三次元物体認識における空間周波数感度および遂行成績への課題要求の影響

丁触JaPanese　Jou

’

nfai 　Of　A

’

）

，

tthon〔）mic ＆ 抛η ‘

’

c／ 2002

_，

Vol

．

　ZO

，

　Nu

．

2

、

97

−

IO4

研 究論 文

三

_{次元 物 体認 識}

に お

け

る

空 間

周

波 数 感

度

お

よ び

　　　　　　

遂

行

成 績

へ

の

課 題 要 求

の

影

響

1）

近

藤

武

夫

・

利

島

保

広 島大 学

Effect

　

of

　

task

−

demand

　

on

　

sensitivity

　

to

　

spatial

　

frequencies

and

　

performances

　

in

　

three

−

dimensional

　

object

　

recognition

Takeo

　

KoNDou

　_and 　

Tamotsu

　

TosHIMA

ノ

f

勿 ∫々觀 α

CJnivers

め

，

＊

　　 This　study　investigated　whether 　our 　sensitivity 　to　spatial 　frequencies　of　three

−

dimensi〔mal

objects 　will　vary 　according 　to　task　demand

．

　 Our　experimcntal 　

design

　followed　that　of　

Newe11

（1998）and 　added 　a　variable 　spatla 】frequency

，

　Newe11 （1998）reported 　that　view 　

dependence

　was observed 　when 　si皿 ilarity　bctween　objects　was 　

high

　and 　memory 　set　size 　was 　large

．

　Experiment

lshowed

　that　

high

　similarity 　and 　large　mem  ry　set　size　reduced 　sensitivity 　to　low　spatial

frequency

（

LSF

）

，

　whi 工e　Experimcnt　2　showed 　that　only　

large

　mem 〔｝ry　set　size　caused 　view

dependent　strategy 　to　precess　LSF

．

　 Thesc　results 　suggest 　that　similarity 　and 　memory 　set　size affeCt 　the　variat

．

ion　of　sensitivity　to　spatial 　

frequency

　with 　large　memory 　set　size　reducing sensitivity 　to　

LSF ．

Key　words ：spatial 　frequency

，　three

−dimensional

　object　recQgnition

，

　view 　

dependent

　 視 覚 刺 激と して入 力され る情 報は

，

粗い特 徴 情 報を含

む低空 間 周 波 数， 細か い特 徴 情 報を含む高空間 周 波 数，

とい う よ うに

，

視 覚 系において複 数の空間 周 波 数チャ ネ ル に分 け ら れて処 理 さ れ る （Singer ＆ Bedworth

，

1973；

Poggio，

　Doty

，

＆ Talbot

，

1977）

．

初 期の研 究で

は， こ の よ う な 空間 周 波 数に は， 低 空 間 周 波 数が まず処

理さ れ

，

そ の後 高空間 周 波 数が処理される

，

とい っ た

，

知 覚 的に決 定された処理 順序が あ る と考え られ ていた

．

しか し近 年

，

その ようなあらか じ め決 定さ れ た処理 順序

は存在し ない こ と が示 唆 さ れ た （

1

）_arkcr

_，



Lishman，

_＆

Hughes，1996

）

．

　さ らに，　

Oltva

＆

Schyns

（1997）は，

シ

ー

ンの知覚に お いて， 被 験者に複 数の空間周波 数 成 分

＊

_Graduate

　schoo 】of　education

，

　H互roshima 　

Univer−

　 sity

，

1

−

1

−

2

_{Kagamiyama ，}

　

Higashi−hiroshima

，

　

