Updated on 2026/03/14

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ARAI, Hitoshi
 
Affiliation
Faculty of Education and Integrated Arts and Sciences, School of Education
Job title
Professor
Degree
Doctor of Science ( Waseda University )
Profile

In Wartung.

Research Experience

  • 2020.06
    -
    Now

    The University of Tokyo, Emeritus Professor   Emeritus Professor

  • 2018.04
    -
    Now

    Waseda University   Professor

  • 1999
    -
    2018.03

    The University of Tokyo, Graduate School of Mathematical Sciences   Professor

  • 1996
    -
    1999

    Tohoku University, Graduate School of Sciences   Professor

  • 1992
    -
    1996

    Tohoku University, Mathematical Institute   Associate Professor

  • 1989
    -
    1992

    Tohoku University, Mathematical Institute   Lecturer

  • 1988
    -
    1989

    Princeton University   Visiting Fellow

  • 1986
    -
    1989

    Tohoku University, Mathematical Institute   Assistant

  • 1985
    -
    1986

    Waseda University, School of Education   Assistant

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Research Areas

  • Mathematical analysis / Applied mathematics and statistics   Mathematical vision science / Basic analysis   Mathematical vision science / Perceptual information processing   Mathematical models of visual perception and their applications

Research Interests

  • STTEAM教育

  • 文理融合研究

  • 視覚情報処理

  • ウェーブレット

  • 錯視

  • 視覚

  • Visual perception

  • Vision Science

  • illusion

  • 数学教育（デジタル時代の大学数学教育）

  • STEM教育

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Awards

  • 7th Fujiwara Hiroshi Mathematical Sciences Prize, Grand Prize

    2018.09   New development of mathematical vision scinece and nonlinear image processing

    Winner： Hitoshi Arai

  • 第8回科学技術の「美」パネル展 優秀賞

    2014.04   科学技術団体連合   花が動いて見える錯視 - 数学が産み出す錯視アート

    Winner： 新井仁之, 新井しのぶ

  • Ronbunsyo (JJIAM Bumon) (Best paper award(JJIAM)),

    2013.09   The Japan Society for Industrial and Applied Mathematics   Framelet analysis of some geometrical illusions

    Winner： Hitoshi Arai, Shinobu Arai

  • Prize for Science and Technology (Research Category), The Commendation for Science and Technology by the Minister of Education, Culture, Sports, Science and Technology, Japan

    2008.04   New mathematical theory of vision and visual illusions

    Winner： Hitoshi Arai

  • Spring Prize, Mathematical Society of Japan

    1997.03   Study on complex analysis and harmonic analysis

    Winner： Hitoshi Arai

  • Featured Review in "Mathematical Reviews" (American Mathematical Society)に選出．

    1995   対象論文："Degenerate elliptic operators, Hardy spaces and diffusions on strongly pseudoconvex domains", Hitoshi Arai, Tohoku Math. J. (1994), pp. 469-498

    Winner： 新井 仁之

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Papers

  • 連載 コンピュータで'錯視'の謎に迫る

    新井 仁之

    ITmedia NEWS   連載  2020.02  [Invited]

    Authorship：Lead author

    　View Summary

    2017年から現在もITmedia NEWSで続けている連載．新井の研究成果を連載で掲載している．

  • 数学的方法による視知覚の研究と画像処理、アートへの応用

    新井 仁之

    早稲田大学数学教育学会誌   37 ( 1 ) 3 - 17  2019  [Invited]

    Authorship：Lead author

  • 人の視知覚に切り込む数学とその応用 - 調和解析，錯視，画像処理，アート -

    新井 仁之

    数学通信   23 ( 2 ) 5 - 22  2018.08  [Invited]

  • New techniques of illusion arts and its application to promotional godds and packages

    ARAI Hitoshi

    JPI Journal   54 ( 1 ) 58 - 62  2016.01  [Invited]

    CiNii

  • Nonlinearity in Mathematical Science of Vision and Visual Illusions

    ARAI Hitoshi

    J. of Institute of Electronnics, Information and Comm. Eng.   98 ( 11 ) 1012 - 1016  2015.11  [Invited]

    CiNii

  • From mathematical study of visual information processing in the brain to image processing

