相対運動からの相対運動検出と奥行き検出

Theル拠習 鰓 み

）

uxnal ロ厂ノ萱り漉跚 ‘η，批 5厩n‘e le）“

．

　y

，

 u］　1H

．

　No］

，

23　37

研 究論 文

相対

運

動

か

ら

の

_{相 対}

運 動

検

出

と

奥行

き

_検

出

1）

大

塚

聡

子

＊

・氏

_家

_弘

_裕

＊ ＊

・佐

藤

隆

夫

＊ ・

斎

田

真

也

＊ ＊ 東 京 大 学＊

・

生命工学工業 技 術研 究 所＊S

Detection

　

of

　

relative

　

motion

　

and

　

depth

　

from

　

relative

　

motion

Satoko

　

OHTsuKA

＊_，　

Hiroyasu

　

UJIKE

＊ ＊_，　

Takao

　

SATo

＊ and 　

Shinya

　

SAIDA

＊ ＊

伽 卿 1_畷yOf 　

7

_襯yo ＊ and 八庸 加 α♂

Institutc

，

　qズ

Bioscience

　a

・

nd 　

Hu

アηvan　

Te

（加 ology ＊＊

　　 Relative　retinal 　motion 　_yields　

depth

　_perception 　whell 　combined 　with 　an 　observel

．

’

s　head

movement 　to　form　motiQn 　_parallax

，

　as　we ！l　as　relative 　motion 　percepti 〔m　when 　the　observer

’

s

head

　

is

　stati〔mary

．

　

The

　present　study　compared 　

detection

　thresholds 　of　relative 　motiQn 　and

depth

　

fr

〔｝m　identical　randon 〕

dots

　_patterns 　colltaining 　sillus（エ

idally

　modu 】ated　velocity　gradients

，

to　explore 　relatiQn 　of　their　processin95

．

　III　ExP

．

1

，

　the　

dctccti

（m　threshQ 量

ds

　were 　

determined

　as

afunction 　of　the　spatial　frequencies（

SFs

）  fthe　vebcity 　gradient

．

　SFthresho ！d　functions【）f　the

lnotion 　arld　

depth

　showcd 　

U ．

shapes 　similar 　except 　that　the　

depth

　threshold 　was 　elevated 　above

the　motion 　threshold　and 　mcreased　ln〔，re　c〔〕nsiderab 【y　

iD

　the　

hjgher

　

SFs．

　In　Exp

．

2

，

　the　detection

thresholds　were 　

deternlined

　as　a　function‘｝f　viewing 　distance

．

　 The　depth　threshold　

decreased

with 　the　viewirlg 　

distance

，

　whereas 　the　n− _，tiて）n　thresh〔〕1d　d量d　not 　change

，

_These　results 　suggest

that　the　relative 　motion 　

detector

　and 　the　

depth

　

detector

　are　

dlfferent

　irl　the　following　resp 巳cts ：

（1）the　depth　detect〔〕r　is！ocated 　luter　in　the　_pr｛〕cessillg 　

path，

_（2_）it　has　larger　receptive 丘eld　area

，

alld〔3｝it　incl_しldcs 　distance　infonnation

，

Key　words ；relative 　motion

，

　

depth，

　m 〔｝tion　parallax

，

　

detectlon

　thresholds

　 網 膜 像 相 対 運 動 情 報は相 対 運 動知 覚だ けでな く奥行き

知 覚を も生 じさ せ る （Nakayama

，

1985；塩 入， 1992＞

．

2次元の相 対 運 動 画 像か ら 3次 元の奥 行きが 知覚さ れ る

こと は

，

運 動 視 差 （Motioll　parallax

．

例えば

，

　Rogers

＆

Graham

， ユ

979

）や 運動 奥 行き効果 （KDE 　：　kinetic

depth

　effect

．

例 え ば

，

　

Wallach

＆

0

℃onnell

，

1953）

，

あるい は運 動か らの構 造 復元 （

SFM

：structure 　

from

motion

．

例えば

，

　Todd

，

1995）の研 究 によっ て検証さ れ て き て いる

．

しか し

，

こ の よ うに相 対運 動情 報か ら奥

行き知 覚 を生じ させ る機 構の研 究は進め られて い る もの

木

Department

　of　

Psychol

〔〕gy

，

　

Faculty

　of　

Letters

，

　 University　of　

Tokyo ，

7

−3−

l　

HongQ ，

　

Bunkyo ・

ku

，

　 Tokyo

，

1130033

＊＊

Iluman

　

Informatics

　

Department，

　

National

　Insti

・

　 tute　of　

Bioscience

　and 　

Humall

　Techno ］ogy

，

1

−

l

　 Iligashi

，

　Tsukuba

．

　Ibaraki

、

305

−

8566

／） 本 研 究は筆 頭 著 者に対 する日本 学 術 振 興 会 特 別研 究 　 員 制度の補 助によ り行わ れ た

．

の， そ うし た機構 と， 相対運 動情 報か ら相 対運動そ の も の の知覚を生じ させ る機 構の関 係につ い てはあま り研 究 されていない

．

　網 膜 相 対 運 動か らの柑 対 運 動 処理機 構と_{奥 行}き処 理機 構は， 初 期の過程が共 通してい る可 能 性が あ り， あ るい は 互い に独立し ている可 能 性 もある

．

2つ の処 理機 構が 共 通 部 分 を もつ こ とは

，

運 動 視 差

，

つ ま り観 察者の頭部 運 動を伴う網 膜 相 対 運 動 を用い た研 究に よっ て示 唆され てい る

．

例 え ば

，

等 輝 度の 要 素か ら な るラ ンダム ドッ ト パ タ

ー

ンや等 輝 度の正弦 波縞で作成さ れ た相対 運 動 刺激 か ら知 覚さ れ る相 対運 動 量は減 少す ることが知ら れて い

る が（Ramachandran ＆_Gregory

_，

1978；Cavanagh

，

Tyler，

＆

Favreau，

1984＞

，

同様に

，

等輝 度の正弦 波縞

で作 成 さ れ た 運 動視 差 刺 激か ら知 覚さ れ る奥 行き量 も減

少 す る （

Cavanagh，

　

Saida，

＆ Rivest

，

1995）

．

ま た

，

運 動 視 差 刺 激か ら知覚さ れ る 奥 行 き は 網 膜 柑 対 運 動量が大

き くな る につ れ て運 動知覚を伴う よ うにな り， これ らの

24

基 礎 心 理 学研 究 　 第

18

巻 　 第

1

号 あ ると さ れ てい る （Ono ＆ Steinbach

，

ユ990）

．

これ ら2 つ の 知覚量 の関係は

，

両 者が共 通の処 理 経 路 を もつ との 考え 方によ く

一

致 す る

．

さ らに

，

相 対 運 動 刺 激を長 時間 観 察 して順 応 し た 後には 静 止 し た 視覚刺激の 中に相 対 運 動が知 覚さ れ る が （運 動 残 効

．

例え ば，

Wade

，

1994

）， 同様の順応の後に頭 部 運 動を行うと

，

_静止 し た視覚 刺 激 の中に奥 行きが知 覚さ れ る （Ono

，

　 Shioiri ， ＆　

Sato

，

1991

；

On

｛｝＆

Ujike，

1994＞

．

相 対 運 動へ の順 応に よっ て 生 じるこれ らの知 覚 現 象は

，

網 膜 像か らの処理経路に あ る共 通の情 報源に よっ て_相対運動知 覚と奥行き知 覚が生 じ ること を 示唆す る

．

こ の よ う に網膜相対運動 情 報か ら の相 対 運 動処 理 と奥 行き処 理の共 通性が 示 唆 されて きて いるが_， これ ら2つの処理機 構が ど の程 度 共 通で あ り， ま た