Iliroshima

，

739−8523

1

）本論 文の作 成にあ た り

，

ご協 力い ただいた比 治 山大 　 学現代 文 化学 部 吉田 弘 司 助 教 授

，

様 々 な ご 示 唆 を 　 い た だい た広 島大学教育 学 部 認知心 理学 研 究 室の 　 皆 様に深 く感 謝いた し ます

．

か ら なるハ _{イ ブ リッ ド刺 激を 呈 示 す}る と

，

先 行呈 示さ れ たハ _イブ_{リッ ド刺 激}の うち

，

有 意 味であっ た方の空 間 周 波 数を選 択 的に知 覚する とい う現 象を報 告し た

．

ハ イ ブ リッ ド刺 激と は

，

高 速 道 路の風 景 と林 立 す るビル の風 景 な どの

，

2

つ の 異 な るシ

ー

ン を， そ れ ぞ れ高空間周 波数 と低 空 間周波数 とい う別 個の空間周 波数で表 現し

，

そ れ ら を 重 ね 合 わせ ること で 合 成 し た もの であ る

．

先 行 呈 示 さ れ たハ _{イ ブ リッ ド刺 激は} ， 特 定の空 間 周 波 数か ら なる 有意味な刺 激と

，

そ れ と は異な る空間周波 数か ら な る ノ イ ズの複 合 刺 激であっ た

．

ま た

，

後に呈示されたハ _{イ ブ} リッ ド刺 激では

，

そ れ ぞ れ の空 間周 波 数の画 像は有 意 味 な刺 激で あっ た

．

Oliva

＆

Schyns

は

，

後 に呈 示 さ れ た ハ _{イ ブ リッ ド画}像_を構成_{す る} 2つの シ

ー

ンが と もに有 意 味で あっ た に も か か わ らず， 先 行 呈 示 さ れ たハ イ ブ リッ ド画像の う ち

，

有意味であっ た 空間周 波 数 画 像で表 現さ れ たシ

ー

ンだけが知 覚さ れ たことか ら

，

課 題 解 決に とっ て有 効で あっ た情 報が選 択 的に知 覚された と説 明してい る

．

こ の説明か ら

，

課題 を効 率的に解決 す る た めに求 め られ る情 報 処理 （課 題 要 求 〉に とっ て 必要な特徴情報 を

98 基礎 心理学 研 究 　 第20巻　第 2号 持っ た空 間 周 波 数チャネル が優 先 的に知 覚さ れると考え られ る

．

　単

一

の物 体の知 覚と比 較し て

，

シ

ー

ン の知 覚に は

，

複 数の単

一

の物 体の知覚と， そ の統 合とい う過 程が存 在し てい るため

，

単

一

の物 体の知覚と は処 理が異 なっ ている と考え ら れ る

．

しか し， 単

一

の物 体の知 覚 につ い て も 同 様に

，

課 題 要 求によっ てどの空間周 波 数が利用 さ れ る か は 異 なっ てい る

．

例え ば

，

同

一

人 物の顔で あっ て も

，

表 情の認識， 特に笑 顔の認 識の際には低 空 間 周 波 数が主に 利用 さ れ

，

既知顔の認識の際には中域の空 間周 波 数が主 に利 用 さ れ ること が 報 告されて い る （永 山

・

吉田

・

利 島

，

1995）

．

こ の よ うに， 同

一

_人物の顔 ， す な わ ち同じ 物 体につ い て も

，

課題要 求によっ て利用 さ れる空 間周波 数情 報が異なっ てい る こ とが 示 唆されてい る

．

　 他 方

，

同じ物 体 認 識 処理で も， 顔 認 識と

一

般 的な物 体 認 識では

，

異 な る処 理 シ ステム が存 在す る とい わ れ て い

る （

Farah，

“

’

ilsoll

，

　

Drail1

，

＆ Tanaka

，

1995）

．

特に

，

一

_{般 的な物体の認識で は} ， 知 覚システム にお け る空 間 周 波 数 帯の優先 的 処 埋 や， 知 覚 的に決 定 さ れ た 処 理 順 序 な ど の研 究 （例 えば， Ginsburg

，

1986）や， 物 体その もの の持つ特 性と処理さ れ る空間 周 波 数の関 係 （例え ば物体 の複雑性に つ い て は Hoeger

_，

1997）が研 究さ れ て きた

．

し か し， 課 題 要 求と利用 さ れ る空 間 周 波 数と の関 係につ い ては検討 さ れて こな かっ た

．

顔 認 識で は

，

課 題 要 求に よっ て利 用さ れ る空間 周 波 数が 異 な るこ とが 示

．

唆 さ れて い る

．

ところが

，一

般 的な物 体の認 識に お い て も， シ

ー

ン の知 覚や顔 認 識と同 様

，

課 題 要 求の違いに よ り

，

利用 さ れ る特徴情報が変 化 するか否か は明らか になっ てい な い

．

　ま た， 凵 常 的 な 条 件で の

一

_{般 的 な 物 体の認 識に は}

_，

_奥 行きと い う次元 が 存在す る た めに， その物 体を どの方 向 か ら観 察する か という視 点の変 化の問題 が あ る

．

このよ うな問題は 三次元物 体 認 識 研 究として

，

近年盛 んに議 論 さ れてい る

．

ど の ような視 点か ら観 察し て も

，

認 識 成 績 は

・

．

・

定で あ る とい う視 点 不 変 性を 強調 す る 立場 （

Biederman，

1987；

Biederman

＆

Coopcr，

1991；

Biederman

＆

Gerhardstein

，1993

；

Biederman

＆

Ger−

hardstehn

_，

1995＞ と

，

あ る物体に とっ て最 も そ れ ら しい

見え方 をす る視 点か ら観 察した際の景 観は

，

そ れ以 外の

視 点か ら観 察し た際の景 観よ り も

，

認 識 成 績が良い とい

う視点依 存 性 を強調 す る 立 場 （Palmer

，

　Rosch

，

＆

Chase，1981

；

iNTarrington

＆

Jamcs

，

1986

；

Tarr，

1995；

Tarr ＆ BUIthoff

，

1995；Tarr

，

　

Williams，

　

