オルソログを持つBACの選抜に着手した。EとZ系統の染色体組換え価が0となる領域を含む領域のBACも含まれている。当初計画通り、「NBRPカイコ」等を通じて入手したカイコ系統を用いた研究を進捗させた。相互転座系統に関する研究では、既知のBACコンティグ情報をもとにFISH解析を行い、第6染色体相互転座部位をブリッジするBACクローンを特定した。また、予定通り特定されたBACならびにその近傍BACのゲノム配列を決定した。黒蛾突然変異の原因と考えられる逆位については、確証がない2つの系統についてBAC-FISH解析を行い、No937には、u41やNo908と同様の逆位が存在することを確定させた。一方、黒蛾に類似するが黒蛾遺伝子座を持つと確定できていないu48系統では、逆位が認められず、黒蛾遺伝子座を持たないと考えられた。原因領域側と推測される部位にブリッジするBACクローンをFISH特定できた。この結果をもとにカイコゲノム情報を検索し、その領域自身もしくは近傍に存在する原因遺伝子候補を絞り込んだ。この原因遺伝子候補の発現解析を行い着色との関連を調査した。以上の通り研究は概ね順調に進捗していると言える。カイコを用いた研究のうち相互転座に関して、FISH解析から特定できた第6染色体相互転座部位をブリッジするBACクローン配列情報をもとにr52系統の相互転座染色体ホモ個体(胚致死)と正常染色体を少なくとも1組もつ個体との比較PCRスクリーニングを行い原因配列部位の絞り込みを行った。ターゲット領域に214bpの欠失が発見されたほか、逆位と重複の可能性が強く示唆された。相互転座部位は、欠失領域付近であると考えられるものの、これら領域に構造遺伝子は存在せず、また、転座相手の第7染色体のPCR特定には、同程度の時間がかかると考えられた。黒蛾(Black moth: Bm)系統u41の逆位は、第17染色体の末端までは及んでいないことが明らかとなった。

現在までに既知となっているBACコンティグ情報から、proximal末端側の逆位点は、530Kbまで絞り込めた。また、ブリッジBACが特定できている内側は、逆位点に4Kb程度と迫った可能性がある。しかしながら、未検討の配列が33Kb残されている。オオシモフリエダシャクで工業暗化の原因と推定されたcortexのカイコオルソログのmRNA発現を比較したところ、翅原基では逆のパターンを示した。カイコで黒色化が開始される眼点着色初期には、Bm個体でのmRNA発現が高い傾向が認められた。ヨーロッパアワノメイガに関して昨年度、Z染色体上のカイコ遺伝子オルソログを持つBACをプローブとしてFISHマッピングを行い、カイコゲノム情報との対応関係を明確にした。また、ヨーロッパで利用するフェロモンの相違がはっきりとしている2つの系統(Z系統とE系統)についてこれらを比較した。これまでのところ逆位は認められていない。当初計画通り、「NBRPカイコ」等を通じて入手したカイコ系統を用いた研究を進捗させた。相互転座系統に関する研究では、昨年度に実施したBACコンティグのシークエンス情報をもとに、相互転座染色体ホモ個体(胚致死)と正常染色体を少なくとも1組もつ個体との比較PCRスクリーニングを行い原因配列部位の絞り込みを行った。ターゲット領域に214bpの欠失が発見されたほか、逆位と重複の可能性が強く示唆された。黒蛾突然変異の原因と考えられる逆位については、u41黒蛾(Black moth: Bm)系統の逆位が、第17染色体の末端までは及んでいないことを明らかとした。こちら側の逆位点は、530Kbまで絞り込めた。ヨーロッパアワノメイガに関しては、Z染色体上のカイコ遺伝子オルソログを持つBACをプローブとしてFISHマッピングを行い、カイコゲノム情報との対応関係を明確にした。また、ヨーロッパで利用するフェロモンの相違がはっきりとしている2つの系統(Z系統とE系統)についてこれらを比較したところ、逆位は認められていない。以上の通り研究は概ね順調に進捗していると言える。