    ARAI Hitoshi

    Mathematical Progress in Expressive Image Synthesis II     105 - 110  2015  [Invited]

  • Mathematical models of visual information processing in the human brain and applications to visual illusions and image processing

    ARAI Hitoshi

    Mathematical Progress in Expressive Image Synthesis I, Mathematics for Industry 4, Springer     7 - 12  2014  [Invited]

  • Mathematical models of vision and structure analysis of visual illusions

    ARAI Hitoshi, Shinobu Arai

    Japanese Psychological Review   56 ( 3 ) 309 - 333  2012  [Refereed]  [Invited]

    CiNii

  • Frame let analysis of some geometrical illusions

    Hitoshi Arai, Shinobu Arai

    JAPAN JOURNAL OF INDUSTRIAL AND APPLIED MATHEMATICS   27 ( 1 ) 23 - 46  2010.06  [Refereed]

    DOI CiNii

    Scopus

    1
    Citation
    (Scopus)

  • ウェーブレットとその錯視研究への応用

    新井 仁之

    可視化情報学会誌   29 ( 115 ) 10 - 17  2009.10  [Invited]

  • Study on Vision and Visual Illusions by Mathematical Method

    Arai Hitoshi

    Bulletin of the Japan Society for Industrial and Applied Mathematics   19 ( 1 ) 39 - 41  2009

    DOI CiNii

  • 2D tight framelets with orientation selectivity suggested by vision science

    ARAI Hitoshi, ARAI Shinobu

    JSIAM Letters   1   9 - 12  2009  [Refereed]  [Invited]

    　View Summary

    In this paper we will construct compactly supported tight framelets with orientation selectivity and Gaussian derivative like filters. These features are similar to one of simple cells in V1 revealed by recent vision science. In order to see the orientation selectivity, we also give a simple example of image processing of a test image.

    DOI CiNii

  • Finite discrete, shift-invariant, directional filterbanks for visual information processing, I: Construction

    ARAI Hitoshi, ARAI Shinobu

    Interdisciplinary Information Sciences   13 ( 2 ) 255 - 273  2007  [Refereed]

    　View Summary

    As is well known in neuroscience, simple cells of the mammalian's striate cortex possess both orientation and spatial-frequency selectivity, and are similar to the Gabor filters or Gaussian derivative filters in shape. The purpose of this paper is to propose a method of designing perfect reconstruction 2D filterbanks which act on finite dimensional linear spaces consisting of 2D signals of a certain size, and have several analogous features to simple cells: (1) the filterbanks consist of several spatial-frequency channels with orientation selectivity, (2) the filterbanks have shift-invariant multiresolution (multiscale) structures, (3) filters contained in them are FIR, and are similar in appearance to not only Gaussian derivatives of 1st and 2nd order, but also ones of higher order. Moreover, they are constructed by finite linear combinations of separable filters. As is described in the text, by virtue of these properties, our 2D filterbanks can become bases of constructing computational nonlinear models of visual information processing. In this paper we construct the 2D filterbanks, and discuss them from the viewpoint of vision science. For example we disclose a possible role of "Gaussian-derivative-like" filters of higher order in our filterbanks. Practical applications of our 2D filterbanks to vision science and image processing will be given in our subsequent papers.

    DOI CiNii

  • Achromatic and chromatic visual information processing and discrete wavelets

    Hitoshi Arai

    Frontiers of Computational Science     83 - 89  2007  [Refereed]  [Invited]

  • Common factor of certain lind of tilt illusions clarified by a wavelet (in Japanese)

    ARAI Hitoshi, ARAI Shinobu

    VISION, J. of Vision Soc. Japan   17   259 - 265  2005

    CiNii

  • A nonlinear model of visual information processing based on discrete maximal overlap wavelets

    Hitoshi Arai

    Interdisciplinary Information Sciences   11 ( 2 ) 177 - 190  2005  [Refereed]

    　View Summary

    The purpose of this paper is to give a new computational model of early visual information processing, and to simulate by using the model the occurrence of visual illusions. The model proposed in this paper is constructed as a maximal overlap biorthogonal wavelet filter bank equipped with a nonlinear processing modeled after "contrast induction" effect (for the definition, see Section 3). This model provides good computer simulations of the occurrence of many lightness illusions such as the Mach band, the Hermann grid, the Chevreul illusion, and other related illusions. Moreover, also the café wall illusion is studied by using the model.