Hayward ，

＆

Gauthier，1998）が ある

．

この よ う な視 点 不 変 性と視点 依 存 性は

，

必 ずどち らか が 生起す る とい う わ けで は な い

。

_例えば カテゴ リ カル な認識の場合に は

，

視 点不変性 が 生起す る よ う なシ ス テムが 用い ら れ

，

同じカテ ゴリ

ー

に属す るが具 体 例の異 な る 認 識 （同 名 異 例 物 体

，

e

．

　g

，

，

2つ のよく似た椅 子 ）の場 合には， 視 点 依 存 性が生 起 す る ようなシ ス テ ムが用い ら れる といっ た

，

トレ

ー

ドオフ の 関 係が存 在する可 能 性 も 示 唆 さ れ てい る （Tarr ＆

BUIthoff

，1995

）

．

し か し

，

ど の ような条 件によっ て視 点 依存

・

視点不変の トレ

ー

ドオフが生じ るの か は明らか に なっ て いない

．

　これ ら 三次元物 体 研 究の 中で，

Newell

（1998） は

，

記 憶 中に存 在す る 三次 元物体表象 間の類似 性と記憶セ ッ ト数という

，

2つ の要 因が持つ _{負 荷}の高 低を変 数と し た 遅 延 弁 別 課 題 を行い

，

両 方の要 閃の負 荷が高い と きに の み

，

視 点 依 存 的 な 認 識が行 われ る こ と を観 察し た

．

こ の 原因と して， 現在弁 別 し な け ればな ら ない 物体セ ッ トに お い て最も診 断性が高くな る よ うに

，

物 体 表 象の持つ特 微 次元に対する感 度が 変 化 し た と考察 し た

．

類 似 性の高 い 2つ の物 体 （記 憶セ ッ ト〉の遅延 弁 別 課題 を 用 いた Newell の研究で は

，

記 憶セ ッ ト数が少ない と き

，

認識 は 視 点 不変であっ た が

，

記 憶セ ッ ト数が多 くな る と視 点 依存と な ること が観 察さ れ た

．

この結 果につ い て

，

記 憶 セ ッ ト数が多い _条件で は， 認 識シ ス テムの感 度が物 体 表 象 間 （例 ：ボ トル と キャ ン ドル）の特 徴の違いに最 適化 し

，

被験 者に課 題で求め ら れ た よ く似 た物 体 間の特徴に 対す る感 度が低 下し た た め

，

弁 別 （例 ： よ く似た ボ トル の弁 別 ） が 困 難 と な り

，

視 点 依 存の認識 成 績となっ たと 説 明し た

．

っ _{ま り} ， 同

一

_{の物 体であ} っ て も

，

課 題 要 求の 違い によ り， 処 理 さ れ る情 報が異 な ると考 えられる

．

た だ

，

Newell （1998）の研究で は， この よ う な 感度 変 化 が生起し た か どうか につ い て は扱っ てい ない

．

そこで本 研 究で は

，

特 徴 情 報に対 する感 度 変 化に よる， 視 点 依 存

，

視 点不変の 認 識 成 績の変 化が得ら れ た Newell の実 験パ ラ ダ イム を 用い

，

物 体の持つ特 徴 情 報 と し て

．

空間 周 波 数の違い を 変 数 と し た実験 を行っ た

．

これ に よ り

，

同

一

の物 体であっ て も

，

顔 認 識で確認 さ れ た よ う な

，

課 題 要 求に よっ て

，

刺 激の空間周 波 数に対 す る 感 度 変 化が 生 起 するか否か を検 討 すること を目 的と し た

．

こ のよ う な 感 度 変 化が実際に観 察され れ ば

，

Newell が考 察し た， 特徴に対す る 感 度変化が， 視 点 依 存

・

視 点不変の認 識 成 績の変 化に関 与し てい る と考え られ る

．

実 　

．

験 　

1

　 目　 的 　本 実験で は， 特徴情 報に対する感 度 変 化に よっ て

，

視 点 依 存

・

視 点 不変の 認識 成 績の変 化が得ら れ た

Newell

近 藤

・

利 島 ：三次 元 物 体の空 間 周 波 数へ の感 度 変化 99 （1998）の実 験パ ラダイム を用い て

，

視 覚 対 象の持つ 特 徴 情 報と して

，

空間 周 波 数の違い を変 数とし た実 験を行 っ た

．

こ れ に より

，

同

一

の物 体で あっ て も， シ

ー

ンの知 覚 や顔 認 識で確 認さ れ た よ う な， 課題要求によ る 窄間 周 波 数に対す る感 度 変 化が 生起す るか否か を検討 する こ と を冖的と した

．

　 方 　法 　 被験者 　正常な視力 （矯正 を含む）を持つ 19歳か ら 31歳の大 学 生お よび 大 学 院 生

16

名

．

男性

9

名， 女性

7

名

．

平 均 年 齢は 22

．

5歳

．

　刺激　

Newell

が用いた もの と 同 様の 三次 元 物 体 を刺 激 作成に 先 立 っ て作 成し た

．

これ らの二次／

t

物 体は

，

ラ ンプ

，

グラ ス

，

燭台

，

花 瓶

，

ト ラ ンペ ッ ト

，

釘

，

丸 椅 子， ボ トル の三 次 元物 体8種類 と

，

8種 類そ れ ぞれの物 体に対して類 似 性の高い 三 次元物 体1つずつ

，

計

16

種 類の物 体で あ っ た

．

ま た

，

これらの 16種 類 の三次 元 物 体は

，

Willdows 用ソフ トウェ アで あ る三 次 元モ デラ

ー

Rhinoccros

を 用い てモ デ リン グ お よ びレ ンダ リング を 彳

．

∫うこ とに よ り 作 成 し た

．

これ ら 三次元物 体の例 を

Figure

　lに示 す

．

これ らは Newell と同様に

，

すべ て同 じ ジ オン （

Biederman，

19

．

　87_）か ら なっ て お り

，

ジ オン の配 列と大き さを変え る こ と で

，

別個の 二次 元物体 を 形 作っ てい た

．

ま た作 成し た すべ て の三次元物体の縦横比 は同様に そ ろえ た

．

さ らにジ オン配 列の異 な る 各 三 次 元 物体を構成 す るジオンの大き さ を わずか に変 化さ せ る こ と に よ り

，

同様の ジ オン配 列 を持っ た， 類 似 性の高い三 次元物 体を 作成し た （Newell

，

1998を参 照 ）

．

そ の後

，

すべ て の物 体の 0

〜

180度ま で の景 観 を

，

視 点

30

度 ごと に， 256×256ピク セル

，

256諧 調グレ

ー

ス ケ

ー

ルの静止 画 像と し て取 り出し た

．

これら はモ ニ _タ

ー

に呈 示 する 際

，

57cm 離れ た位置 か ら観察 す る と

5

度の視角を張る 大き さ とし た

．

次に こ れ らの静 1ヒ画像か ら

，

そ れ ぞ れ 24

．

8cycles／image を 中 心に

1

オ ク タ

ー

ブ の空間 周 波 数 成分 を 抽出し た刺 激 画 像 （高空間 周 波 数 Iligh　

Spatial

Figure　l

．

　