，

どの ように 異なる特性を もつ か につ いて は不 明な 点が多い

．

　本 研 究で は， 相 対運動検出閾と運 動 視 差か らの奥 行き 検 出 闕に基 づいて

，

相対 運 動 と奥行 き を 処 理 す る機 構の 関係を検 討する

．

相 対 運 動と奥 行きの 2つ の処 理経路の 共 通性を 示唆する上記の証 拠を考慮すると， 相 対運 動検 出 閾 と奥 行 き 検出闘に全く同じ特 性が認め ら れ れ ば

，

相 対 運 動と運動 視 差か らの奥 行き は 同 じ機 構で検 出さ れ る こ とが 示唆さ れ る

．

一

方

，

2つ の検出 閾に異 な る特 性が 認め ら れ れ ば

，

こ れ ら2つ は異 なる特 性 を もつ 異 な る機 構で検 出され るこ とが示される

．

ま た， 相 対 運 動検 出閾 と奥 行 き検 出 閾の

一

部 に 共 通 した性 質が み ら れ た場 合に は， これ ら2つ の検出 閾は処理過程に共 通部分を もつ異 なる検 出器で決定され るこ と が 支 持 さ れ る

．

　 本 研 究の実 験 1で は

，

検出閾の空 間 周 波 数 特 性 に基づ い て相 対 運 動 検 出器と運 動 視 差か らの奥 行き検 出器の関 係を検 討す る

．

検 出闘の空 間 周波 数 特性につ いては

，

異 な る研 究 者が 行っ た 研究に よ り_， 相 対 運 動 と運 動 視 差か らの _奥行きにお け る ものが 共 通 し た 性 質 を もつ こ と が示 唆さ れ てい る　（Golomb

，

　Andersen

，

　Nakayama

，

　

Mac ．

Leod

、

＆

Wong ，

1985：Rogers ＆

Graham ，1982

）

．

Rogers

　and　

Graham

（1982）は

，

ラ ンダム ドッ トパ タ

ー

ン に よる刺 激を 用いて運 動 視 差か らの奥行き検 出 閾を 測定した

．

刺激 の 個 々 の ドッ ト は

，

観 察 者の左 右 方 向へ

の頭 部運動に同 期して水 平 方向に運 動 し た

．

個々の ドッ

トの運 動 速 度は

，

縦 方 向に正弦 波 状の速度勾配 を 形 成 す るよう 設 定されて いた

．

こ の ドッ トの シア リン グ 運動

（shearing 　motion ）の速 度ベ _{ク ト}ル はFigure　1の よう

に_表さ れ る

．

Rogers　and 　Graham は 正弦 波状の速 度勾

配の空間周波数 を 操作し， そ れ ぞ れの空 間 周 波 数におけ

る奥 行き検 出闕を極 限法によっ て測 定 し た

．

測 定 さ れ た

奥 行き検 出 閾は

，

速 度 勾 配の 空 間 周 波 数に対 して，

A

B

Figure

　1

．



Vector

　field　representation 　of　vert 孟cally

　simlsoida 】 velocity 　_gradients 　

in

　stimuli

．

　

Length

　Qf　each　arrow 　is　proportional　to　velocity

，

　

The

　spatial　

frequency

　of　the　velocity 　gradient　irl　B　is

　twice　that　of　

A ．

O．

2

〜

0

．

5cyc／deg 付 近に最 低 値を もつ

U

_字型の形状を 示し た

．

その後

，

Gulomb 　 et　 al

．

（1985）は

，

　Rogers

and 　

Graham

_（

1982

_{）と同 様の ラ}ンダム ドッ トパ タ

ー

ン

を 用い て， 反 応時間 法 （reaction

・

time　method ）に よっ

て相 対 運 動 検 出 閾を測 定し た

．Gelomb

　et　a1

，

が_見い出

し た相 対 運 動 検 出 閾は

，

Rogers　and 　

Graham

によっ て

報 告された運動 視 差か ら の奥 行き検 出 闘よ り も低い値で

あっ た もの の， 空間 周波 数に対す る検 出 閾の形 状は奥 行

き検 出 閾に お けるもの と同じく

U

字 型であっ た

．

また

，

相 対運 動検出の閾 値は 空 間 周 波 数

0．

／

’

− O．

6cyc

／

deg

で

最 低と な っ た

．

なお

，

相 対 運 動 検 出の閾値が 運 動視 差か

らの 奥 行 き検 出の 閾値よ り も低 い とい う 結 果 は

，

Ge

］omb 　_et　al

．

_に よ り

，

頭 部 運 動に よっ て生 じる網 膜 像

のずれ成 分が 刺激の相 対 運 動 成 分に加わ るこ と に よると

説 明さ れ てい る

．

Gololnb

　et　al

．

とRogers　and　

Graham

に よっ て示さ れ た検 出 閾の空間周 波 数特 性の類似性 は， 相 対 運 動 刺 激か らの相 対 運 動 検 出処理 と 奥行き検出 処 理 の共 通性を示 唆す る

．

し か し

，

2つの検 出 閾は異なる方 法で測定さ れ て お り， 定 性 的

，

定 量 的 な 関係 を直 接 的に 議 論 す ること は難 しい

．

そこ で

，

本 研 究の実 験 1で は

，

速 度 勾 配の空間周 波数に対す る相 対運 動検出閾と運 動視 差か らの奥 行き検 出 閾を同

・．

の 刺 激と 同様の手 順 で 測定 し

，

2つ の検 出 閾の共 通 点と相 違 点を明 確にする

．

　本研究の実 験

2

で は

，

検 出 閾の観 察 距 離 依 存 性に基づ い て相対 運 動検出 器 と運 動視 差か らの奧 行き検 出器の関 係 を検討 する

．

Golomb 　et　al

．

（1985）に よ ると

，

視 角 に よ る運 動 振 幅で表さ れ た相 対運動 検 出 閾は観 察距 離に 関 わ らず

一

定で あ り

，

相 対 運 動 検 出は網 膜 相 対運 動情 報 に_依存する こ と が示さ れ る

．一

方

，

運 動視 差か らの奥 行

大塚

・

氏家

・

佐 藤

・

斎田 ：_{相 対}運動か らの相 対運動 検 出と奥行き検 出

25

き検 出 閾が観 察距 離に よっ て どの ように変 化す るかを検 討 し た 実 験 は ま だ報 告さ れてい ない

．

こ こ で_， 運 動視 差 か らの奥行き検 出が網膜 相対運動 情 報のみに依 存す るの であれ ば

，

運 動 振幅 （視 角 ）で表さ れ た奧行き検出闘は 相 対 運 動 検 出 閾と同様に観 察距 離の影 響 を受けない と予 想さ れ る

．

ま た

，

奥 行き検 出 閾が奥行き量で決 定され る なら

，

その検 出 闘 （視 角 ） は観 察 距 離の増 大と ともに減 少 す るこ と が 予 想 さ れ る

．

す な わ ち，

一

定の奥 行 き 量 を 示 す 運 動視 差量は観 察距 離の 2乗に反 比例して減 少 する こ とが幾 何 学 的に予想され （斎田

，

1988）

，

実 際

，一

．

一

定 の奥行き量 を知 覚するため に必 要とさ れる運 動 視 差 量は 観 察距離が大 き く な ると ともに減少 す るこ と が報 告され てい る か らで あ る （

Ono ，

　