    DOI CiNii

  • Hardy spaces, Carleson measures and a gradient estimate for harmonic functions on negatively curved manifolds

    Hitoshi Arai

    Advanced Studies in Pure Mathematics   21   1 - 49  2001  [Refereed]  [Invited]

  • Harmonic analysis on negatively curved manifolds—Carleson measure, Brownian motion and a gradient estimate for harmonic functions.

    ARAI Hitoshi

    Infinite Dimensional Harmonic Analysis, Graebner, Altendorf     55 - 69  2000  [Invited]

  • Bergman-Carleson measueres and Bloch functions on strongly pseudoconvex domains

    Hitoshi Arai

    Reproducing Kernels and Their Applications (Kluwer Acad. Publ.)     21 - 31  1999  [Refereed]  [Invited]

    CiNii

  • Singular elliptic operators related to harmonic analysis and complex analysis of several variables

    Hitoshi Arai

    Trends in Probablity and Related Analysis (World Sci. Publ.)     1 - 34  1999  [Invited]

  • 実解析学の発展とその解析学への応用

    新井 仁之

    数学, 岩波書店   50 ( 1 ) 29 - 55  1998  [Refereed]

  • 多変数複素解析と調和解析

    新井 仁之

    数学, 岩波書店   49 ( 4 ) 337 - 349  1997  [Refereed]

  • Morrey spaces on spaces of homogeneous type and estimates for square(b) and the Cauchy-Szego projection

    H Arai, T Mizuhara

    MATHEMATISCHE NACHRICHTEN   185   5 - 20  1997  [Refereed]

  • Generalized Dirichlet growth theorem and applications to hypoelliptic and (partial derivative(b))over-bar equations

    H Arai

    COMMUNICATIONS IN PARTIAL DIFFERENTIAL EQUATIONS   22 ( 11-12 ) 2061 - 2088  1997  [Refereed]

  • Degenerate elliptic operators, $H^1$ spaces and diffusions on strongly pseudoconvex domains

    ARAI Hitoshi

    Geometric Complex Analysis     35 - 42  1996

    CiNii

  • DEGENERATE ELLIPTIC-OPERATORS, HARDY-SPACES AND DIFFUSIONS ON STRONGLY PSEUDOCONVEX DOMAINS

    H ARAI

    TOHOKU MATHEMATICAL JOURNAL   46 ( 4 ) 469 - 498  1994.12  [Refereed]

  • Some characterizations of bloch functions on strongly pseudoconvex domains

    Hitoshi Arai

    Tokyo Journal of Mathematics   17 ( 2 ) 373 - 383  1994  [Refereed]

    DOI

    Scopus

  • Kähler diffusions, Carleson measures and BMOA functions of several complex variables

    Hitoshi Arai

    Complex Variables, Theory and Applications   22   255 - 266  1993  [Refereed]

    CiNii

  • AREA INTEGRALS FOR RIESZ MEASURES ON THE SIEGEL UPPER HALF-SPACE OF TYPE-II

    H ARAI

    TOHOKU MATHEMATICAL JOURNAL   44 ( 4 ) 613 - 622  1992.12  [Refereed]

  • Harmonic analysis with respect to degenerate Laplacians on strictly pseudoconvex domains

    ARAI Hitoshi

    Harmonic Analysis (ICM-90, Satell. Conf.) ,Springer     15 - 29  1991  [Refereed]  [Invited]

  • ESTIMATES OF HARMONIC-MEASURES ASSOCIATED WITH DEGENERATE LAPLACIAN ON STRICTLY PSEUDOCONVEX DOMAINS

    H ARAI

    PROCEEDINGS OF THE JAPAN ACADEMY SERIES A-MATHEMATICAL SCIENCES   66 ( 1 ) 13 - 15  1990.01  [Refereed]

  • BOUNDARY-BEHAVIOR OF FUNCTIONS ON COMPLETE MANIFOLDS OF NEGATIVE CURVATURE

    H ARAI

    TOHOKU MATHEMATICAL JOURNAL   41 ( 2 ) 307 - 319  1989.06  [Refereed]

  • BOUNDED PROJECTIONS ONTO HOLOMORPHIC HARDY-SPACES ON PLANAR DOMAINS

    H ARAI

    TOHOKU MATHEMATICAL JOURNAL   39 ( 4 ) 533 - 542  1987.12  [Refereed]

  • HARMONIC-ANALYSIS ON NEGATIVELY CURVED MANIFOLDS .1.