カイコを用いた相互転座研究に関して、Fluorescence in situ hybiridization (FISH)解析から第6染色体相互転座部位をブリッジするBACクローンを特定した。これら配列情報をもとにr521系統の相互転座染色体ホモ個体(胚致死)と正常染色体を少なくとも1組もつ個体との比較PCRスクリーニングにより原因配列部位の絞り込みを行った。その結果、ターゲット領域に214bpの欠失が発見されたほか、逆位と重複の可能性が強く示唆された。相互転座部位は、欠失領域付近であると考えられるものの、これら領域に構造遺伝子は存在しなかった。そこで、長鎖配列の決定が可能なPacBioなどの次世代シークエンサーによる長鎖の配列決定を行った。配列は良好に得られており、今後in silico解析を行うことで、これまでのデータと併せて結論が得られると考えられる。昨年度の研究結果にもとづいて、カイコ黒蛾系統の逆位の第17染色体の0Mb側末端について調査を行った。その結果、0Mb側の先端を含まない部分に予測される逆移点をブリッジするBACを特定できた。
脂肪細胞におけるインスリン作用伝達分子の発現調節と生体機能制御における意義

本研究は脂肪におけるインスリン作用伝達分子の発現調節機構ならびに生体レベルでの糖代謝制御に及ぼす影響について解明を目指すものである。平成17年度、IRS-1トランスジェニックマウスの構築、解析を推し進めた。導入遺伝子はヒトIRS-1cDNAをマウスIRS-1遺伝子プロモーター制御下に発現する様デザインした。外来性IRS-1の発現を定量的RT-PCRおよびウエスタンブロット法で行い、肝臓、骨格筋、脂肪組織での発現を確認したが、IRS-1発現増加の程度は組織により異なり、脂肪細胞では発現がより増強していた。IRS-1Tgマウスの出生時体重は野生型マウスと差はなく、通常食摂餌下の体重変化も野生型マウスと差は認めない。IRS-1Tgマウスの、摂餌量、空腹時血糖値は野生型(WT)と差がないが、随時血糖値、ipGTT後の血糖値は野生型に比較し有意に高値であった。また興味深いことにIRS-1Tgマウスでは脂肪組織増加を認め、精巣周囲脂肪量でみると野生型の約1.6倍に増加していた。組織学的には脂肪細胞のサイズは野生型と大差はなく、おそらく前駆細胞から脂肪細胞への分化がIRS-1Tgマウスでは亢進しているのではないかと考えている。またTgマウスでみられた軽度の耐糖能悪化は予想に反したものであり、脂肪蓄積と生体のインスリン感受性に及ぼす影響、さらにはインスリン分泌能について今後検討を要する。また近年血球系細胞の一つマクロファージと脂肪機能制御の関連が示唆されるが、我々はスタチンによるマクロファージ増殖抑制作用および本作用へのsmall G蛋白/p38 MAPK経路の関与を明らかにした。本知見はスタチンの抗動脈硬化作用に関する新たな治療作用部位をしめすのみならず、マクロファージが脂肪内に浸潤、増殖し、脂肪細胞機能を制御するという知見とあわせ、スタチンが脂肪機能モジュレーターとなりうる可能性を示唆するものである。細胞内インスリンシグナルの開始点に位置するインスリン受容体(IR)やインスリン受容体基質(IRS)の発現量は、インスリンシグナルの強弱を規定しうる。本研究は脂肪細胞におけるインスリン作用伝達分子の発現調節機構と、生体レベルでの糖代謝制御に及ぼす影響について解明を目指すものである。一方、IRS発現レベルが生体の糖、脂質代謝に及ぼす影響を解析するため、IRS-1トランスジェニック(IRS-1Tg)マウスを作成した。外来性IRS-1の発現はRT-PCRおよびウエスタンブロット法で行った。IRS-I1gマウスの出生児体重は野生型マウスと差はなく、通常食摂餌下の体重変化も野生型マウスと21週令まで差は認めない。IRS-1Tgマウスの耐糖能、インスリン作用ならびに脂肪組織の機能について現在解析を行っている。
米国の州政府主導による公立学区と学校の直轄管理に関する調査実証研究