Rivest，

_＆

Ono ，19S6

_）

．

_{本実 験}

で は

，

異 な る 観察距 離にお け る奥 行 き検 出 閾 を測 定 して 柑 対運 動検出閾と比較する

。

　 本 研 究で報 告 する以

E

の 2つ の実 験で は

，

同

一

の相 対 運 動 刺 激を用いて相 対 運 動 検 出 閾と奥 行き検 出閾を測 定 し た

．

相 対運動 検 出 閾は観 察 者が頭部を静止 さ せ て刺 激 を観 察す る状 況で測 定し

，

奥 行き検 出閾 は

，

運 動 視 差を 生 じ させ る た めに， 観察者が自身の頭部運 動に同 期 する 相 対 運 動 刺激を観 察 する状 況で測 定した

．

実験

1

速 度 勾 配の空 間 周波 数 特 性

　実験 1で は

，

Go

！omb 　et　al

．

（

1985

）や

Rogers

　alld

Graham

（

1982

）と同 様の方 法で刺 激の もっ 速 度勾 配の

空 間 周 波 数 を 操 作 し， 各々 の空 間 周 波 数につ いて， 蹟 部

静IL状態で の相対運動検 出 閾と

，

頭 部運動を伴う　（運動 視 差 ）状 態で の奥行き検 出 閾を測 定し て比較す る

．

　 方 　 法

　刺 激　刺 激は

，Golemb

　_et　al

．

と

Rogers

　and 　

Graham

が用い た もの と同 様の ラ ン ダム ドッ トパ タ

ー

ン （密 度

45

％） で あっ た

．

刺 激 内の個々 の ドッ トは 水 平 方向に シ ア リング運 動 して お り

，

こ の運 動 は縦方 向に正 弦 波状の 速 度 勾 配を形 成して い た （Figure　l）

．

相 対 運 動 検 出 閾 の測 定 時には

，

個々 の ドッ ト は所 定の運 動 幅 を

L

〔〕Hz で 正弦 波 状に速 度 を 変 化さ せ て往 復 運 動し た

．

こ の と き， ドッ トの 運 動幅が十 分に大 き け れ ば 平 面 上での相 対 運 動 が 知覚さ れ た

．一

方， 奥 行 き検出閾の測 定 時 には， 個々 の ドッ ト は

，

1

．

OHz で往 復する観 察 者の側 方へ の 頭 部 運 動 （距 離 10

．

Ocm ）に同 期して所 定の運 動 幅を往 復 運 動し

，

運 動 視 差を形 成した

．

こ の と き

，

ドッ トの運 勤幅が十分に大 き け れば

，

奥 行き方 向に正弦 波 状に起伏 す る面が知 覚さ れ た

．

な お

．

観 察 者の頭部 運 動の距離 と 時 間 周 波 数 は，

一

_{定の運 動 視 差か ら知覚さ れる奧 行 き量} が 頭 部運 動 速 度 と と もに増大 し， 最大 頭部運 動 速 度

10

．

0

−−

15

．

OCIIVsec以 上で は

一

定になるとい う

Ono

　_and

Ujike

（1993　

b

）の_{報 告}を考慮 して設 定 し た

．

　な お，

Figure

　lに示 す よ う な 速度 勾 配を持つ ラン ダ

ム ドッ トパ タ

ー

ンを刺激 と し て用い た の は

，

以 下の琿 由

に よる

．

本研 究で は相 対 運 動と奥 行き の情 報 源として フ

ー

_リエ _{運 動 （van}　

Santen

＆

Sperling

，

1985） を仮 定 し

て お り

，

特 徴 トラ ッ キ ン グ （

Culham ，

　

Cavanagh，

Kanwisher，

　

Brandt，

　

Dale、

_＆

Tootell，

1997_）にみ ら れ

る よう な 位置変 化悄 報を仮 定し ない

．

こ こ で

，

Figure　1 の よ う な刺 激は

，

速度 勾 配の空間 周 波 数を2

，

0cyc／deg 以 下にす る ことによっ て相 対フ

ー

リエ 運 動へ の感 度 を位 置へ の 感度 と分離 し て調 べ _るこ と が で き る （

Na −

kayama

＆

Tyler，

1981）， とい う 点 で本実 験の刺 激 と し て適 し てい る か ら で あ る

．

ま た

，Figure

　1の よ う な 刺 激 を 用いるこ とに よっ て奥 行 き検出閾の測定に支障を き たすこと は ない と考 えられる

．

つ ま り

，

ラン ダム ドッ ト パ タ

ー

ン に よ る運 動 視 差 刺 激を観 察 する と き

，

ドッ ト の シ ア リング 運動が 正弦 波 状の速 度 勾 配を形成し て いる場

A

に は

，

ドッ ト運動が三角 波や鋸 波

，

あるい は矩 型 波 状 の速 度 勾 配 を 形成してい る場合と比 較 して， 知覚 奥 行き 量 は大き く な る （

Ono

＆

Steinbach

，199

 ）

．

し た が っ て

，

正弦 波状の速 度 勾 配を もっ運 動 視 差 刺 激が奥 行き 知 覚を妨げる こ と は な く

，

む し ろ効 率 的に奥 行き知覚を生 じ させ る と考え られ る

．

さらに

，

正 弦 波 状の速 度 勾 配 を もつ 刺 激は

，

検 出閾の空 間 周 波 数 特 性を調べ るには最も 適 してい る

．

　 刺激内に設定し た 正弦 波 状の速度 勾配の空間周 波 数 は

，

0

．

1

，

0

．

2

，

0

．

4

，

0

．

8

，

お よび1

．

6　cyc ／degrの 5水準 で あっ た

．

速 度 勾 配の振 幅は観 察 者に よっ て操 作さ れ る ように設 定した

．

各 空 問 周 波 数に お い て提 示され る速 度 勾 配 の周 期 数 は

，

空 問 周 波 数 0

．

1

〜

0

．

4cyc／

deg

で は 2

周 期，

0．

8cyc

〆

deg

で は

4

周 期， 1

．

6cyc

！

deg

で は

8

周

期で あっ た

．

刺 激の大 き さ は

，

縦 方 向につ いて は速 度 勾 配の空間周波数と周 期数と によっ て決定し

，

横方 向につ

い ては縦 横 比が

一

．

・

定となる よ うに選ん だ

．

その結 果

，

刺 激の大き さ は

，

空間 周 波 数0

．

lcyc／deg で は 20

．

0×93

deg

（縦 x 横），　O

．

2cyc ／

deg

で は 10

．

0×4

．

6deg

，

0．

4〜1．

6

　cyc ／

deg

で は

5．

0

×

2．

3deg

で あっ た

．

な お

，

正弦 波 状の速 度勾 配は

．

刺 激の縦方 向に対 して中心に位 置 する ドッ トが最も大き な速 度， した がっ て最も大き な 運 動 幅を もっ ように設 定し （以 後

，

速 度 勾 配の頂 点と呼 ぶ）

，

また

，

奥 行き検 出課 題 時に は

，

こ の位 置の ド ッ ト が最も手 前をシ ミュ レ

ー

トす る ように設 定した

．

　刺 激 を 構成す る個々 の ドッ トは

，

水平方 向に 1周期の 正 弦 波状の輝 度 勾 配で形 成 し た

．

個々の ドッ トの大 き さ

26 基礎心 理学 研究　 第

18

巻　第

1

号 は

，

速 度 勾 配の 空 間周 波 数

0．

1　cye ／

deg

で は

O，

08

×

0．

09deg

， そ れ 以外の 空間 周 波 数で は  

．

06

×

O．

09

．

　

deg

で あ っ た

．

ドッ ト内の 最 高 輝 度は， 空間周波 数 0

．

1 cyc ／deg で は23

．

2cd／m2

，

そ れ以外の 空間 周 波 数で は

29．

9cd

／m2 であ り

，

い _{ずれ の場 合 も}コ ン ト ラス ト は 99

．

7

％で あっ た

．

刺 激に凝 視 点はなかっ た

．

　 装置　刺 激 は

CRT

画 面 （

MF

　8617　

E，

　

IIYAMA

_{） 上} に提示 し た

．CRT

画 面 は観察距 離が

80

　cm にな る よ う に観察 用 顎 台の正 面に置い た

．

顎 台に は キ ャス タ

ー

を取 り付け

，

水平 方 向に敷か れたレ

ー

ル上 をCRT 画面の正 面 位 置 を 中 心として画 面に平 行に幅 le

，

Ocm だけ運 動 す るこ と が で き る よ うに し た

．

顎 台に は

，

その位 置 を 測 定 す る た めに可変 抵抗 器 を 取 り付け た

．

　刺 激 は

52

枚の画 像 系 列 と し て あ ら か じ め作成 し

，

フ レ

ー

ム メモ リ （VP　ll22

，

　 ASTRODESIGN _）に記 録し て おい た

．

52枚の画 像 系 列は

，

連 続 する 2枚の画 像 間 で の個々 の ドッ トの移 動幅が

一

定である ようにして刺 激 の シ ア リング 運 動を構 成し てい た

．

画 像系列は_， パ

ー

ソ ナル コ ン ピュ

ー

タ （

1

コ

C

　