    H ARAI

    PROCEEDINGS OF THE JAPAN ACADEMY SERIES A-MATHEMATICAL SCIENCES   63 ( 7 ) 239 - 242  1987.09  [Refereed]

  • A NOTE ON FUNCTIONS OF VANISHING MEAN-OSCILLATION ON THE BIDISK

    H ARAI

    BULLETIN OF THE LONDON MATHEMATICAL SOCIETY   18   595 - 598  1986.11  [Refereed]

  • ON THE ALGEBRA OF BOUNDED HOLOMORPHIC MARTINGALES

    H ARAI

    PROCEEDINGS OF THE AMERICAN MATHEMATICAL SOCIETY   97 ( 4 ) 616 - 620  1986.08  [Refereed]

  • MEASURES OF CARLESON TYPE ON FILTRATED PROBABILITY SPACES AND THE CORONA THEOREM ON COMPLEX BROWNIAN SPACES

    H ARAI

    PROCEEDINGS OF THE AMERICAN MATHEMATICAL SOCIETY   96 ( 4 ) 643 - 647  1986.04  [Refereed]

  • On an inequality of varopoulos for 2-parameter brownian martingales

    Hitoshi Arai

    Tokyo Journal of Mathematics   9 ( 2 ) 373 - 382  1986  [Refereed]

    DOI

    Scopus

  • CARLESON MEASURES ON PRODUCT DOMAINS AND 2-PARAMETER BROWNIAN MARTINGALES

    H ARAI

    ARCHIV DER MATHEMATIK   46 ( 4 ) 343 - 352  1986  [Refereed]

  • Hardy spaces of 2-parameter Brownian Martingales

    Hitoshi Arai

    Tokyo Journal of Mathematics   8 ( 2 ) 355 - 375  1985  [Refereed]

    DOI

    Scopus

    1
    Citation
    (Scopus)

  • 視覚と錯覚の数理科学

    新井 仁之

    越境する数学（岩波書店）   印刷中  [Invited]

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Research Projects

  • Loewner equation and Teichmueller space theory

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research

    Project Year :

    2023.04
    -
    2028.03
     

Industrial Property Rights

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Other

  • 数理科学デジタルオープンレクチャーズ

    　
    -
    Now

    　View Summary

    http://www.araiweb.matrix.jp/OpenLect.html

    大学・大学院レベルの数理科学に関するオリジナル講義動画を集めたものです。

    現在，世界中のさまざまな大学において授業のオンライン公開配信、すなわちオープンコースウェア(Opencourseware, OCW) が行われています｡ そのような中で、数学・数理科学専用の OCW があっても良いと思い、個人的活動ではありますが，誰もが自由に学べる

    数理科学デジタルオープンレクチャーズ
    Digital Open Lectures in Mathematical Sciences

    を始めました。

  • 「見る」の真理を追い求めて

    2019.09
    -
    　

    　View Summary

    雑誌「someone」vol. 46 で研究成果が特集された．

  • 朝日新聞朝刊：産業界が活用する「錯視」

    2018.11
    　
    　

    　View Summary

    朝日新聞朝刊（2018年11月24日，be report）で新井の錯視研究と画像処理研究の成果が画像と共に紹介されました．

  • 米国科学雑誌 『Nautilus』 のサイト：How Japanese Floating Illusions Reverse-Engineer What We See

    2017.06
    　
    　

    　View Summary

    視覚・錯視と画像処理の研究成果が米国科学雑誌 『Nautilus』 のサイトで取り上げられ紹介されました
    http://nautil.us/blog/how-japanese-floating-illusions-reverse_engineer-what-we-see