米国において歴史的に公立学校教育統治の主体であった学区が撤退して、替わって州や市長が直接的に乗り出す事例が見られるようなっている。この直轄管理の動向についての要因と事例分析を行った。その結果、この改革は教育委員会制度の存在そのものの抜本的な再検討を迫る可能性を内包するとともに、今後の地方教育統治の在り方の多様化を示唆するものであることが明らかとなった。本研究の初年度である平成20年度においては、標記研究主題の中でも、特に米国州政府の教育統治に関わる文献調査を中心として取り組み、副次的に現地調査を実施した。州政府の教育統治に関しては、研究費の図書費を活用して州教育行財政および州法の規定に関連した図書文献を収集し、そのうちのいくつかに批判的な検討を加えてきている。米国では教育に社会問題解決を期待し、歴史的に教育改革が推進されてきている。特に、20世紀初期の革新主義改革、1960年代の公民権運動、1980年代以降の卓越性運動などの盛り上がりにおいて、しだいに州教育当局の役割の強化が求められ、州知事、州教育長、州教育委員会などは、教育財政面での州負担金の50パーセント突破が示しているように、学区に対して今日ではきわめて強い影響力を有している。平成20年度はこうした経緯について文献で明らかにすると同時に、1990年代から顕著となってきている州による学区と学校の直轄統治の前史に位置する連邦一州-学区の権限関係について整理を試みた。また、2010年ころまでに州教育当局による学力低迷学区の直轄管理の可能性が示唆されているカリフォルニア州の実態を部分的に明らかにするために、サンフランシスコのNPOを訪問し、活動の実態を探る中で、同州の公立学校教育の現状と課題について明らかにすることを試みた。実際に訪問したのはサンフランシスコ市内の低所得・高学力児童生徒を私立学校に通学させるための支援活動を行っているSMART(Schools, Mentoring and Resource Team)を訪問し、責任者へのインタビューを試みた。サンフランシスコのみでなく特に都市部の公立学校教育の質的低下に関して多くの米国人の共有する危機意識が私立学校教育の隆盛をもたらしている要因となっていた。つまり、私立学校を公教育に含めない米国の教育システムにおいて、特に都市部ではSMARTの活動に見られるように私立学校への脱出支援の道が部分的に開かれており、それが結果的に公立学校の低学力を加速させることになっていることを、今回の訪問調査で明らかにすることができた。研究計画当初に記載されている通り、平成21年度の第1の課題は、州の制定する直轄管理法の内容の分析を平成20年度に引き続いて行った。およそ半数の州で直轄管理法が制定されており、各州の直轄管理法は政治的特徴、特に州議会の党派別構成や、州知事の所属政党に大きく影響されることが分かった。第二の課題は、州直轄管理をめぐる教育統治理論の現状について明らかにすることであった。学校改善のためには州による直轄管理こそ一体的・効率的・効果的であるとの支持論や、教育の地方自治への侵害、教育に関わる州権の強化や中央集権化、都市問題の根本的解決ではない道具主義的方法であるとといった批判論が展開されている。本年度においては、特に、直轄管理を主導する州知事、州教育庁、州議会の政治的ダイナミズムについて考察を加えた。第三には、上記の本年度の研究課題に即して、二つの事例市を対象にして州直轄管理の導入、論争、帰結、子どもの学力への影響について詳細に検討した。事例市はボルティモアとフィラデルフィアである。両市とも直轄管理の特徴として、「州-市パートナーシップ」の原則の下で教育統治改革を推進していった。そして、前者の都市は「公-私パートナーシップ」の要素が加味され、後者の都市は「多数プロバイダーモデル」を基盤とした教育統治が進められた。これらの研究の成果はそれぞれ著書・論文として公表されている。平成21年度には、当初、アメリカでの現地調査を予定していた。ところが、アメリカで収集予定であった資料が電子ファイルで入手できたことや、貴重な情報を電子メールで獲得できたことなどによって、訪米の予定を中止し他。同時に、不足していた図書購入費を中心とした支出を行った。本年度の研究成果は、州直轄管理の中でも州議会が市長に学校ないし学区の管理運営にかかわる権限を付与する市長直轄管理を中心として検討を進め、論文として公表した。