98，NEC

＞_の 制 御 _に よっ て CRT 画 面 上 に連 続 的に切 り 替 えて提示 し た

．

なお， 個々 の刺 激 画 像は 512×24 画 素か ら なっ て お り

，

各 画 素は 白黒256階 調の表示 が可 能であっ た

．

ま た

，

CRT 画面の ガン マ特 性はあら か じ め補正 し た

．

CRT 画 面の 垂 直 走 査 周 波 数は

59．

9Hz

で あっ た

．

　コ ン ピュ

ー

タによる提示画像の切り替え は_， 相対運 動 検 出 閾の測 定 時 （頭部静 止 時 ）に は外 部 発 振 器 （1930， NF ）か らの入力 信 号 （1

．

OHz の正弦 波 ）に基づいて， ま た

，

奥 行き検 出閾の測 定 時 （頭 部運 動 時 ）に は顎台に 取り付け ら れ た可 変 抵 抗 器か ら の入力 信 号に基づいて行 っ た

．

これ ら の信 号は， コ ン ピュ

ー

タ に装 着し た

AID

変 換 ボ

ー

ド （

AD

　12

−

16A

，

　

CONTEC

）に よっ て時 間 周 波数600Hz でサン プ リン グ し た

．

このサンプ リング 周 波数はフレ

ー

ム メ モ リの垂直 走査周 波 数よ り も十分に高 く

，

し た がっ て

，

奥行き検 出闡の測 定 時の頭 部 位 置 変 化 に伴 う提 示 画 像 切り替えの遅 延は約 工

f6

  sec以 下で あ っ た

．

　 外 部発振器 か ら， あ るい は可変抵 抗器 か らコ ン ピュ

ー

タに入力さ れ る信号の最大 変化量に対す る提示 画像 枚 数 の割 合は

，

観 察 者の手元の ダイ ア ル に よ り

，

52枚の画 像 すべ てが提 示さ れ刺 激の個々 の ドッ トの運 動 幅が最 大 とな る状 態か ら

，

1枚の画 像のみが提示 さ れ全 ドッ トの 運 動 幅 が Uにな る状 態 まで連 続 的に変 化 させ るこ とがで きた

．

所 定の提示画 像 枚 数に お い て， 画 像

1

枚の切 り替 え に要す る入力 信 号の変 化量は

・

．

一

定で あっ た

．

　 手 続き　 速 度 勾 配の空間周 波 数5水準に お ける相対 運 動検 出閾 （頭 部 静 止 時 ）と奥 行き検 出閾 （頭 部 運 動 時 ） を測定した

_．

_{検 出閾}は_{， 相}対 運 動 また は奥行き を検出 可 能な最小の頂 点 振幅 （速度勾 配の頂 点の ドッ トの運 動幅 の 1／2）と定 義し

，

上昇系 列と下降系 列の調整 法で測定 した

．

観 察 者は刺 激 を単 眼で観 察 し

，

手 元のダ イアル _を 用い て

，

刺 激の運 動 幅 を

，

刺 激か ら相 対 運 動ま た は奧行 き を 見 るこ と が で きる 最 小の値に調整し た

．

なお

，

閾値 測定のた めの刺激の運 動幅の変化 は， 刺 激 画像系列 （全 52枚）の提 示枚数 を増 減さ せ る こ と で 実現 し た

．

その た め

，

閾 値を よ り高い_{分 解}能で測 定 す る た めには， 画像 系 列 内の連 続 する画 像 間で生じる運 動 幅 をより小さくす る必 要があっ た

．

そ の

一

方で

，

閾 値 測定の た め に は

，

画 像系列の全52枚が提示され たときには十分 な相 対 運 動 ま た は 奥 行 きの知 覚 が 生 じ る 必 要 が あっ た （こ の と き の 頂点 振 幅を最大振 幅と する）

．

そこ で， 刺激 画像の最大 振 幅は予 備 実 験の結 果を基に観 察 者ご とに設定し た

．

　 実 験は

，

5（空 間 周 波 数 ）×2_{（相 対 運 動}

，

_{奥 行き）}の 1  条 件か ら な るブロ _ッ ク に分 け

，

1日 に iま た は 2ブロ ッ クのペ

ー

_{スで数日にわ たっ て行っ た}

．

_{各 実験 ブロ ック で} は各 条件 を ランダムな 順 番で行い_， そ れ ぞ れの条件では

．

．

ヒ昇 系列 試行と下 降 系 列試 行の 2試 行を ランダム に行っ た

．

実験ブロ ッ ク は 5回 以上行い

，

各 条件につ き10試 行以 上 （上昇 系 列と

一

ド降 系列が同 数で

，

そ れ ぞ れ 5試 行 以

h．

）のデ

ー

タ を集め た

．

各 条件の全試 行で得た値の平 均値を検出閾と し た

．

　相 対 運 動 検 出 閾 は， 観 察 者 が 頭 部 を 顎 台 上で静 止 させ た状 態で測 定し た

．

こ の と き， 顎 台は可 動 範 囲の中央 位 置に固定さ れ てい た

．一

方

，

奧 行き検 出 閾は

，

観察者が 顎 台を用いて頭 部を 左右に運 動さ せ てい る状 態で測 定し た

．

各 試 行で相 対 運 動と奥 行きの ど ち らの検 出課 題 を行 うかは

，

各 条 件の 冒 頭に 口頭で観 察 者に伝 えた

．

上 昇 系 列の試 行では， 試行開始前に刺激の運 動 幅 を

1

一

_{分に小 さ} く して （外 部 発 振器 ［顎 台の可 変抵 抗器］か らの入力 信 号に対す る刺 激 画 像¢ ）提示枚 数の比 率を十 分に小さ く し て）

，

観 察 者が相 対 運 動 （奥 行き） を 知 覚して いない こ とを 凵頭で報 告して か ら調 整 を開 始する こ と と し た

．一

方， 下 降系 列の試 行で は， 試行開始前に刺 激の運 動幅を ト分に大 き く して （外部 発振 器 ［可変 抵 抗器］か らの入 力信 号に対する刺 激 画 像の提示枚 数の比率を十 分に大 き くして）

，

観 察 者が相 対 運 動 （奥 行 き） を知 覚して い る こ とを凵頭で報 告し て か ら調 整を開 始する こ と と し た

．

調 整 時 間 は 制 限 し なか っ た

．

　観察者 　正常な視 力を有す る

4

名 （

23〜31

歳

AY

，

JS，

　MI

，

　 SO_{）が観 察 者}と し て実 験に参 加し た

．

観 察 者 の うち 1名 （SO）は筆頭著 者で あっ た

．

そ れ 以外の 3

大 塚

・

氏家

・

佐 藤

・

斎田 ：相 対 運 動か らの相対 運 動 検 出と奥 行き検 出 27

（

O Φ の O

」

偲

）

  切 コ 営

一

ユ

E

く X 価 Φ ∩

駲

30AY

20 10

　　　

deptR

贓

00

．

01　 　

0．

1

5040

　 　 4030 　 　

3020

　

2010

　

10

1

　

010

Spatial

　Frequency （cycldeg ）

JS

00

．

Ol

　 　

O．

1110

60

40 20

0

Spatial　FreqUenCy （Cyc！

deg

_） 「 Φ O ズ 而 ρ 三 く mF

_一

Φ コ 冖 9 扉 で 9

_「

置 く 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

（

鋤

_「

O ω Φ O ）

（

8

ω o 」 口

）

Φ ヨ

←

言

E

く 話 Φ 飢 80MI 60 40

20

詳

　 　 　 　 ’_8〆10

00

．

01　 　0

、

1

120

　 20

80

40 1100

Spatial

　

Frequency

（cycldeg ）

15

10

5

SO

oO

．

Ol　 　o

．

1110

30

20

10

0

Spatial

　