  • 医歯協mate：「錯視」はなぜ起こる？数学で視覚の仕組みに迫る

    2017.03
    　
    　

    　View Summary

    『医歯協mate』(2017, No.299, pp24-27)に新井の視覚と錯視の数学的研究、及び画像処理への応用が取り上げられた。その取材協力をした。

  • 朝日新聞朝刊（2016年8月28日）の「科学の扉」で新井の視覚の情報処理の数理モデル，錯視，画像処理への応用の研究成果の一部が紹介されました．

    2016.08
    　
    　

  • 『週刊ダイヤモンド』（2016年1月23日号）で脳内の視覚情報処理の数理モデル研究の一部と錯視アート作品の一つが紹介されました．

    2016.01
    　
    　

  • From visual illusioin to business

    2015.08
    　
    　

    　View Summary

    "YURARIE" is a new business project by Rakupri Co. based on patents (Invetors: Hitoshi Arai and Shinobu Arai, JST). In August 27, 2015, this project was reported by the news, World Business Satelite (TV Tokyo).

  • 『朝日新聞・日曜版』(2014年3月16日) GLOBE の特集『脳のふしぎ』に，新井・新井の研究，及び朝日新聞からの依頼により作成した作品『朝日新聞GLOBEの浮遊錯視』が掲載されました．

    2014.03
    　
    　

  • 『読売新聞』（2014年2月28日）朝刊に新井・新井の研究と錯視アート（六花亭バレンタインラウンドハート，Flower Garden Illusion）がカラーで紹介されました．

    2014.02
    　
    　

  • JST News で研究成果が特集

    2013.04
    　
    　

    　View Summary

    『JST news 4月号 (2013)』に新井の研究に関する特集．『脳をだます「錯視」を数学的に解明』
    http://www.jst.go.jp/pr/jst-news/pdf/2012/2013_04_p08.pdf

  • 『読売新聞』(2012/9/16)で、視覚の数理モデルに関する成果が「錯視 高機能ゆえの「誤り」」というタイトルで報道されました．この記事は読売新聞の医療サイト YomiDr. でも Web公開されました．

    2012.09
    　
    　

  • 『日本経済新聞』朝刊（2012/8/9）に，カラー紙面をほぼ全面使って私の数理視覚科学に関する研究成果が特集されました．『ハートが鼓動する 数学で読み解く「錯視」』

    2012.08
    　
    　

  • 『日経パソコン』（2012年5月28日号）の巻頭「クローズアップ」に『「傾く文字列」の自動生成に成功 目の錯覚を数学的に解明する』という題で新井の研究の一部が特集されました。

    2012.05
    　
    　

  • 『日本経済新聞Web刊』に新井の研究成果のうち、文字列傾斜錯視に関する成果が特集されました（全5ページ）。『平行なのに傾いてみえる？不思議な文字列』（2012年5月18日刊）

    2012.05
    　
    　

  • ニュース等で研究成果が報道

    2012.03
    　
    　

    　View Summary

    新井・新井の文字列傾斜錯視自動生成アルゴリズムが、次のメディアでニュースになりました：『MSN産経ニュース』，『47News』他 （2012/3/22），『東京中日スポーツ』の紙面，他 (2012/3/23) (共同通信社配信)， 『とくダネ！』（フジテレビ），『ひるおび！』（TBS），『ITmediaニュース』(2012/3/23)．

  • 『日本経済新聞』朝刊（2009/2/16）で，錯視に関する新井の最新の研究成果が「目の錯覚 取り除け」というタイトルで報道されました．

    2009.02
    　
    　

  • 『論座』(朝日新聞社刊)で，視覚・錯視に関する私の研究が 特集されました．(2006年7月号, 最新!J科学『錯覚の数式』)

    2006.07
    　
    　

  • 『神奈川新聞』 (2005/10/16) の 「知の遊歩道」 で視覚に関する私の研究が 『視覚に潜む数理を探る』 として特集されました．

    2005.10
    　
    　

  • 朝日新聞の科学誌 SCIaS (1997年5月2日、p.78)で、私の調和解析に関する研究成果が報じられました。タイトルは『混沌から脱出した「調和」』。

    1997.05
    　
    　

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Syllabus

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Sub-affiliation

  • Faculty of Education and Integrated Arts and Sciences   Graduate School of Education

Research Institute

  • 2018
    -
    2029

    Institute for Advanced Studies in Education   Concurrent Researcher