すなわち、本研究の主題である教育統治の州直轄管理は以下の二つの側面を持っている。一つは、州議会の承認を経て州の教育当局や知事が「学区改革委員会」等の名称の統治機関を設置して地方学区や学校を運営する州直轄管理である。二つには、州が地方教育委員会の有していた権限を部分的ないし全面的に市長に委譲することによって実現する市長直轄管理である。2008年度における教育統治に関わる州法の内容分析や代表的な州直轄管理事例都市の資料収集や資料解読を踏まえて、2009年度に成果として3本の論文を公表した。これらの2年間の成果を基盤として、20lO年度には市長直轄管理がもたらされた要因を多様な角度から分析することを目指して、2本の論文を公表した。

アメリカの都市教育統治の抜本的な再編である直轄管理政策の導入は、特に都市学区に特有の政策になっており、既存の教育委員会が機能不全を来しており、そのための重要な代替案として取り入れられた政策であること、この政策が教育の地方自治原則を大きく脅かすものであること、他の都市にもこの政策が広がるか否かは未定であること、児童生徒の学校教育の成果に関して調査が行われているものの政策の成否についての判断は時期尚早であること。以上が本研究の総括的な結論である。
国際関係が教育発展にもたらした影響-韓国・北朝鮮・ジンバブエとの比較の中で

植民地における教育について、サンビア大学のアンス・ダッタは次のように記している。「植民地統治の初期、アフリカの宣教師たちは全く教育のない人々に教育を持ち込むのだと信じていた。教育という言葉が、識字および学校制度と等しいものだと仮定すれば、その通りであろう」(Ansu Datta Education and Society : A Sociology of African Education Macmillan 1984 p.2)。植民地にされた人々の就学は高い中途退学率を示して、上学年になるほど少ないピラミッド型の就学構造になっていた。植民者と植民地にされた人の教育段階に差をつけ、特に植民地にされた人の中等・高等教育を制限したことは、教育終了後の就職特に、教育年限の違いを理由として、被植民地人に植民者より低い待遇を与える目的があった。ダッタは植民地教育の特徴を次の点に求めている。「内容においては、完全にヨーロッパに片寄り、一般教養に重点を置き、職業、技術、専門教育を無視した」。「子どもたちの多くは、学校を短い期間で辞め、せいぜい少しの読み書きができるだけだった」。「中等教育は無視された」(Ibid.,pp. 16-18)。植民地下において押さえつけられた「学校」制度に対して、解放後は、「学校教育」の大拡大が図られた。植民地独立後、必ずしも十分な経済発展がすぐになされた訳ではない。同じような、あるいはさらに貧しい経済状態の中で、「国民国家」形成のために、初等教育の普及に力が入れられた。しかし、その一方、経済的格差の大きな、発展途上の経済において、「学歴」の違いが、その個人の経済的状況の大きな違いをもたらしてもいる。解放後の教育を通して、「国家」と教育、教育と経済の問題も解明していく事が期待される。本研究においては、韓国・朝鮮とジンバブエの1.植民地下と独立後の教育制度のあり方の違い、2.同じく教育目標、教育思想の変化、その主導者、3.予算配分等、国家形成における教育への期待のあり方、等を明らかにすることによって、国際環境が新生国家の教育形成に与えた影響を明らかにし、さらにはそれを通じて解放後の韓国・朝鮮・ジンバブエの国家形成の全体像の解明を目指すことを目的とした。そのため、日本および韓国・朝鮮、そして英国およびジンバブエにおける研究の整理を通じて、両者の植民地教育の姿について整理し、また、独立後の教育改革の歩みについて整理することに努めた。その際には、制度の変遷について整理するとともに、そこに示された教育思想を明らかにし、そこに現れた植民地下の社会への評価について考察することに主眼を置いた。