マッハバンド

マッハバンドは、物理学者エルンスト・マッハにちなんで名付けられた錯視です。人間の視覚系におけるエッジ検出を誘発することで、わずかに異なる濃淡の灰色のエッジが接触すると、そのコントラストが強調されます。マッハバンド錯視は、シェヴルール錯視と呼ばれることもあります。^{[ 1 ]}

マッハバンド効果は、人間の視覚系が網膜で捉えた画像の輝度チャネルに対して行う空間的高ブーストフィルタリングによるものです。マッハは1865年にこの効果を報告し、フィルタリングは網膜自体で、ニューロン間の側方抑制によって行われると推測しました。 ^{[ 2 ]}この推測は、ゲオルク・フォン・ベケシーが指摘したように、他の（非視覚的な）感覚に関する観察によって裏付けられています。^{[ 3 ]}この視覚パターンは、特定の自然照明を受ける曲面上によく見られるため、フィルタリングの発生は学習された画像統計の結果として説明できます。フィルタリング効果は、照明を表す台形関数と1つ以上のバンドパスフィルタとの畳み込みとしてモデル化できます。9つの偶対称フィルタをオクターブ間隔でスケーリングしたモデルを使用すると、厳密な近似が得られます。 ^{[ 4 ]}

その効果は境界の向きとは無関係である。

この視覚現象は、歯と骨のグレースケール画像を分析して異常な密度の変動を調べる歯科レントゲン写真で虫歯の証拠を評価する際に留意しておくことが重要です。この錯覚の可能性を考慮しないと、歯科医師が虫歯の放射線学的診断で偽陽性となる可能性があります。マッハバンドは、金属修復物や器具の隣接部、およびエナメル質と象牙質の境界に現れます。^{[ 6 ]}また、歯と骨の放射線強度の違いにより、マッハバンドによって水平歯根破折の誤診につながる可能性もあります。^{[ 7 ]}

マッハ効果は、肺の周辺部に暗い線を作り出すことで気胸の誤診につながる可能性もある（真の気胸では胸膜線は白くなる）。^{[ 8 ]}

マッハバンドは、勾配の導関数に不連続性がある場合にも現れることがあり、これはグーローシェーディングのように強度を線形補間する場合によく見られる視覚効果です。

コンピュータの画像処理システムは、脳と同様の方法でエッジ検出を利用しており、例えば、アンシャープマスキングを用いて写真の輪郭を鮮明にする。

• 鋭敏度
• コーンスイートの幻想
• ヘルマン格子錯視
• 側方抑制
• 錯視
• 水彩画の錯視
• ギブス現象

• Lotto RB、 Williams SM、Purves D (1999) 「経験的に導き出された関連性としてのマッハバンド」米国科学アカデミー紀要96 ( 9 ) : 5245–50。Bibcode : 1999PNAS ... 96.5245L。doi : 10.1073 / pnas.96.9.5245。PMC 21849。PMID 10220451 。  
• Eagleman, DM (2001)「視覚錯覚と神経生物学」Nature Reviews Neuroscience . 2(12): 920–6.

• マッハバンドのデモンストレーションは、 2016年7月までNISTで行われていた。
• マッハバンド図と説明仮説、デール・パーブス研究所