Frequency

_（CyCldeg_）

コ Φ 9 ズ m Ω 匸

一

く 山

一

〇 コ

一

目 二 ω 石   ユ ξ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

（

9

_「

O ω OO

）

Figur

巳2

、

　Relative　nlotion （squares ）　and 　depth 　（circles ）thresho ！ds　as　a　function　of　spatial 　frequency　of

　vel〔〕clty　gradient　f_（）r　individua_］observers

，

　

Rlght

　vertical 　axis 　

in

　each 　_plot　

frame

　shows 　a　scale 　on　equivalent

　

disparity

　

for

　depth　

from

　motioll 　

paraHax．

　Error　bars　of　relative 　lllotioll　and 　depth　thresholds　at　O

．

1cyc_／deg

　show 　standard 　dcviations　at　the　data　point

．

　Notations　a！b　jn　the　lower　right 　part　irl　the　plot　frames　imply 　that　ill　conditions 　which 　have　corrcsp 〔〕nding 　number 　of　asterisks

，

　

data

　were 　corrected 　from　a　out　of　

b

　trials

，

　because　the 〔〕bserver　c〔｝uld　I／ot　see　

depth

　in　the　other 　tria］s

．

名は実 験の口的を知ら さ れてい な かっ た

．

各観 察 者につ い て 設定さ れ た刺 激運動の _{最 大 振 幅}は，

AY

：26

．

3

”

，

JS

：

26．

3”

，　

MI

：7〔〕

．

2

”

，　

SO

：17

．

6

’

厂

であっ た

．

　結果と考察 　 視 角に よ る頂 点 振 幅

，

すなわち

，

刺 激 運 動の速 度 勾 配 の 頂 点にある ドッ トの運 動 幅 （視 角）の 1／2の値に よ り 示 し た相 対 運 動 検 出閾と奥 行き検 出閾 を空間 周波数に対 し てプ ロ ッ ト し， 観 察者別 に小 し た もの を

Figure

　

2

に 示 す

．

Figure　2の各 図の右の垂直軸 は等価 視差 （equiv

−

alent 　disparity

．

　Rogers ＆ Graham

_，

1982＞を 示 して い

る

．

等 価 視 差と は運 動 視 差 量の表 記 法の 1つ であり

，

観 察 者の頭 部が 眼球 間 距 離に等しい距 離 （こ こ で は 6

．

5 cm と し た）を運 動す る と き の網 膜 像の_相対 運 動 量 を 示 す

．

し たが っ て， 等 価視差の目 盛 り （右の垂 直 軸 ） は 奥 行 き 検 出閾の み に適 用 さ れる

．

　 本 実 験の結 果は， 相 対 運 動 検 出 閾と奥 行き検 出 閾に相 違 点と類似 点が あ るこ と を 示 してい る

．

まず， 本 実 験で 設 定し た 空間周 波 数の範 囲にお い て， 奥 行き検 出閾は常 に相 対 運 動 検 出 閾よ り も高い_値を 示 し た

．

2つの閾 値を 観 察 者 別に分 散 分 析に よ り比較し た と こ ろ

，

すべて の観 察 者で有 意な差が認め られた （AY ：F（1，88）

一

89

．

38 ；

JSz

｝_：F_（1

，

98_）

＝

52

．

59 _；

MI

_：F_（1

，

98_）

＝

＝

211

、

65_；

SO

_： F （1

，

90）

＝

152

．

33

．

　Psく

．

01）

．

　ま た， 空間周波 数に対す る相 対運 動 と奥行きの検出閾 の形状は， 先 行 研究 （Golomb 　et　al

，

，

1985；Rogers ＆ Graham

_，

1982）の結 果と同様に

，

どち ら もU 字型で あ る傾 向が示され た

．

なお

，

観 察 者 AY に おける相 対 運 動 検 出 閾と観 察 者

JS

に おける相 対 運 動と奥 行き の検 出 2） 観 察 者

JS

の空 間 周 波 数 1

，

6cyc

！

deg

にお け る奥行 　 き検 出 閾測定時の最大振 幅 値は， 他の条 件に お け る 　 もの の 2倍に設 定さ れていた

．

28

基 礎 心理学 研 究 　 第 18巻 　 第 1号 閾は

，

本 研 究で設 定し た空 間 周 波 数の範 囲で は

U

字型 形状で は な く単 調増 加の傾 向を 示 し て い る

．

こ れ ら の結 果 が

U

字型 形状を もつ か ど うか は

，

よ り低い 空 間 周 波 数に おける検出闘 を 測定して確 認す る 必要がある

．

しか しなが ら

，

AY と

JS

の結 果は， 本 研 究で設 定し た範囲 以 下の空間周 波 数で検 出 閾が最 低 値と な る口

J

能_性を_{考 慮} する と

，

検 出 閾の形 状が U 字型で ある と の解 釈に必 ず し も矛盾し ない

．

　 空 間周波 数に対す る相 対 運 動と奥 行きの検 出 闘の形 状 を分 析 す る た めに

，

本 研 究 で は

，

空 間 周 波 数の

H

然 対 数 に対 する検 出 閾 値の

2

次 同帰 分 析を行っ た

．

各 観察者の 相 対運動と奥 行き の検 出閾につ い て得た 2次 回 帰 式の各 係 数と決 定 係 数 （r2）

，

お よび最 小 値となる空問周波 数を

Table

　

1

_{に 示 す}

．

_なお

，

2次回帰 分 析に よる と

，

検 出 閾 が 最 小 と な る 空 間 周波 数 （Table　1の最 右 列 ）は

，

観 察 者

AY

，　

ML

　

SO

の

3

名につ い て は相対 運 動 と奥 行き の 両 方に お け る ものが

0．

OO

　cyc ／

deg

よ り も十 分に高いが

，

観 察 者

JS

につ い て は

，

相対 運 動に お ける もの が 0

．

OD cyc〆

deg

で あっ た

．

こ こ で

，

物 理 的に は， 刺 激の もっ 速 度 勾 配の空 間 周 波 数は正の値で ある か ら

，

JS

の相 対 運 動 検 出の_{結 果}を2次関数 と み な し_， 2次 回帰 式を基に分 析する こと は難しい と考 え られ る

．

そこで， 以 下 で は

，

2次 回 帰式に関する分析は

JS

を 除 く3名の観 察 者の結 果 を基に行 うこ と とする

．

た だ し

，

観 察 者

JS

の結 果に つ い て は

，

本 実 験で設 定し た空 間 周 波 数よりも低い周 波 数 で 閾 値が上 昇 す る 可能性が ある こ とを考 慮する と

，

検 出 閾が

2

次関数で あ る との_解釈に必ずし も矛 盾 す る も の 　 　 　 Table　l

CeeMcients

　of　a　second 　order 　polyn（＞mial 　lhne

，

　

Y ヨ

a（

X

†

b

）2十c

，

fitted　to　

data

　

in

　

Figure

　

2，

　where 　

Y

　

is

　the

detection　threshold　with 　peak 　amP 旺tude　（arc　sec）

，

and 　X　is　the　logarithln（，f　the　spatial 　frequency （SF

，

cycxtcleg）to　the　base　lO

．

　 The 　fitted　line　has　its　peak

at　

SF ＝1

 

　

b

，

　and 　

detection

　threshoId

≡

c

，

　

in

　the　respec

−

tive　_panels　ln　Figure　2

．

　 The　SF　at　a　_{peak （}

10

−

b_）of the　fittedline

，

　and 　asquared correlation 　coemcient

　　 　　 　　　 　 （r2）

，

are　added

．

observerabcr2 

SF

　at　a　_peak 　 　 　 （1 

一

b）

AY

　_motion 　 　 depth

JS

　 motion 　 　

depth

MI

　motion 　 　 depth

SO

　nlotion 　 　

depth

8

．

81　

0．

73

　　4

．

16　0

．

97 15

．

27　0

．

57　11

．

09　0

．

95

0

，

20　9

．

75　

16．

Ol

　O

．

92

21

．

31　

0．

73　　14

．

75　0

．

93

9．

41

　　