本年度は、主にジンバブエの歴史・教育について、ジンバブエで刊行された書籍、また諸国の研究により、独立後の制度的変遷、量的拡大について明らかにし、また韓国・朝鮮の教育についても継続して、その変化を追跡した。本1994年は本研究のテーマにとって、大きな影響を与える事件の起こった年でもあった。すなわち南アフリカにおける黒人政権の誕生と朝鮮民主主義人民共和国における金日成主席の逝去である。南アにおける黒人政権の誕生は隣国ジンバブエに対しても大きな影響を持っている。今後の変化について、継続して注意を払って行きたい。本研究においては、韓国・朝鮮とジンバブエの1.植民地下と独立後の教育制度のあり方の違い、2.同じく教育目標、教育思想の変化、その主導者3.予算配分等、国家形成における教育への期待のあり方、等を明らかにすることによって、国際環境が新生国家の教育形成に与えた影響を明らかにし、さらにはそれを通じて解放後の韓国・朝鮮・ジンバブエの国家形成の全体像の解明を目指すことを目的とした。

その際には、制度の変遷について整理するとともに、そこに示された教育思想を明らかにし、そこに現れた植民地地下の社会への評価について考察することに主眼を置いた。本1995年度は、ジンバブエの歴史・教育について、継続して明らかにし、また改めて韓国・朝鮮の教育についても、独立後の変化を追跡し、植民地下教育制度の比較研究、その類型化は比較的に進捗した。その一方、独立後の、特にジンバブエの教育改革については、まだ史料的に充分でない部分があり、今後の解明が必要とされる。植民地における教育について、ザンビア大学のアンス・ダッタは次のように記している。「植民地統治の初期、アフリカの宣教師たちは全く教育のない人々に教育を持ち込むのだと信じていた。教育という言葉が、識字および学校制度と等しいものだと仮定すれば、その通りであろう」(Ansu Datta Education and Society : A Sociology of African Education Macmillan 1984 p.2)。植民地にされた人々の就学は高い中途退学率を示して、上学年になるほど少ないピラミッド型の就学構造になっていた。植民者と植民地にされた人の教育段階に差をつけ、特に植民地にされた人の中等・高等教育を制限したことは、教育終了後の就職時に、教育年限の違いを理由として、被植民地人に植民者より低い待遇を与える目的があった。ダッタは植民地教育の特徴を次の点に求めている。「内容においては、完全にヨーロッパに片寄り、一般教養に重点を置き、職業、技術、専門教育を無視した」。「子どもたちの多くは、学校を短い期間で辞め、せいぜい少しの読み書きができるだけだった」。植民地下において押さえつけられた「学校」制度に対して、開放後は、「学校教育」の大拡大が図られた。植民地独立後、必ずしも十分な経済発展がすぐになされた訳ではない。同じような、あるいはさらに貧しい経済状態の中で、「国民国家」形成のために、初等教育の普及に力が入れられた。しかし、その一方、経済的格差の大きな、発展途上の経済において、「学歴」の違いが、その個人の経済的状況の大きな違いをもたらしてもいる。解散後の教育を通して、「国家」と教育、教育と経済の問題も解明していく事が期待される。
嗅球におけるNO合成酵素およびMAPキナーゼ発現の分子制御機構-免疫組織化学、in situ PCR hybridizationならびにノーザン・ブロッティング法による解析

嗅球は嗅覚の一次中枢で主嗅球および副嗅球から成り、主嗅球は嗅上皮から、副嗅球は鋤鼻器からの投射を受ける。嗅上皮および鋤鼻器の感覚細胞は双極性のニューロンで、その軸索はそれぞれ主嗅球および副嗅球の表層に至って嗅神経層および鋤鼻神経層となってからその深部で糸球体とよばれる特殊な構造を形成する。嗅覚情報はこの糸球体で嗅球の固有ニューロンである僧帽細胞および房飾細胞へと伝達される。固有ニューロンの機能は糸球体を取り巻く傍糸球細胞、嗅球全体に散在する短軸索細胞、嗅球最深層に密在する顆粒細胞など、各種介在ニューロンによる調節を受ける。