Three−dimensional

　objects

．

Frequency

，　

HSF

刺激）と，

6．

2cycle

／

image

を 中 心

に 1オクタ

ー

ブの空 間 周 波 数 成分を抽 出し た刺 激 画 像 （低空間 周 波 数 LQw 　

Spatial

　Frequency

，

　LSF _{刺 激 ）} を作 成し た

．

空 間 周 波 数 を 操 作 し た刺 激 画 像の 例を Figure　2に 示 す

．

刺 激画像は全 体で 112枚となっ た

．

　 装 置

NEC

製パ

ー

_{ソ ナ}ル コ ン ピ

．

z

一

夕

PC −9801

Xa　lO

，

お よび

EIZO

製 カ ラ

ー

ディ ス プレイ FlcxScan

E97

　Ts_{， 刺 激}呈 示お よ び 反 応測 定用の ソ フ ト ウ ェ ァ と

して

Cedrus

製SuperLab 　Version　1

．

05お よび同ソ フト

専 用ス イッ チボック ス RB　400_を使用し た

．

また被験者 の頭部を モニ タ

ー

か ら57cm 離れ た_{位 置}に_固定 す る た め に

，

顔 面 固定 器を使用 し た

．

　実 験計 画 　標 的 と して記 憶 す る 物 体 数 （記憶セ ッ ト 数）2種 類 （ユつ ；4つ_）， 空間 周 波 数 2種 類 （HSF 刺 激，

LSF

刺 激 ）

，

二次元物 体を観 察す る視 点の数7種 類 （0度， 30度

，

60度

，

90度

，

120度

，

150度

，

180度 ） の 2×2×7の被 験 者 内計 画と し た

．

　 手 続 き　 実 験 は 2つ の ブロ ッ ク （ブ ロ ック

A ，

ブロ ッ ク B）か らな り， そ れ ぞ れの ブロ ッ クは誰 憶セ ッ シ ョ ン とテス トセ ッショ ンの

2

つ の セ ッ シ ョ ンか ら なっ て い た

．

ま た

，

両ブロ ッ ク の記憶セ ッシ ョ ンで は， 記 憶す る 標 的物 体の数が異なっ ていた

．

被 験 者は まず 記 憶セ ッシ ョ ン に お い て， 標 的 物体が1つ につ き 4回

．

奥行き回転す る アニ メ

ー

シ ョ ンを観 察し

，

そ の形 状 を記 憶した

．

ま

HIGH 　SPATIAL 　FREQUENCY

LOW 　SPATtAL 　FREQUENCY

Figure

　2

．

　 Samples　of　spatial 　fre〔luency　manipula

−

100 基 礎 心 理 学 研 究　 第2 巻 　 第2 号 た

，

被 験 者 には

，

物 体の形状を よく記 憶する ように教示 した

_．

_記憶セ ッ シ ョ ン で の被験 者の課 題は

，

こ の アニ メ

ー

_{ショ ンを よ く観 察し て そ の形状を記 憶す るだけ}であっ た

．

記 憶セ ッ シ ョ ン の直 後に始 ま る テス トセ ッ シ ョ ン に お いて

，

最 初に 500ms 呈 示 さ れ る 注 視 点に続 いて_， 記 憶セ ッシ ョ ン で記 憶し た物 体の静止 画像 （標的 刺 激 ）， もし くは標 的と類 似 性の高い_{物 体}の静止画 像 （ディス ト ラ ク タ）が

，

150ms 呈示された

．

そ の後ブラ ン クが 呈 示 さ れ

，

被 験 者の反 応 を受け付け るとす ぐに次の試 行が 始まっ た

．

ま た， テス トセ ッ シ ョ ンで は HSF 刺 激

，

LSF

刺 激， 標準 刺激を さ らに別 個の下 位セ ッ シ ョ ンで 呈 示 し た

．

各 下 位セ ッシ ョ ン で の静止 画像は

0

度

〜18e

度の視 点につ い て ラン_ダムな順 序で呈 示し た

．

テス トセ ッ シ ョ ンでの被 験者の課題は

，

呈 示 さ れ た静止画 像が記 憶セ ッ シ ョ ンで記憶し た物 体か否か を手 元の ボタ ンを押 し て弁別 す るこ とで あっ た

．

被 験 者に は で き るだけ速 く

，

かつ正 確に判 断を 行 う よ うに求め

，

反応 時 間と誤 答 率を 記 録 し た

．

ブロ _ッ ク

A

では 記 憶セ ッ シ ョツ で 1つ の標 的 物 体の形 状を記 憶 （記 憶セ ッ ト数 ：少 ） し， 続 く テス トセ ッシ ョ ン で もう1つ の類 似 性の_高い_物体か ら弁 別する課 題を_， 休 憩をは さ ん で

，

物 体を変え4回繰り 返 し た

．

休 憩を と る時 間の長さ は被 験 者の判 断に任せ

，

被 験 者 自 身が十 分に休んだと判 断 し た ら手 元の ボタン を押 して実験を続け る よ う 教 示 し た

．

ブロ ックB で は， 記 憶セ ッシ ョ ン で連 続 的に呈 示 さ れ る

4

つ の_標的物体の 形 状を記 憶 （記 憶セ ッ ト数 ：多 ）し

，

続くテ ス トセ ッ ショ ンで 4つ の標 的 物 体それぞれに対 応 する類 似 性の高い デ ィ ス ト ラ ク タ刺 激1っずっ を合わせ た

，

計8つの物 体か ら標 的 物 体を弁 別し た

．A

，　

B

各ブロ ックの実 施順序

，

お よ び

A

，

B

各ブロ ックにおい て標的物体の アニ メ

ー

シ ョ ンが 呈 示される順序， ま たテ ス トセ ッ シ ョ ンに おけ るHSF 刺 激

，

　LSF _{刺 激が呈 示さ れ}る下 位セ ッシ ョ ンの 実 施 順 序は

，

被 験 者 間で カ ウ ンタ

ー

バ ラ ン スを とっ た

．

ま た テス トセ ッ シ ョ ン の下 位2セ ッシ ョ ン そ れ ぞ れ に お い て，

0

度

〜180

度ま で の視 点の呈示順 序は ランダマ イ ズ し た

．A

，　B 各 ブロ ッ クのテス トセ ッ シ ョ ンでの 試 行 数の合計は各ll2試 行，　A

，

　B 両 ブロ ッ ク を 合 わせ る と 228試 行であっ た

．

実験 全 体に か か る時 間は被 験 者

1

名 に つ き約30分間ほ ど であっ た

．

　 結 果 　記憶セ ッ ト数少 条 件お よび記 憶セ ッ ト数 多 条 件に おけ る， 各 空間周 波 数 刺 激およ び 標 準 刺 激に対 す る 反 応 時 間 と誤 答 率をFigure　3に示 し た

．

　 まず

，Newell

（1998）は

，

記 憶セッ ト数少条 件 と多 条 件を別 個の実 験と し て行っ ていた

．

その際に得ら れ た 1200100Q E800 且 ooo 左 　 400 12eo1000 　 800 冨 邑 ト 600 　 400 0　　　　30　　　60　　　90　　　12K）　　 150　　　180 　 　 　 VIEW（

°

） m 刀 刀 O 刀

〔

訴

｝

m 刀 刀 Q 刀

（

承

）

0 　 0 　 0

　

0 　 0 　 0 5 　 4 　 3

　

2 　 1 　 　 　 　 Q　　　30　　　60　 　　90　　　120　　 150　　 180 　 　 　 VIEW （

°

）

Figure

　

3．



ReactiQn

　times　and　error　rates 　for　stimu

−

　lus　images _（high　and 　

low

　spatial　frequency　and

　norma 】stinluli ）as　a　function　of　changes 　ilwiew

−

　p〔〕

int

　

in

　

