生物工学系の質問です。なるべく多く回答頂きたいです

Question

大学で課題が出たのですが、全然わかりません。

＜課題＞
   ヒトの視覚機能が優れている点を,その機能メカニズムを調べ,人工の画像システムの機能を高める技術展開のヒントは?

☆自分の考えた案
　ヒトの視覚機能が優れている点は、歩いているときにその道の斜面の角度を認識し、それに応じて坂を上る足の筋肉の力を調節して坂を上ることができる点。
　機能メカニズムは、目で坂の斜面を見て、目で見た情報が視神経を通り、脳へ到達する。その後、脳から足の筋肉に筋肉を動かすシグナルを送り、足の筋肉が動く。これにより坂を上る。
　人工の画像システムの機能を高める技術展開のヒントは、
　　(1)機会の水平感覚を正確に把握させるようにすること。
　　(2)解像度の向上

自分なりには、考えたのですがあまり自信がありません。教員に質問してもあまり答えてもらえませんでした。
　この課題について、何か回答案がある人は教えていただけないでしょうか？お手数ですが、よろしくお願いします。

CC_T · Accepted Answer

その回答は「視覚機能」から離れていませんか？
傾斜対応や不整地歩行については、足からのフィードバックの方が大きいと思います。

例えば、
・人間の目はかなりの広角で、ひずみの少ない画像を得る事が出来る。
　→球体の内面に沿って視細胞が並んでいる状態だから。
　　→球体の内側に受光素子を並べれば、広角の画像を得る事が出来、
　　　視野周辺部のひずみ補正など画像処理の手間を軽減する事が出来る。
　　　同じく球内面プロジェクタを用いれば、その臨場感はかなりのものだろう。

・奥行をかなり正確に認識できる。
　→両目の画像を合成して、対象までの距離を認識している。
　　→左右一方のカメラを首ふり式とし、興味の対象物がセンターに来るように
　　　その角度を微細に制御することで対象物との距離を知る事が出来る。
　　　鏡面を利用して角度を増幅する方法が現実的か。

・水晶体の動きによってピント調節している
　→最近、同じように水圧でレンズの厚みを変えるメガネが作られてますね。
　　上手く使えば、水滴やホコリに強く、素早いピント調節ができるカメラが実現できそう。

…といったところを思いつきました。
とりあえず、「視覚機能」という言葉がどういう機能の事を指すか、確認してみてはいかがでしょうか。
あとはスポーツ選手などの「目」について調べてみるとか。
自分の知識の中に無ければ、関連した項目が無いか広く目を向けてみる事です。

LEVELUP100 · Answer

参考になりそうな書籍を紹介します。

＞ディジタル画像処理の基礎と応用―基本概念から顔画像認識まで (ディジタル信号処理シリーズ) [単行本]
＞http://www.amazon.co.jp/%E3%83%87%E3%82%A3%E3%82%B8%E3%82%BF%E3%83%AB%E7%94%BB%E5%83%8F%E5%87%A6%E7%90%86%E3%81%AE%E5%9F%BA%E7%A4%8E%E3%81%A8%E5%BF%9C%E7%94%A8%E2%80%95%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E6%A6%82%E5%BF%B5%E3%81%8B%E3%82%89%E9%A1%94%E7%94%BB%E5%83%8F%E8%AA%8D%E8%AD%98%E3%81%BE%E3%81%A7-%E3%83%87%E3%82%A3%E3%82%B8%E3%82%BF%E3%83%AB%E4%BF%A1%E5%8F%B7%E5%87%A6%E7%90%86%E3%82%B7%E3%83%AA%E3%83%BC%E3%82%BA-%E9%85%92%E4%BA%95-%E5%B9%B8%E5%B8%82/dp/4789830950/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1377681796&sr=8-1&keywords=%E7%94%BB%E5%83%8F%E5%87%A6%E7%90%86%E3%80%80%E8%AA%8D%E8%AD%98

＞図解入門よくわかる最新 画像処理アルゴリズムの基本と仕組み (How‐nual Visual Guide Book) [単行本]
＞http://www.amazon.co.jp/%E5%9B%B3%E8%A7%A3%E5%85%A5%E9%96%80%E3%82%88%E3%81%8F%E3%82%8F%E3%81%8B%E3%82%8B%E6%9C%80%E6%96%B0-%E7%94%BB%E5%83%8F%E5%87%A6%E7%90%86%E3%82%A2%E3%83%AB%E3%82%B4%E3%83%AA%E3%82%BA%E3%83%A0%E3%81%AE%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E3%81%A8%E4%BB%95%E7%B5%84%E3%81%BF-How%E2%80%90nual-Visual-Guide/dp/4798035173/ref=pd_sim_b_1

読破するだけでも一苦労するのですが、「理解したい」と願うなら必読と思います。

shintaro-2 · Answer

>ヒトの視覚機能が優れている点は、歩いているときにその道の斜面の角度を認識し、それに応じて坂を上る足の筋肉の力を調節して坂を上ることができる点。

もっと一般化した話なのではないですか？

視覚と言っても目が優れているのではなく、脳による認識が優れているというか特殊なのであって、

例えば、あるエリアを見ていると、特定のものにフォーカスしていて周辺のものが見えていない→画像処理の負担が少ないとか、文字が何かで隠れていても補って認識してしまうといったことがあります（同じ虫食い文字でもノイズが無い状態（例えば白黒の2色）では、文字を読めない）

何をもって「優れている」とするのかという、定義から始めては如何でしょう？

LEVELUP100 · Answer

脱線した話かもしれませんが。

最近の話だったかな？

見えないはずの死角になっているはずの部分も脳が補完してくれる。

というのがあるので、記憶や推論とも密接に関係があるのかもしれませんね。

たとえば小学生時代に受けた知能テストでも記憶では、積み上げた箱は全部でいくつあるか？見えない裏側の数も含めて記述する・・・というのがありました。

立体感の把握・・・ですが、一般に両目で観察することによって視差があるので物体は立体になって見える・・・とされていますが、”必ずしもそうでは無い・・・らしい”・・・という話もあります。

たとえば道路を歩くとすると、たいていの場合は電柱があるのでこれをみると距離を把握することができるけど、目印が無いと感覚が狂うなど。

両眼視差
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%A1%E7%9C%BC%E8%A6%96%E5%B7%AE

視差エネルギーモデル
http://bsd.neuroinf.jp/wiki/%E8%A6%96%E5%B7%AE%E3%82%A8%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%82%AE%E3%83%BC%E3%83%A2%E3%83%87%E3%83%AB

参考URL：http://bsd.neuroinf.jp/wiki/%E8%A6%96%E5%B7%AE%E3%82%A8%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%82%AE%E3%83%BC%E3%83%A2%E3%83%87%E3%83%AB

生物工学系の質問です。なるべく多く回答頂きたいです

その回答は「視覚機能」から離れていませんか？

参考になりそうな書籍を紹介します。

>ヒトの視覚機能が優れている点は、歩いているときにその道の斜面の角度を認識し、それに応じて坂を上る足の筋肉の力を調節して坂を上ることができる点。

脱線した話かもしれませんが。

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