本研究ではまず、NO合成酵素と相同であるといわれるNADPH-ディアフォラーゼを酵素組織化学により、NO合成酵素はその抗体を用いた免疫組織化学により、またNO合成酵素に対するmRNAはそれと相補的な合成オリゴヌクレオチドを用いたin situ hybridizationにより検索した。NADPH-ディアフォラーゼの反応は短軸索細胞と副嗅球の顆粒細胞に強く認められ、また糸球体、傍糸球細胞、主嗅球の顆粒細胞にも中等度に認められた。一方、NO合成酵素に対する免疫組織化学およびin situ hybridizationでは反応およびシグナルはNADPH-ディアフォラーゼの場合とほぼ同様であったが、糸球体には認められなかった。従って、糸球体におけるNADPH-ディアフォラーゼの反応はNO合成酵素とは別の物質を捉えたものと考えられた。また、NO合成酵素は収穫伝導路において各種の介在ニューロンに発現して固有ニューロンの機能を抑制的あるいは促進的に調節していることが推測された。
二官能性芳香族ジアセチレンの固相放射線重合に関する研究

本研究は、種々の二官能性ジアセチレン化合物を合成し、二つの官能基や芳香核における置換基の結晶構造に及ぼす影響および結晶中の放射線重合反応の生長過程をを明らかにする事を目的としている。本年度は、1,2-および1,4-ジエチニルベンゼンを合成し、ブロモアセチレン化合物とのカップリング反応によるジアセチレン誘導体の合成を試みたが、単離精製に至っていない。副生成物の生成を抑えるために合成方法ならびに反応条件の再検討を行っている。ビスアセトキシプロパルギルベンゼン誘導体の固相重合についても並行して研究を進めている。本年度は、重合開始過程と生長過程の機構を解明するためにESRスペクトルによるラジカルの同定を行った。被照射結晶とスピン・トラッピング剤のベンゼン溶液を封管中で混合する事により重合開始ラジカルであるプロパルギル型ラジカルと生長ラジカルであるビニルラジカルを検出した。両者のスペクトル強度を種々のビスアセトキシプロパルギルベンゼン誘導体結晶について比較し、重合反応性ならびに結晶構造との相関関係を明らかにした。選択的に二量化反応が連鎖機構で進行する誘導体では、ビニルラジカルによるプロパルギルメチレン水素引き抜き反応が律速過程であり、プロパルギル型ラジカルによる三重結合への付加反応の速度はより速い事がESRスペクトルにより明らかになった。この結果は結晶構造解析のデータとも一致し、スピントラッピング法によるESRスペクトルが芳香族アセチレン化合物結晶の放射線重合の研究に有効である事が分かった。。。
ナノ物質系のネットワーク形状制御による新奇物性探索

量子論に立脚した計算科学の手法を基に、種々のナノ物質の電子物性の解明ならびに、物質設計を行った。特に、ネットワーク形状の制御による、第一周期、第2周期の軽元素からのみから構築される、全く新しい物性を有するナノ物質の探索をおこない、形状制御、構成原子種制御、空隙制御による機能設計が可能であることを明らかにした。擬ポテンシャル平面波基底第一原理電子状態計算コード(PSPW)、さらに大規模系に関しては新たに開発した、実空間差分法を用いた密度汎関数法(RSPFT)コ一ドを用いて、種々のナノスケール構造体の電子状態と安定構造を明らかにした。初年度は、(1)磁性カーボンナノチューブ構造の探索と電子物性解明(2)カーボンナノチューブ内に構築されたSiナノワイヤの安定構造と電子物性を行った。前者に対しては、種々のトポロジカル欠陥において磁性ナノチューブの可能性があることを示し、さらに、通常の原子空孔の構造緩和によって、磁性を誘起するトポロジカル欠陥が形成されることを明らかにした。後者に対しては、ナノスケールの一次元円筒状空間に束縛されたSi原子についてその安定構造を多体間の相互作用効果を有効的取り込んだ経験的モデルポテンシャルを用いて明らかにした。また、そのエネルギー安定性について興味深い知見を得るに至った。擬ポテンシャル平面波基底第一原理電子状態計算コード(PSPW)、さらに大規模系に関しては新たに開発した、実空間差分法を用いた密度汎関数法(RSDFT)コードを用いて、種々のナノスケール構造体の電子状態と安定構造を明らかにした。