0，

59

　14

．

46　

0．

94 57

．

10　 〔｝

．

58　44

．

60　 〔｝

．

99 4

．

41　D

．

66　　4

．

13　0

．

99

17．

41

　〔）

，

52

　　

6．

｛｝

2

　

0．

94

0

．

19 〔〕

，

27 〔〕

．

 

00

．

190

．

260

．

260

．

220

．

30

では ない

．

　空間周 波 数に対 する閾 値の形 状 が U 字 型で ある かど うか は

，

’

2次 回 帰 式の決 定 係 数（rうに よっ て評 価す るこ とがで き る

．

先に述べ _{た ような理 由}か ら

，

観 察 者

JS

に 関す る結果を除くと_， 3 名の観 察 者の相 対 運 動と奥 行き の検 出閾 に関す る

2

次回帰 式の決 定 係 数は  

，

9

以上と高 い_値で あっ た

．

この こ と は， 2つ の検 出 閾の形 状が空 間 周 波 数に対して U 字型で ある との解 釈に

一

致 す る

．

　 次に

，

空 間 周 波 数に対 する相 対 運 動と奥 行き検 出閾が

U

字型で ある とする と

，

Figure　2より

，

2つ の検 出 閾が 最低 と な る ところの周波 数の値が類 似してい _{る傾 向}が認 め ら れる

．JS

を除く3名の観 察 者に つ い て

，

2次回帰 分 析に よ る， 相対 運 動 と奥 行 きの検 出 閾 が 最 小 と な る空 間 周 波 数 （Table　1の最 右 列 ）をt検 定で比較し た とこ ろ

，

有 意な差は認め られなか っ た

．

ま た

，

Table　lに示 し た こ の空 間 周 波 数の値そ の も のを見て も

，

観 察 者MI につ い て は相 対 運 動と奥 行き の間で等しい値が得られ て お り

，

明 確 な 差 異 は認 め ら れ ない

．

　ま た，

Figure

　

2

よ り， 検 出 閾が最低とな る空 問周波 数よ り も高い_{周 波 数}に おい て

，

奥行き検 出 閾は相対運 動 検 出 閾よ り も急激に上昇す る傾 向が 見 られ る

．

閾 値の変 化の急 峻さ は

，

2次回帰 式の 2次 項の係 数に示さ れ る

．

JS

を除く

3

名の観 察 者につ い て

，

柑 対 運 動と奥 行きに お け る

2

次 回 帰 式の 2_{次 項}の_{係数 （}Table　1にお ける a）をt検 定で 比較し た ところ， イ∫意 な 差 は 認 め ら れ な か っ た

．

し か し な が らTable　1_を見る と

，

奥行き に関 す る2次 項の係 数は柑対 運 動に関する値よ りも明ら か に 大きい

．

この こ とは

，

高 空 間 周 波 数で奥行き検 出閾が相 対 運 動 検 出 閾 よ り も急 激 に 上 昇 す るこ と に矛盾し ない

．

なお， 本 実 験の結 果か ら は， 検 出 閾が最 低と な る 空間周 波数よ り も低い周 波 数に お け る閾値 特 性を検討 するこ と は難しい

．

こ の点にっ いて は

，

やは り

，

よ り低い空間周 波数を設 定し て検 討す る必 要がある

．

　以 ⊥の結果 を まとめ ると

，

本 実験で は

，

相 対 運 動検 出 閾と運動視差か らの 奥行き検出閾は

一

部共 通 した_特徴を 持つ こ とが 示 唆 さ れ た

．

つ _{ま り} ， ど ち らの検出 閾 も速度 勾 配の空間 周 波 数に対して U 字型の形 状を 示 し

，

ま た

，

そ れ ぞ れ の検 出 閾が最低 値となる周 波 数はほ ぼ等しい と 考え ら れ る

．

この 2つ の検 出 閾の共 通した特 徴は

，

相 対 運動 検 出器と奥行き検 出器が共 通の処 理機 構を有し てい ることに矛盾し ない

．

その

一

方で， 奥行 き検出 闘 は すべ て の空間 周 波 数に お い て相 対運動検 出 閾よ り も高い_値を 示 し

，

ま た

，

相 対 運 動検 出 閾と比 較 すると

，

閾値が最低 とな る空 間周波 数よ り も高い周波 数で急 激に上昇し た

．

これ らの結 果 は

，

相 対 運 動と奥行きが異 な る空 間周波数

大塚

・

氏家

・

佐 藤

・

斎田 ：_{相 対 運 動}か らの相 対 運 動 検 出と奥 行き検 出 29 特 性を もつ別々 の検 出器に よっ て検 出さ れて い ること を 示す

．

な お

，

奥 行き検出 閾が_常に柑 対運動検 出 閾よ り も 高い値 で あっ たこ と は， 上に述べた 2つ の閾値 特性の共 通 性を考 慮する と

，

相 対 運 動検 出器の出力が奥 行き検 出 器の入 力と して用い _られて いる可 能 性 を示 唆す る

．

　 本 実 験で示し た

，

検 出 閾が最 低となる空 問 周 波数の推 定 値は

，

相 対 遮 動 にっ いて O

．

OO

〜

Q

，

26　cycfdeg

，

奥 行 き につ い て  

．

19〜0，

30cyc

！

deg

で あっ た

．

これ らの値 は

，

Golomb

　et　al

，

（1985） が相 対運動 検 出につ い て報 告し た もの （0

．

1

〜

0

．

6c｝

・

c ／

’

deg）や

，

　Rogers ＆ Graham

（

1982

）が奥 行き検 出につ い て報 告 した もの （

O．

2

〜O，

5

cycfdeg ）に比 較する と

，

や や 低い値 となっ てい る

．

し か しなが ら， 本実験の結 果には， 設定さ れ た 空間 周 波 数 の範 囲で検 出閾 が 単 調増 加す る とい う 結 果 が含ま れて い たこ とが 影 響 し た 可 能性が ある

。

し た がっ て

，

よ り広い 空間 周 波 数が設 定さ れていたこ_れらの先 行 研 究の結 果と の直 接 的な 比較は難しい と考えられる

．

　本 実 験で は

，

実 験 条 件や手続きの設 定 上， 以 下の 4点 が統 制さ れ ていな かっ た

．

す な わ ち， （

1

）相対 運 動検 出 閾の 測定 時 （頭部 静止 状 態 ） と 奧 行 き検 出 閾の測 定 時 （頭部運動 状態）で 頭部 運 動の有 無が異なっ てい た点

，

（

2

）凝視 点が設 定さ れ なかっ た点

，

（3）刺 激の大き さが空 間 周 波 数に よっ て変 化 し た点

，

お よび

，

  刺 激の速度 勾 配 1周期 を構 成す るドッ ト列の数が空 間周波 数によっ て変 化 した点である

．

以 下で は， これ ら4つ の要因が実 験 結 果に影 響し た か どうか を 検 証 実 験によ り検討 する

．

　頭部運動 時の相対運動 検 出　実 験1の結 果

，

奥 行き検 出閾 は相対 運 動検 出 閾に比較す る と高い値を 示 し た

．

本 研究で は相 対運動検 出 閾は頭 部を静止さ せ た状 態で測 定 し， 奥 行き検 出 閾は頭 部 を運 動さ せた状 態で測 定し たこ と か ら

，

2つ の検出 閾 値の差 は

，

頭 部 運 動に よっ て生 じ る_網膜像のずれのため に_奥行き検 出閾が上昇し た結 果で ある可能 性がある

．

こ の可 能 性 を検 討 するた め

，

頭 部 運 動 時の相 対 運 動 検 出 閾 を測 定す る検 証 実 験を行っ た

．

検 証実験で は

，

観 察者 （

JS

，

　MI）は頭 部 を 運 動 さ せ なが ら その運動に同期す る相 対 運 動 刺 激 を観察 し， 相 対運 動 検 出課題を行っ た

．

そ れ 以外の実 験 方法は実 験 1 （本 実 験 ）に同 じで あっ た

．

　 実 験の結 果， 相 対 運 動 検 出 閾と奥 行き検 出 閾の値の違 い は頭 部 運 動の 有 無に よっ て生じる わ けでは ない こと が 示された （Figure　

