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| 講演名 | 2010-03-09 09:50 第一次視覚野における皮質内水平結合の計算論的意義 ○佐々木博昭（東北大/理研）・佐藤俊治（電通大）・臼井支朗（理研）  NC2009-88 |
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| 抄録 | （和） | 第一次視覚野(V1 野) の細胞は、網膜で受容された光情報を、受容野を介した演算によって符号化する。この符号化原理の仮説としてBarlow(1961) は、efficient coding(EC) 仮説を提案した。このEC 仮説に基づくと、V1 野の単純型細胞の古典的受容野は、「自然画像をより少ない細胞の活動で、効率的に符号化するために存在している。」と解釈できる。しかしながら、V1 野の細胞の古典的受容野は互いに重なっており、かつ自然画像はエッジやテクスチャなどの空間的な構造をもつため、V1 野の細胞の反応は互いに統計的に独立ではない。すなわち、古典的受容野による符号化結果には冗長性が含まれている。そこで本研究では、V1 野の皮質内水平結合によって、より高い符号化効率が達成されると考えた。まず、符号化効率の評価関数を定義し、自然画像を用いた皮質内水平結合の自己組織化を行った。得られた水平結合の空間分布は、中心興奮、周辺抑制のメキシカンハット型の空間分布を示した。次に、size-tuning やcontextual modulation など、水平結合が関与していると考えられている現象が、数値シミュレーションにより定性的に再現されることがわかった。 |
| （英） | It is believed that in primary visual cortex(V1), neurons efficiently encode natural images by the sparse outputs of these neurons. However, such outputs of V1 cells are not sufficiently sparse because natural images have a spatial structure like edge and texture. Also the classical receptive fields of V1 cells are spatially overlapped. In this paper, we propose that the computational role of horizontal connection(HC) in V1 is to increase the efficiency of image coding. The estimated HC indicates a mexican hat like spatial distribution to natural images. First, wedefine a mathematical function evaluating the coding efficiency as a function of the HCs. Second, a HC distribution is obtained by computer simulations so that the simulated HC has a better performance for image encoding quantified by the evaluation function. We will show that a neural network model having the simulated HCs qualitatively reproduces some nonlinear properties of V1 neurons, e.g. size-tuning and contextual modulation. | |
| キーワード | （和） | efficient coding / sparse coding / 第一次視覚野 / 皮質内水平結合 / / / / |
| （英） | efficient coding / sparse coding / primary visual cortex / horizontal connection / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 109, no. 461, NC2009-88, pp. 7-12, 2010年3月. | |
| 資料番号 | NC2009-88 | |
| 発行日 | 2010-03-02 (NC) | |
| ISSN | Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | NC2009-88 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | NC MBE |
| 開催期間 | 2010-03-09 - 2010-03-11 |
| 開催地（和） | 玉川大学 |
| 開催地（英） | Tamagawa University |
| テーマ（和） | 一般 |
| テーマ（英） | General |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | NC |
| 会議コード | 2010-03-NC-MBE |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 第一次視覚野における皮質内水平結合の計算論的意義 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A computational theory of horizontal connection in primary visual cortex |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | efficient coding / efficient coding |
| キーワード(2)（和/英） | sparse coding / sparse coding |
| キーワード(3)（和/英） | 第一次視覚野 / primary visual cortex |
| キーワード(4)（和/英） | 皮質内水平結合 / horizontal connection |
| キーワード(5)（和/英） | / |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 佐々木 博昭 / Hiroaki Sasaki / ササキ ヒロアキ |
| 第1著者 所属（和/英） | 東北大学/理化学研究所 (略称： 東北大/理研) Tohoku University/RIKEN BSI (略称： Tohoku Univ./RIKEN) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 佐藤 俊治 / Shunji Satoh / サトウ シュンジ |
| 第2著者 所属（和/英） | 電気通信大学 (略称： 電通大) The University of Electro-Communications (略称： The Univ. of Electro-Comm.) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 臼井 支朗 / Shiro Usui / ウスイ シロウ |
| 第3著者 所属（和/英） | 理化学研究所 (略称： 理研) RIKEN BSI (略称： RIKEN) |
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| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2010-03-09 09:50:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | NC |
| 資料番号 | NC2009-88 |
| 巻番号（vol） | vol.109 |
| 号番号（no） | no.461 |
| ページ範囲 | pp.7-12 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2010-03-02 (NC) |
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