Experiment

　

1，

　Two 　charts　illustrates　the

　condition 　Qf　small 　memory 　set 　size （above ）and

　large　memOry 　Set　SiZe （

1

〕elOW ）

．

視点の効 果 と， 本 実 験で得 ら れ たIISF 刺 激

，

　LSF 刺 激 お よ び標 準 刺 激のそ れ ぞ れに対 す る視 点の効果 を 比較す るた め

，Newell

と同 様に

，

そ れ ぞ れ 視点につ い て

1

要 因の分 散 分 析を行っ た

．

視 点の効 果が有意であ れ ば 認識 成 績は視 点 依 存であ り

，

有 意でなけ れば視 点不 変であ る とい え る

．

　反応時 間につ い て， 記憶セッ ト数少 条 件で は HSF 刺 激 （

F − 1，

590

， ns），

1，

SF

刺 激 （

F − 1．

59U，

　ns）

，

標 準 刺 激 （

F ＝

1

．

590

，

ns ）すべ て で， 視 点の効果 が有 意 で なか ワ た

．

記 憶セ ッ ト数 多 条 件で は，

HSF

刺 激 （F

＝

₁

_．

_S64

_，

　p〈

．

10）

，

　 LSF _{刺 激　（}

F ＝

2

．

165 ，　

p

〈

．

10

）， 標準 刺激 （F

＝

2

．

775

，

p〈

．

05）と空 間 周 波 数を操 作し た刺激 で， 視 点の効果 の傾 向が

，

ま た標 準 刺 激で有 意な 視 点の効 果が見られ た

．

っ _{ま り} ， 記憶セ ッ ト数 少 条 件で は視 点不 変の結果 が， 記 憶セ ッ ト数 多 条 件 で は 視 点 依 存 の結 果が得られた

．

　誤 答率につ い て は

，

記憶セ ッ ト数 少 条 件で は HSF 刺 激 （F

＝

1

．

590

，

ns ）

，

　 LSF _{刺 激 　（}F

＝

1

．

590

，

　ns ）

，

標 準 刺激 （

F ＝1．

590

， ns ）すべ て で視 点の効 果が有 意で はなか っ た

．

記憶セ ッ ト数 多 条 件で は

，

IISF 刺 激 （F

近 藤

・

利島 ：三 次 元物 体の空間 周 波 数へ の感 度 変 化 ／

01

一

₁

_．

₈₆₄ ，

p

く

．

1 ）

，

　LSF 刺 激 （F

−

2

．

工

65

，　p＜

．

10

） で 視 点の効 果の傾 向が見ら れ た

．

しか し

，

記憶セ ッ ト数多 条 件の標準 刺激 （F

＝

1

．

Ol5

，　ns）で は視 点の効 果は有 意で な かっ た

．

　記 憶セ ッ ト数の大 小 （1つ ；4つ ）

，

空間周 波 数2種 類 （

HSF

刺 激，　 LSF 刺 激 ）

，

三次 元 物 体 を観 察す る視 点の 数7種 類 （O度

，

30度

，

60度

，

90度

，

120度

，

15 度， 180度 ）に関する Z×2×7の被験者 内の

3

要 囚 分 散 分析 を

，

反応 時 間お よび誤答率につ い て行っ た

．

視 点の効 果 は

，

別 途 1要因の分 散 分析を行っ てい る の で こ こ で は触 れ ない

．

本 実 験で の関 心は， 標 的 とディス ト ラ ク タ の類 似性が高い と き， 記 憶セ ッ ト数の変 化に より空 間 周 波 数 に対する感 度が変 化し てい る か否か であ る た め

，

記 憶セ ッ ト数と空間周 波 数の交互作用に注 目し た

_．

　そ の結 果

，

記 憶セ ッ ト数と空間 周波数 の 交 互作用 が有 意 （F

≡

5

．

236

，p

＜

．

05）で あっ た

．

この交 互作用につ い ての， 各空 間 周 波 数に対す る反 応 時 間をFigure　4に 示 し た

．

ラ イ アン法 に よ る下 位 検 定の結 果

，

LSF 条 件 で 記憶セ ッ ト数の 単 純主効 果が有 意 （F

＝

5

．

502，

p

＜

．

05_）であり， 記 憶セ ッ ト数 少 条 件の

HSF

刺激に 対 す る反 応 時 間に比べ

，

記 憶セ ッ ト数 多 条 件の HSF 刺 激 に対する反応 時問が有 意に 長 くなっ ていた

．

ま た記憶セ ッ ト数 多 条 件で空 間 周 波 数の_{単 純}主効 果が有 意 （

F ；

4

．

773，p

＜

．

05

）で あっ た

．

さ らに記 憶セ ッ ト数 少 条 件 において は

HSF

刺 激とLSF 刺 激に対す る 反応 時 間の 問に有意差は なか っ た

，

記 憶セ ッ ト数 多 条 件で は LSF 刺 激に対する反 応 時 閲が

，

HSF 刺 激に対す る 反 応 時 間 に比べ て有 意に長 くなっ てい た

．

　 考 察 　実 験 1で は

，

特 徴に対 する感 度 変 化に よる と考え られ る 認 識成績 の変 化 （視点 依 存

・

視 点 不 変 ）が得ら れ た 1000 　 900

曾

憙

8・・ 700 600 　 　 　 SMALL 　 　 　　 　 　 　　 　 　 　 LARGE 　 　 　 MEMORY 　SET　SIZE

Figure　4

．

　 Reaction　times　for　high　and 　

low

　spatial

　frequency　stimuli　as　a　

function

　of　memory 　set

　size　

in

　

