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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2023-10-27 13:55 深層畳み込みニューラルネットワーク(DCNN)内部ユニット不活性化による1次及び2次刺激に対する選択性への影響 ○王 安琪・法霊﨑真琉・眞田尚久（岩手県立大）  NC2023-26 |
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| 抄録 | （和） | 物体認識には，輝度情報(1次視覚特徴)だけでなく，テクスチャやコントラスト手がかり(2次視覚特徴)が重要である．大脳視覚システムでは，輝度情報がV1野で検出された後，V2野で2次視覚特徴が検出されている．また，人と同程度以上の物体認識能力を獲得しているDCNNでも，1次視覚特徴が初期層で抽出された後，1次及び2次視覚特徴の両方に選択性を示すユニットが中間層で現れ，これらのユニットが視覚特徴の統合処理をしていると考えられる． 本研究ではVGG-16のどの層で視覚特徴の統合処理が行われているかを明らかにするため，中間層の特定の内部ユニットの重みを操作することで不活性化し，高次層の1次及び2次刺激に対する選択性への影響を調べた．その結果，Block3, Block4の1次・2次視覚特徴の両方に選択性を示すユニットを選択的に不活性化すると，高次層(Block5)の内部ユニットは，1次・2次視覚特徴両方の選択性が著しく低下することが分かった．それに対し，同じ操作をBlock2で行った場合は，高次層(Block5)内部ユニットの2次刺激に対する選択性は著しく低下したが，1次視覚特徴への選択性への影響は少なかった．この結果から，1次視覚特徴と2次視覚特徴は，Block2ではまだ統合処理されておらず，Block3以降で視覚特徴の統合がされていることが示された．深層畳み込みニューラルネットワークモデルでは物体表現における視覚特徴抽出は階層的に行われ，中間層で視覚特徴の統合がされていることが示唆される． |
| （英） | Object recognition relies not only on luminance, which is considered 1st-order visual feature, but also on more complex attributes such as texture and contrast, which are referred to as second-order visual cues. In the cortical visual system, 1st- and 2nd-order visual cues are hierarchically processed in areas V1 and V2. Luminance information might be detected in area V1 and spatially integrated by V2 neurons to represent 2nd-order visual feature. We recently reported that internal units within middle layer of Deep Convolutional Neural Network (DCNN) also exhibit selective responses to 2nd-order visual features. Given the structural and response similarities between the cortical visual system and DCNNs, it is plausible that both systems possess similar mechanisms for integrating visual cues. In the present study, we conducted analysis on the VGG-16 model to estimate layers that integrate 1st- and 2nd-order visual features. Through the targeted deactivation of units that respond to both 1st and 2nd visual features in middle layers, we examined how this affected the response characteristics of units in higher layers. Our findings revealed that deactivating layers within Block2 reduced the response of units to 2nd-order stimuli in Block5, without impacting their response to 1st-order stimuli. Conversely, inactivating layers within Block3 and Block4 attenuated the response properties of Block5 units under both 1st- and 2nd-order conditions. These results strongly suggest that the internal units within Block3 play a critical role in the integration of 1st and 2nd-order visual features. Following the detection of luminance information in early layers, this information is likely integrated within middle layers to represent 2nd-order visual features. |
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| キーワード | （和） | 物体認識 / 視覚手がかり / 感覚統合 / 深層学習モデル / / / / |
| （英） | Object recognition / Visual cue / Sensory interation / Deep Neural Network / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 123, no. 233, NC2023-26, pp. 6-11, 2023年10月. | |
| 資料番号 | NC2023-26 | |
| 発行日 | 2023-10-20 (NC) | |
| ISSN | 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 | NC2023-26 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | NC MBE |
| 開催期間 | 2023-10-27 - 2023-10-28 |
| 開催地（和） | 東北大学 |
| 開催地（英） | Tohoku Univ. |
| テーマ（和） | NC，ME，一般 |
| テーマ（英） | NC, ME |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | NC |
| 会議コード | 2023-10-NC-MBE |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 深層畳み込みニューラルネットワーク(DCNN)内部ユニット不活性化による1次及び2次刺激に対する選択性への影響 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Effect on tuning properties to 1st- and 2nd-order stimuli by inactivation of internal units in Deep Convolutional Neural Network (DCNN) |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 物体認識 / Object recognition |
| キーワード(2)（和/英） | 視覚手がかり / Visual cue |
| キーワード(3)（和/英） | 感覚統合 / Sensory interation |
| キーワード(4)（和/英） | 深層学習モデル / Deep Neural Network |
| 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） | 王 安琪 / Anqi Wang / オウ アンキ |
| 第1著者 所属（和/英） | 岩手県立大学 (略称： 岩手県立大) Iwate Prefectural University (略称： IPU) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 法霊﨑 真琉 / Maryu Horyozaki / ホウリョウザキ マリュウ |
| 第2著者 所属（和/英） | 岩手県立大学 (略称： 岩手県立大) Iwate Prefectural University (略称： IPU) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 眞田 尚久 / Takahisa M. Sanada / サナダ タカヒサ |
| 第3著者 所属（和/英） | 岩手県立大学 (略称： 岩手県立大) Iwate Prefectural University (略称： IPU) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2023-10-27 13:55:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | NC |
| 資料番号 | NC2023-26 |
| 巻番号（vol） | vol.123 |
| 号番号（no） | no.233 |
| ページ範囲 | pp.6-11 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2023-10-20 (NC) |
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