3

）

．

頭部 運 動 時の相対 運 動検出閾は， 頭部静 止 時の相対 運 動検 出閾 （実験

ll

本 実験］の 結 果 ）に比べ る と高い_値である もの の （観察 者別に行っ た 分 散 分 析の 結 果，

JS

：F（1

，

90』 4

．

67

，

〆

，

05：MI ：

F

（1

，

99）

−

29

．

26

，

p＜

．

Ol）

，

奥 行き検 出 閾に比 較す る と 低い 値で あっ た （

JS

：F （1

，

98）

＝

28

，

84；MI ：F （1

，

S8＞

− 89．

47，

Ps

＜

，

Ol

＞

．

っ ま

O

， 奥 行き検出 閾は 頭部運 動 に よ る 相 対 運 動検出の閾

f

直の ヒ昇の み で は説 明さ れ ない こと が 示 さ れ た

．

し た がっ て， 実 験1 （本 実験 ）で見い 出さ れ た相 対運動と奥 行きの検 出 閾は異なる検 出器の特 性を反 映し てい る こ と が示唆される

．

な お

，

頭 部 静止時 に お け る相 対 運 動 検 出の閾値に比 較し て頭 部 運 動 時の そ れが上 昇し たこと は

，

頭 部運 動が相 対 運 動 検 出に影響す る こ と を 示 す

．

前 に 述 べ た よ うに

，

Golomb

　et　aL （

1985

） は， 彼女 ら が得た相 対運 動検出閾と， Rogers ＆ Graham （1982）に よる奥 行き検 出 閾の値の差 異を

，

奥 行き検 出 閾 測 定 時の頭 部 運 動に よっ て生じ た網 膜 豫のず れ成 分に よ る と指 摘し た

．

本 実験の結果は

，

頭部 運 動が 閾 値上昇の

一

因である もの の

，

奥行 き検 出 閾 値の上 昇 は この要因の みで は 説 明 で き ない こと を 示 し ている

．

　頭部運動に同期す る相対運動刺 激 （運動 視 差 刺 激 ）を 観 察 す る と き， 奥 行 き検出 閾は相対 運 動検出閾よ り も低

（

O Φ の O

」

  V Φ O ＝ 望

一

自 ∈ く と 価 Φ 匡

5040302010

JS

　

6

・ OO

．

01

　 　

0．

1i10

80

6040

　

40

20



₂₀

0

Spatial

　Frequency _（cyctdeg _）

MI

00

．

01

　 　

0．

11

120

10 80

40

0

Spatial

　

Frequency

（cycldeg 》

「 Φ m 「 而 Ω 匚

一

く O

一

  コ 一 〇

「

ω O 口

_「

_一

ぐ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

（

皿

「

OooOO

｝

Figtlre

　3

．

　Relative　motion 　threshold 　during　head　movemel ／t （fi】1ed　triang】es）compared 　with 　the　relative

　motion 　threshold （open　squares ）and　the　

depth

（〔｝pen　circles ）threshold

．

　

The

　data　of　the　re ！ative 　moti σn　and

30

基礎心 理学研 究　 第 18巻　第 1号 い と す る報 告が あ る （

C

）no ＆

Ujike，

1993　a

，

　

b

）

．

し か し， こう した報 告と今 回の検 証 実 験の結 果 は 決 して矛 盾 しない

．

本 検 証 実 験で測 定さ れ た 頭部運動 時の相 対運 動 検 出 閾は頭 部 静 止 時のそ れに近い もの であり

，

網 膜上の 相対運 動情報が_検出さ れ る た め に必 要な運 動量である

．

一

_方

，

Ono

　and 　

Ujike

が測 定し た頭 部 運 動 時の相 対 運 動

検出闘は， 相対 運 動情 報 （運 動 視差 情 報 ）が十 分に検 出 さ れ

，

奥 行き 知覚が 生 じ た

h

で の相対 運 動 知覚闘で あ る

．

こ の知 覚 閾は， 網膜

一

ヒの相 対運 動情 報が検出 され る た め の相 対 運 動量で は な く

，

運 動 視 差か ら奥行きが 知 覚 さ れ た 上 で

，

その奥 行き知 覚と相 互 補 間 的な関 係を もつ 運動が知 覚さ れ る た めの相 対 運 動 量で ある

．

つ まり

，

本

研究と

OIIo

　and　

Ujike

（

1993

　a

，

　

b

）の問の 不

一』

致は

，

両 者が注 目してい る相 対運動の性 質が異な り， し た が っ

て

，

そ れぞれ の相 対運動の検出 を媒 介 す る検出 器 が 異 な

っ てい る こ と に よ る と考え られ る

．

なお， 本 検証 実 験で

は奥 行き検 出 閾より も小さい連 動 視 斧か ら運 動が検 出さ れ たが

，Ono

　and　

Ujike

の実 験で は そ の ような結 果は得

られ ていない

．

こ の_差異の

一

因と し て

，

実験で用い ら れ た刺 激が異なっ て い たこ と が 挙 げら れ る

．Ono

　and Ujikeが用いた運 動 視 差 刺 激は， 正 弦 波 縞の帯に よっ て 矩 型 波 状の奥 行き形 状をシ ミュ レ

ー

ト していた

．・

．一

方， 本 実 験で用いた刺 激は

，

ラ ンダム ドッ トパ タ

ー

ン によっ て正弦波状の奥行き形状をシ ミュ レ

ー

ト し た

．

こ の よう に， 刺 激を構 成す るパ タ

ー

ンや刺 激のシ ミュ レ

ー

ト形状 の違いが 運動 視差刺 激か らの奥 行 き 知覚や 運 動知 覚に影 響す る可 能 性が考え られ る

．

　 凝 視 点 　 実 験 1 （本 実 験 ）で用い た刺 激には凝 視 点が な く

，

その ため に奥 行き検 出の閾 値が相 対 運 動検 出の閾 値よ り も高 くなっ た 可 能性が あ る

．

す な わ ち

，

頭 部 運 動 時に は静止刺 激の網 膜

f

象を

・

安定させるた めに眼 球 運 動 が 必要で あ る た め

，

凝 視 点が設 定さ れ ない と

，

奥行き検出 閾の測定 時 （頭 部 運 動 時 ）に は刺 激 網 膜 像がよ り大きく 変 動す る 可能性がある

．

検 出 閾に おけ る凝 視 点 設定の効 果 を検討 す る た めに

，

実 験 1 （本 実 験 〉 で 用いた刺 激の 中 心に直 径 0

，

08deg の _円形の _{凝 視 点}をおい て_相対 運 動 検 出 閾と奥行き検 出 閾を 測 定 す る 実 験 を 行っ た

．

観 察者 は 2名 （

JS

，

　SO _）である

．

　 実験の結果

，

凝 視 点の有 無に関わ らず

，

奥 行き検 出 閾 は 相 対 運 動 検出閾 よ り も高い値を 示し た （Figure　4＞

．

凝 視 点が あ る 場合の 2つ の _検出闘値 を観 察 者別に分散 分 析で比 較し た結 果， その差 は有意 で あっ た （

JS

：

F

（

1，

70＞

＝

83

．

16；SO ：F （1

、

130）

≡

126

．

80

．

₁）s〈

．

01）

．

ま た， 相 対 運 動と奥 行きの検 出のそれ ぞ れにつ い て， 凝 視 点の あ る場 合とない場 合の閾 値に有 意な差は認め られ なか っ た （相 対 運 動

，

奥 行 き の 順 に

，

JS

：F（1

，

　90）

＝

＝

3

．

14

，

F

（

1，90

）

− 0．

23

；

SO

；

F

（

1，110

）

＝1，

97，

　

F

（1

，

　llO ＞

＝

0

．

11

，

すべ て

・

Fl

，

S

’