Experiment

　l

．

Newell

の実 験パ ラ ダイム を用いて

，

視 覚 対 象の持つ 特 徴 情 報と し て空間周波 数の違い を変数 と し た実 験 を 行 い

，

同

一

の物体であっ て も

，

対 象の持っ空間 周 波 数に対 する感 度 変化に よ り

，

視 点 依 存ま た は視点 不 変の認識 成 績が得ら れ るか否か を検 討 し た

．

　標準 刺 激 に対す る被 験 者の認 識 成 績は， 記 憶セ ッ ト数 少条 件で視 点 不変

，

記 憶セ ッ ト数 多 条 件で視 点 依 存で あ っ た

．

したがっ て

，

標 的とディ ス トラク タの類似 性が高 い条 件で

，

記 憶セ ッ ト数の多 少に よ り認 識 成績が変 化す る と し た

Newe

］1 （1998）と同 様の結 果 が 得 ら れ た

．

　記憶セ ッ ト数少条 件で は_，

HSF

_{刺 激，}　

LSF

_{刺 激}に対 す る認 識 成 績は視 点不変で あっ た

．

平 均 反 応 時 間に も両 者に有 意 差 は 見 ら れ ず

，

両 者で同 程 度の視 点 不 変 認 識が 可能であっ たと考 えら れ る

．

ま たこの記 憶セ ッ ト数 少 条 件で

，IISF

刺 激とLSF 刺 激に対 する反 応 時 間に有 意 差 がな かっ た と い う結果は

，

Parker　_et　al

．

_（1996_{）の結 果} と同様であっ た と考え ら れ る

．

　とこ ろが記 憶セ ッ ト数 多 条 件で は

．

HSF 刺 激

，

　LSF 刺 激に対す る認 識 成 績は両 者と もに視 点依 存と なっ た

．

さ らに，

3

要因の分 散 分 析で は記 憶セ ッ ト数 と空 間 周 波 数の交 互作用 が有 意で あっ た

．

記 憶セ ッ ト数 多条件の LSF 刺 激に対 する反 応 時 間は

，

同条 件の

HSF

刺 激に対 する反 応 時 間

，

お よび 記憶セ ッ ト数 少 条 件で の

LSF

刺 激よ りも有 意に長か っ た

．

この結 果 は_，

Parker

　et　al

．

（

1996

）の，

HSF

刺激 と

LSF

刺 激に対す る行 動 測 度に 差 は見 ら れ ない とし た結 果と異なっ て おり

，

記 憶セ ッ ト 数多 条 件に おい て は

，

特に LSF 刺 激に対する感 度 低下 が見ら れ たこと を示 唆して い る

．

　つ まり

，

標 的とディ ス トラク タの類 似 性 が 高い 条 件に お け る

，

記 憶セ ッ ト数の増加 という 要因は， 空間 周波 数 とい う観 点か ら見 ると

，

以 下のよ う な 影 響 を 与_える と考 え られ る

．

す な わ ち，

HSF

刺 激およ びLSF 刺 激の持つ 情報を三 _次元物体の同

一

性 判 断の際に利 用 する場 合

，

特 定の視 点に依 存し た同

一

性 判 断 処理

，

つ ま り視 点 依 存の 処 理 を導き

，

と Dわ け LSF 情 報に関し て は

．

記憶セ ッ ト数が相 対 的に少な い場 合に比べ て

，

反応 時 間が 全体的 に長 くなる形で感 度 低 下 を導 くとい う影響が認め ら れ る

．

　こ の よ う な 影響は， 課題要求の違いよる トップ ダウ ン の影 響 （Oliva＆ Schyns

，

1997）に よ り

，

空間周波 数に 対す る感 度 変 化が 生 じ た ため に生 起し た もの であると考 え ら れ る

．

さ らに

，

こ の研 究で は明 らか に さ れ な かっ た

，

ど の ような課 題 要 求に よ り感 度 変 化が生 じ るの か と い う問 題につ い て も

，

記憶セ ッ ト数 と類 似性 とい う要因 の相 互 作用 （

Newell，

1998）か ら， 前述の よ う な 認識 成

102

基 礎 心理学 研 究 　 第 20巻　第 2号 績の変 化を規定するとい う説 明が可能と思わ れ る

．

実　験 　

2

　目　 的 　 実験 1の結 果か ら

，

「類 似 性の高さ」と 「記 憶セ ッ ト 数の_多さ 」 の複 合し た影 響により， HSF お よ び

LSF

刺 激に視点依存の処 理 を導き

，

ま た特に LSF 刺 激に対す る感 度が低 下し た （反 応時間の遅 延 ）とい う可 能 性が 示 唆され た

．

しか し

，

実 験

1

におい て操 作し た要 因 が 「類 似 性の高い条 件 下で の記 憶セ ッ ト数 」 で あっ たため

，

単 純に記 憶セ ッ ト数の増 加に より課 題 要 因だ けが， 視点 依 存処 理 を導き

，

また LSF 刺 激に対 する感 度を低下 させ た とい う可 能 性を否 定で き ない

．

そ こ で実験2で は

，

標 的と ディス ト ラ ク タの類 似 性 が 低 く

，

記 憶セ ッ ト数が多 い 条件で

，

各空間周波 数お よび標 準 刺 激に対 する認 識 成 績 を 検 討し た

．

すな わ ち， 実 験 2で は， HSF お よ び

LSF

刺 激に視 点 依 存の処理 は見ら れず， ま た

LSF

刺 激 に対 す る感 度 低 下 も見 ら れ ない と予 測 し た

．

ま た

，

IISF

お よ び

LSF

刺 激の処 理は視 点 不 変で あ り， ま た両 方の刺激に_対す る 反応 時 間 や誤 答率に有 意 差は見ら れ な い という， 実 験 1の記 憶セ ッ ト数少 条 件に近い結 果が得 られる と予 測し た