今年度は、Si表面上に誘起される新奇表面状態についての予言を行い、解析的手法を基に、この新奇表面状態がジグザグ端を有するグラフェンリボンにおいて発現する、エッジ状態の2次元版と見なす事が可能である事を示した。また、この事から、グラフェンにおけるエッジ状態がグラフェン特有の表面状態ではなく、物質がある種の格子構造を有する時に普遍的に現れる表面状態である事を示した。しかしながら、Siの場合、この状態はコンダクションバンドの比較的深いエネルギー準位に埋もれてしまい、グラフェンのエッジ状態の場合とことなり、簡単なフェルミレベルチューニングにより、その特異な伝導物性のデバイス等への応用は簡単には望めない事があきらかになった。次に、ジグザグ端を有するグラフェンリボンに対して、その磁性状態の解明を行った。その結果、電荷ドープにより、その磁性状態が基底状態の両端での反平行スピンカップリング状態から、キャントした状態が最安定になる事を示した。最後に、上述のようなグラフェンリボンをバルクグラフェンから切り出す際に要する、エネルギーの見積を行い、アームチェア型の端がジグザグ型の端と比較して、水素化、清浄端の何れの場合も安定である事があきらかになった。第一原理電子状態計算ならびに経験的電子状態計算の手法を基に種々のグラフェンを始めとする2次元系の電子物性、エネルギー論を明らかにした。また、動力学計算から、グラフェンの引裂のシミュレーションを行い、グラフェンの機械的引裂においては引裂の進行に向き依存性があること、すなわち、アームチェアと呼ばれる端を形成する方向に引裂が進行することを示し、機械的なプロセスにより形成されたグラフェンナノ構造においては、アームチェア型の端が主たる端構造であることを予言した。次に、同じ蜂の巣格子を有する六方晶窒化ホウ素において、そのネットワークン中に導入された欠陥のエネルギー論を明らかにした。その結果、多原子空孔においては、荷電状態かつ窒素過剰条件のもとで、窒素を端とする構造緩和を示さない三角形状を有する欠陥が安定であることを示し、実験的に観測されている欠陥構造の起源の解明をおこなった。また、近年の透過型電子顕微鏡実験において観測されている特異な端形状を有するグラファイトに対し、提案されている構造モデル、すなわち折り畳まれたグラフェンに対する電子構造の解明をおこない、この系が出発物質のグラフェンとは全く異なる特異な電子構造を有する金属であることを明らかにした。
HDR画像のヒストグラム疎性を考慮した2階層HDR画像符号化

本年度では,本助成で得られた成果を国際会議で発表するとともに査読付き論文誌にて発表した.また,本年度で得られた成果を整理し理論を洗練させて査読付き論文誌に投稿予定である.当成果は,HDR画像のコンテンツアウェア符号化に対する基礎的技術であり,段階的な重要領域を検出する手法である.本年度に発表した論文は,その研究における一段階目の成果であり,画像において確実に重要と非重要な領域を検出しその情報を伝搬させることで,重要な領域をその輪郭の欠損を抑えつつ検出する手法である.画像を局所領域に分割し,SIFTと呼ばれる各画素の特徴量を計算する技術を用いて特徴的な画素を検出,分割した局所領域におけるその特徴画素濃度から確実に重要と非重要である局所領域を定義した.それら情報を周辺領域との相関度を基に同時に伝搬させるアルゴリズを提案した.提案手法は,最新の従来手法と比較して様々なデータセットにおいて平均で約10%の正解率向上を達成した.また,その成果を発展させて段階的な重要度を有する領域を検出する手法を検討した.従来では重要か非重要かしか議論されておらず,重要領域における優劣性は考えられていなかった.しかし,段階的な優劣性がある方が応用において発展性が高いことは明白である.そこで,深層学習を用いた注視点確率を推定する技術を提案し,重要領域における注視点濃度を算出,それを基に段階的な重要度を推定する手法を実現した.その手法は,目的を実現しているとともに従来の評価方法において最新の従来手法より概ね優れたスコアを達成しており,成果を整理し発表する予定である.