）

。

し た がっ て， 凝視 点の有 無は相 対 運 動 検 出と奥 行き検 出に大 き な 影 響 を与 え なか っ た

，

　 刺 激の大 き さ　 実 験1 （本 実 験 ）で用いた刺 激の大き さ は速 度勾配の 空間 周波 数と と も に減 少し

，

空間 周波 数 が高い と き （

0．

4

〜

1

．

6　cyc ／

deg

）に最も小 さ くなっ た

．

こ の要 因か ら

，

相対運 動検出， 奧行き検 出と もに高 空 間 周波 数に おい て閾が 上 昇 し た 可 能 性 が あ る

．

こ の可 能 性 を

，

空 間 周 波 数に関わ らず大きさが

一

定で ある刺 激を用 い て検 討し た

、

検 証 実 験で の刺 激の大き さは 20

．

Ox9

．

3

deg

で

一

定で あっ た

．

観 察 者は 2名 （∫S

，

　SO）で あっ た

．

　実験の結 果

，

大 き さ が 変 化 す る刺 激 を 用い た場合と大 き さ が

一

定の刺激を用いた場 合の結 果に違い は 見い _出さ

（

OO の O

」

σ

）

  O コ 諺

一

且 仁 一 く 漏 σ Φ n

呷

JS

50

　　

40

　 　

60

30

　 　 20 　 10 　 　 　 OO

．

01

　 　

0．

1110

20 1540

　

10

20

　　5 0

Spatial

　Frequency （cyClde9 _）

SO

0

α

01

　 　

0，

11

30

20

10 oo −

Spatial

　Frequency （CyCldeg _） τ O 動 ズ m ρ 匚

一

く 卿

一

Φ コ 一 〇

一

ω で ロ ユ ぞ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

（

o 「 o 器 o

）

Figure　4

．

　

Comparis

て_）n （，f　relative 　motion 　and 　

depth

　thresho ！

ds

　

between

　

for

　stimuli 　with 且xatiQn 　points（

filled

　synlbols ）and 　with 　no 　

nxatiQn

　_{points （}Qpen 　symbols ）

．

　For　a　stilnulus 　with 　the　fixation　poin亡

，

　

JS

　could 　not

　see 　any 　depth　at　L6　cyc ／deg　of　spatial　

frequency

．

　

The

　

data

　with　no 　fixation　points　are　identical　to　th〔〕se （エf

大塚

・

氏家

・

佐藤

・

斎田 ；_{相 対 運 動}か ら の相 対 運 動検 出と奥行 き検 出

31

れ な かっ た （Figure　5_）

．

_{相 対 運 動} と奥 行き の検 出閾 の それぞれ に お け る刺 激の大き さの効 果 を 観 察 者 別に分 散 分析に よっ て検 討し た と こ ろ

．

有 意な 効 果 は 認 め れ なか っ た （相 対 運 動

，

奥 行_{き の 順 に} ，

JS

：

F

（

1，

90

）

＝0．

33，

F（1

．

90）

＝

3

．

38；

SO

：F （1

，

90

＞

＝

0

、

4L



F _（

L90

_＞

＝

U

．

24

，

す べ て ns）

．

し たが っ て_， 笑験 1 （本 実 験 ）で設 定さ れ た刺激の大 き さ は相 対 運 動と奥 行きの検 出閾に大き な 影 響を与えなか っ た と考え られる

．

　 1周 期の速 度 勾 配 を構 成 する ドッ ト列数 　実 験 1 （本 実験 ）で用いた刺 激では

，

空間 周 波 数 〔〕

．

1　cycfdeg の刺 激を除くと_， 速 度勾 配の空間 周 波 数に関わ らずドッ トの 大き さ が

一

定であっ た た め， 1周 期の速 度 勾 配を構 成す る ドッ ト列の数が 空間 周 波 数に よっ て変 化し た

．

この 1 周 期あ た りの ドッ ト列 数は空 間周波 数が 高 く な るにつ _れ て減 少 して お り， 高 空 間周波 数に おけ る相 対運動 検 出と 奥行き検 出の閾を ヒ昇さ せた 可 能 性 が ある

．

こ の可能性 を検 討す る た め，

1

周 期の速 度勾 配を構 成 する ドッ ト列

（

8

の

96

）

9

塁

Ω ∈ ＜ 盖 Φ 匹 　 　 　

JS

50

　 　

40

　 　 　

30

　 　 20　

10



　 OO

．

01

　 　

0．

1

2060 　 　

1540

　

10

　 　 　 　 0

1

　 　

10

20



₅

Spatial

　

Frequency

_（cyc／deg_）

数 が 変化す る刺 激 （すべ ての空 問 周 波 数で ドッ トの大 き さが

一

定 〉と

，

列 数が

一

定で あ る刺 激 （空間 周 波 数によ っ て ドッ トの大き さが変化 ） を 用いて相 対 運 動 検 出 閾と 奥行き検 出 閾を測定し た

．

なお

，

本 検証 実験に お け る観 察 距 離は ／

20cm

， 刺 激の大きさ は14

．

6

×

6．

7deg

で

一

定 で あっ た

．

観 察 者は 2名 （

JS，

　

SO

_{）であっ た}

．

　実 験の結 果を Figure　6に示 す

．

速 度 勾 配の 1周 期 を 構 成する ドッ ト列 数が変 化す る 場 合 と， ドッ ト列 数が

一

定で ある場 合とで

，

結果に大 き な差は見い出さ れ な かっ た

．

相対 運 動と奥 行 きのそ れ ぞ れに お け る ドッ ト列 数 操 作の 効 果 を観察者 別に分 散 分 析で検 討し た が

，

有 意な効 果は認め ら れ なか っ た （相 対運 動

，

奥 行 きの 順に

，

JS

：F_（ユ

，

104）

蕭

3

．

79

，

　去

’

_（1_，104）

≡

0

．

11；

SO

：

F

_（

1，102

_）

＝

₂

_．

₉₀

_，

_F（1

_，

_102）

＝

₀

_．

₁₀

_，

_{すべ て ns）}

_．

_{こ の こ とか ら}

_，

実 験1 （本 実験 ） で 設 定 し た 刺 激に おける 1周 期の速 度 勾配を_{構 成}す るドッ ト数は相 対 運 動と奥 行きの検 出 閾に 大き な 影 響 を 与 え なか っ た もの と考え られ る

．

SO

00

．

01　 　0

．

1110

30

20

10

0

Spatia

「

Frequency

_（cycideg _）

τ Φ 9 ズ m Ω 匚

一

く 脚

一

Φ コ

冖

口 扉 石 山 「 譯 く 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

（

山 δ ・。 Φ o

｝

Figure　5

．

　 Comparisoll　of　relative 　motion 　and 　deptb　thresholds　

between

　

for

　_{stimuli 　with 　constant 　size （}nlled

　symbols ）and 　variable 　size （open 　symbols ）

，

　The　data　with 　the　_{variable 　stilnulus　size　are} 　identical　_to　those

　of　the　respective 　observers 　in　Fig

．

2

．

（ O Φ ω O

」

6

）

Φ O コ

一

＝ α 匚 E く 茎 6 Φ 住

5040302010

JS

00

．

01　 　0

．

11

20

60

　 　 　

15

40 　　10

20

o10

Spatial

　

Frequency

_（cycldeg ）

5

SO

OO

．

01

　 　

0．

1110

30

20

10

0

Spatial

　

Frequency

（cyc／

deg

）

「 OO 習 而 』 匚

一

く 〇

一

〇 コ 停 冖 二 ω OO ； ぞ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

（

彎 o ω oo

）

Figure　6

．

　 Comparison 　of　relativc 　motioll 　and 　depth　thresho_！

ds

　

between

　

for

　stimuli 　with 　constant 　number 　_of　

dot

　

lilles　for　une 　cycle 　of　velocity 　gradient（filled　symbols _）

，

and　with 　variable 　Iユulnber 　_of　

dot

　

lines

_（open　s

｝imbols ）

．