．

　 方 　 法 　 被 験 者 　19歳か ら24歳の大 学生

16

名

．

う ち 男 性

6

名， 女性

1

 名

．

全 員が正 常 な視 力 （矯正 を含む）を持 っ ていた

．

　刺 激　実験 1 と同様

．

　実 験 計 画　空間周 波 数

2

水 準 （

HSF ・LSF

）

，

視 点7 水 準 （0度

，

3 度

，

60度

，

90度， 120度， 150度

，

180 度 ）の2要 因 被験 者 内 計 画

．

　手 続 き　実 験1で 用いた刺 激の う ち

，

ボ トル_， グラ ス． ランプ， 燭 台 を標 的と し

，

釘

，

丸 椅 子

，

花 瓶

，

トラ ンペ ッ ト を 非標 的 刺 激と した

．

非 標 的 刺 激として， 標 的 刺 激に対し類 似 性の低い物 体を 用いた

．

こ の点を除け ば

，

実験 1の記 憶セ ッ ト数 多 条 件と_{同 様}で あっ た

．

被 験 者は記憶セ ッシ ョ ン で連 続して呈 示 さ れ る標 的の形 状 を よ く記憶し

，

直 後に行わ れ た弁 別セ ッシ ョ ンで， 非 標 的 刺激 か ら標的刺 激を弁 別した

．

　 結 　 果 　 実 験 2で 得 ら れ た 反 応 時 間 と誤答 率の 結 果をFig

−

urc　5_{に示 す}

．

_{ま ず} ，　

HSF

刺激，　

LSF

刺 激お よ び標 準 刺激に 対 す る視 点の効 果を見るた め

，

そ れ ぞ れ視 点につ い て 1要 因の分 散 分 析を行っ た

．

反 応 時 間 につ い て

，

HSF

刺 激 （F

＝O．67S，

　ns ）

，

標 準 刺 激 （

F ≡

1

．

303

， ns）で 視 点の 効 果が 有 意で は な く

，

LSF 刺 激 （F

＝

12001000oo 日 oo6

（

_・， 5 左 OO4 十 HSF

−

x

−

LSF

−

D

−

_NORMAL 鹽HSF 囹LSF 口NORMAL

〉

＜

≦

三

…

こ

_＝

一

　 200 　　　 　　　 　　 　　　 　　　 驫 　 　 O 　 　 　 　 O　　　　30　　　　60　　　　9D　　　　120　　　150　　　180 　 　 　 　VIEW（つ

Flgure

　

5．

　

Reaction

　times　and　err（）r　rates 　for　stimu

−

　Ius　images _（high　and 　

low

　spatial　frequency　and

　normal 　stimuli ）as　a　function　of　changes 　

in

　view

・

　point　

in

　

Experimerlt

　2

．

m 刀 刀 O 刀

（

雷

）

0

　

0 　 0

　

0 　 ゆ 　 0 5

　

4 　 3

　

₂ 　 1

6，

375，

〆

．

001

） で の み視 点の効 果が有 意で あっ た

．

誤 答 率 に つ い て も 同 様 に

，

HSF 刺 激 （F

＝

O

．

303

，

ns）

，

標 準刺 激 （

F − O．

996

， 11s）で視 点の効 果が有 意で はな く

，

LSF 刺 激 （

F − 3．

096，

　

p

〈

．

01

）でのみ有 意な 視点の効 果が見られた

．

つ ま り_， 反 応 時 間 お よ び 誤答 率 に おい て

，

LSF

刺 激に対して の み視 点 依 存の結果が得 ら れ， そ れ 以外で は視 点 不 変の結 果が得られ た

．

　また

，

空間周 波 数2種 類 （HSF 刺 激

，

　LSF 刺 激〉， 三次元 物 体を観 察す る視点の数

7

種 類 （

0

度

，

30度， 60 度

，

90度

，

120度

，

150度，

180

度 ）の 2×7の被 験 者 内

2

要因分散分析を反 応 時 間お よ び誤 答 率につ いて 行っ た

．

その結果

，

反 応 時 間で は空 間 周 波 数と視 点の交互作 用 が 有 意 （

F ＝2．

448

，

pく

．

05）で あり

，

ライア ン法に よ る下 位 検 定の_結果，

LSF

刺 激で の み視 点の効 果が有 意で あっ た

．

　 考 　 察 　実 験 1に お い て は

，

標的 と ディス ト ラ ク タ の類 似 性が 高 く

，

記憶セ ッ ト数 多 条 件で は観点 依存， 記憶セ ッ ト数 少 条 件で は視 点不変の結 果お よびLSF 刺激に対 す る 感 度 低 下が伺え る結果 を得た

．

し か し

，

実験 1で操 作し た 要因は記 憶セ ッ ト数の み であっ た た め

，

類 似 性の高さ と 記 憶セ ッ ト数の多さ とい う両方の要因の相互作 用が

，

刺 激の弁 別 性 を低 下さ せ

，

認識 成績が視 点 依 存となっ た （

Newell，

1998）と い う よ り， 記 憶セ ッ ト数の増加に よ る 記憶 負 荷の増 大 だけ が視 点 依 存 性に影響し ていた とい う可能 性が考え ら れた

．

こ の問 題につ いて

，

実験

2

で は

，

実 験1に比べ て標 的とディ ス ト ラ ク タ の類 似 性を低 くし， 記 憶セ ッ ト数は実験

1

の記 憶セッ ト数 多 条 件と同 様の 4つ と い う条 件で

，

各空間周波数に対す る被 験 者の 反 応時間と誤 答 率を測 定し た

．

記憶セ ット数 は多い もの の， 標 的とディス トラ クタの類 似 性が低いた め に， 認 識

近 藤

・

利 島　三 次元物 体の空 間 周 波数へ の感 度 変 化 ユ03 成 績 は 視 点 不 変 と な り， LSF 刺 激へ の感 度の低 下は見 ら れ ない と予 測し た