本年度は,諸事情により研究進捗が大きく遅延し,そのため本年度が最終年度であったが期間延長を申請した.その遅延理由は承認され期間延長申請は受理された.よって,現在までの進捗状況は遅れていると言わざるを得ない.本年度の計画は,HDR画像符号化における国際標準方式JPEG XTが本年度中に策定が完了するため,JPEG XTを考慮し比較して優れた圧縮率を実現する手法の確立であった.昨年度は,原HDR画像の冗長性削減および予測精度の向上を実現し,HDR画像のロスレス符号化において平均で約15%の圧縮率向上を達成した.それらの技術はJPEG XTの基本構造に組み入れられるものであったが,JPEG XTの思想と異なるHDR画像の二階層符号化方式を提案し,次世代の標準方式策定においてその多様性に寄与しようと考えた.目標は,HDRとLDRの復元画像が高いスケーラビリティを有する二階層符号化手法の確立である.よって,提案技術の基礎的な利点であるHDR画像信号の整数性を利用し,JPEG XTと同等以上の圧縮率でありかつ高いスケーラビリティを目指して研究を行った.昨年度成果は,圧縮率向上に大きく寄与しかつ信号の整数性を担保する技術であるが,その構造によって差分信号が一般的な画像信号とは異なるため,画像に用いられてきた従来のスケーラブル符号化はそのまま適用できない.そのため,提案技術に沿った符号化方式を検討していた.また,画像の局所領域毎に圧縮率を変更するコンテンツアウェア符号化を応用することを考え,段階的な重要領域の検出技術を検討した.第一段階の成果は既に発表し,また最終的な成果も概ね達成している.しかしながら,年度の途中から研究に集中できない環境となり,成果を整えて発表することができなかった.次年度は,前述のとおり延長申請が承認されたことによる追加の研究期間であるので,これまでの理論や成果を整え洗練させて発表するのが主な活動となる.高いスケーラビリティを有するHDR画像のコンテンツアウェア符号化を実現するための基礎技術として段階的な重要領域を検出する手法は概ね成果が出ておりそれらを発表する準備をしている.それらを含むこれまでの成果を基に,HDRとLDRの復元画像におけるスケーラビリティに着目したHDR画像二階層符号化方式を検討する.LDR画像側に関しては,従来の画像符号化手法が容易に適用でき,特に整数値から整数値への周波数変換を基にしたロスレス・ロッシー統合画像符号化方式が有効と考えられる.HDR画像側でも同様の検討を行ったが,符号化すべき差分信号はそれまでの処理により雑音のような不規則信号になっており,周波数成分の分解がそのまま画像の多重解像度化となりづらいため,従来方式を容易に拡張することはできなかった.よって,今後も同様の検討を行うとともに,空間上で適応的に圧縮率を変更するコンテンツアウェアを考慮して高いスケーラビリティを実現する手法を検討する予定である.初年度に本助成で得られた成果は国際会議で発表したのち編集して査読付き論文誌に投稿中である.当成果は,主要なHDR画像フォーマットに対する実数値と整数値間の変換手法および区分線形近似と勾配推定によるLDR画像からのHDR画像推定を用いた二階層HDR画像ロスレス符号化である.提案法は,ロスレス符号化であり将来的にはロスレスロッシー統合画像符号化を想定しているので,一般的に実数値で表現されているHDR画像を整数値に変換する必要があり,さらに整数値でのHDR画像が有する冗長性を削減する変換を定義した.次に,二階層構造の下層に位置するLDR画像から原HDR画像を導出するために,最小二乗法を用いた区分線形近似による変換手法を提案した.符号化側では,原HDR画像を参照してLDR画像から最小二乗法により区分線形関数を算出しその傾き情報をサイド情報として保存する.復号化側では,サイド情報からその関数を算出しそれを用いて符号化側と同じHDR画像を算出する.それにより,L2ノルム的に最小な差分画像が少ない追加ビットで得られる.ただし,その推定HDR画像は原HDR画像に対して非線形量子化を行なった結果とほぼ等価であり勾配情報が欠損している.