．

　 その予測 通り

，

標 準 刺 激の認 識 成 績で は 視 点の効 果 が 見ら れ な かっ た こ と か ら_， 標的とディ ス トラ ク タの類 似 性が低く

，

記 憶セ ッ ト数 が多い _{条 件}で

，Newel1

（1998＞ と同様

，

視 点 不 変の認 識 成 績 が 得 られ た

．

記憶セ ッ ト数 の_多さ だ け で は な く， 標 的と ディ ス トラク タ問の類 似 性 の高さ との相互作 用により

，

認 識 成 績は視 点 依 存と な る とい うNe− Tell _{の結果を確認 す る こ と が で き た}

．

_{ま た} HSF 刺 激と LSF 刺 激の平 均反応 時間に有意 差 は 見 ら れ ず

，

実 験1で得 ら れ た よ う な

，

HSF 刺 激 と比較 し て LSF 刺激に_対す る反 応 時 間が遅 延 する

，

とい っ た結 果 も得ら れ な かっ た

．

こ の結 果は，

Parker

　et　al

．

（1996） の結 果と類 似 していた と考え ら れ る

．

　 しか し

，

空間周 波 数 を操 作した刺 激に対 す る 認識成績 につ い て は

，

HSF 刺 激お よび

LSF

刺 激に対する認識 成 績で

，

予測と は異 な る結果が得 ら れ た

．

す な わ ち， 予 測 で は

，

両 方 の 窄 間 周 波 数 を操 作し た刺 激に対し

，

視 点 不 変の認 識 成 績が得ら れる と予 測さ れ た が

，

実 験2で は

，

HSF

刺 激に対 す る 認識 成 績は視 点 不 変であっ た ものの

，

LSF

刺 激に対 する認 識 成 績は視 点 依 存とい う結 果が得 られ た

．

つ ま り

，

標 準 刺 激と HSF 刺 激に関 して は， 視 点不変の認 識 成 績が得ら れ た た め_， ［類 似性の_高さ と記 憶セ ッ ト数の多さ の相互作用によ り認識 成 績が視 点 依存 にな る 」とい う 予 測 が 当て は まっ た

．

しか し

，

LSF 刺 激に関して は記憶セ ッ ト数の要 因の み で視 点 依 存 性が得 られ た た め， こ の予測は当て は ま ら なか っ た

．

　 LSF 刺 激 に おい て視 点 不 変で は なく， 視 点依 存が得 られ たこ とに関して

，

LSF 刺 激で は単に 認識が 困 難 だ っ たの で はないか

，

とい うこと も考え られ る

．

しか し

，

実験1の記 憶セ ッ ト数 少条件では， 実 験2よりもさらに 類 似 性の高い刺 激を 用い ていたに もか かわ らず， LSF 刺 激で視 点不変の判断 が 認 め られ た

．

こ の こ と か ら

，

LSF 刺 激で は 認識が不 可能だっ た とい _うよ り

，

課 題 要 求 が変 化し た こ との 影 響に よっ て

，

実 験2の条 件で

LSF

刺 激に対する認 識 判 断が視 点 依 存 となっ た と 考 え る方が妥 当と思わ れ る

．

つ ま り， 記憶セ ッ ト数の多い実 験 2に おい て

，

LSF 刺 激のみ に_{視 点 依 存 性}が得ら れ た こ と か ら

，

記 憶セ ッ ト数の多 さ とい う要因か ら生 じる課 題 要 求は，

LSF

刺激に の み視 点 依 存の処 理 方 略 を 生 起 させることが 示 唆 さ れ た

．

総 合 考 察 　本 研 究で は

，

三 次元物 体認識 条件 下で， 同

…

_の 物 体で あっ て も

，

課 題 要求に よっ て空 間周波 数へ の感 度が異な る か 否か を検 討す る こ とを 目 的 と し た

．

実 験 は

，

Newell

（

1998

＞の研 究に基 づい て

，

空 間 周 波 数の 違い を変 数として行っ た

．

Newell （1998）が_{報 告}し た よ う に， 視 点 依 存 効 果は記 憶セ ッ ト中の物体 間の類似性 と記 憶セ ッ ト数 両 方の要 因が持つ 負 荷が と もに高い_条件で観 察さ れ た

．

空間 周波数に_対す る感 度につ い て は

，

類 似 性 と記憶セ ッ ト数 両 方の要因が持っ 負 荷がともに高い条 件 で， 低空間周波 数に対 する感 度が特に低

．

．

f

（実 験1） し， ま た

，

記 憶セ ッ ト数の増 加とい う 要因 の み に よっ て も， 低空間周 波 数に対し ての み

，

視 点 依存 的 な 処 理 方略 を招く （実 験2）とい う結 果が得 ら れ た

．

これ らの こ と か ら

，

同

…

の物体 で あっ て も， 課題中の物 体 間の類 似 性 と記憶セ ッ ト数とい う要 因に よ る課 題 要 求の影響に よっ て

，

空 間 周 波 数に対 する認識シ ス テ ム の感 度は変 化し_， 特に， 記 憶セ ッ ト数の多さ と いう要 因は

，

低 空 間周波 数 へ の感 度 低 下を導くこ と が示 唆された

．

以 上の結 果 は， シ

ー

ン や顔の認 知だ けで はな く， 三次 元物 体認識に おい て

，

課 題 要 求に よ る特 微 情報へ の感度 変 化 （

Newel1，

1998）が生 起 しているこ と を 示 唆 してい た

．

こ の感 度 変 化に よ る視 点 依 存 性

・

視 点 不 変 性の トレ

ー

_{ド オ} フ （

Tarr

＆

BtilthQff

，1995

）の生起の処 理 過 程は明 らか に で き なか っ た

．

し か し

，

類 似 性と記憶 項目 数の変化に伴 う課 題 要 求の変 化によっ て生じ た窄 閤 周 波 数へ の_感度変 化が

，

視 点依 存 性 を生起させ る課 題 要求の規 定 要因と な っ てい るとい う 示 唆 が， 本 研 究の結 果か ら得ら れ たと考 え ら れ る

．

引 用 文 献

Biederman

_，1．1987

　

Recognition

−by−

componellts ：

A

　theory　of　

human

　

image

　understandings

，

　Psyc

・

ho　logi

．

　αal　Reviezv

，

94

，

115

−

147

．

Biederman

，

1

．

_，

＆

C

〔〕_〔｝per

，

　E　E

．

1991　

Priming

　contour

−

　deleted　images ；Evidence　

for

　

intermediate

　repre

−

　sentations 　in　visual 　object 　priming

．

　Cognitive　Ps_｝

・

−

　chotogy

，

23

，

393

−

419

．

Blederman

_，

1

．

＆

Gerhardstein

，

　

P ．

　

C．1993

　

Recognizing

　depth

・

rotated 　oblects ：

Evidence

　

for

　3D　viewpoint

　

invariance

．

　ノbumal 　（_ゾ　　EV ］eriment _I「_ミ｝，σぬθ’θ_{離 ：}

　正luma尹z ∫〕_ercer

）tion　and 　Petio7vnance

，19，

1162

−

1182

．

Biederman

_，1，

＆

Gerhardstein

，

　

P．

　

C．1995

　

Viewp

て＞

int・

　

dependent

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