Восприятие. Теории распознавания паттернов

3. «Общая судьба» - если  группа каких-либо элементов движется относительно окружения в одном и том же направлении и с одно и той же скоростью, то возникает тенденция воспринимать эти элементы как не самостоятельные фигуры. Пример, взять три точки, которые будут двигаться в одном и том же направлении среди прочих точек, которые движутся неравнозначно. Мы эти точки в одном направлении будем воспринимать как одну фигуру.

4. Хождение без остатка  – перцептивное объединение элементов  осуществляется так, чтобы все  они были объединены в образующую  фигуру. Пример, воспринимаем отдельных 4 столба благодаря элементам.

5. «Хорошая линия» - определяет  восприятие пересечения двух  и более элементов.

6. Замкнутость – из  двух возможных перцептивных  организация одна ведёт к образовании  фигуры замкнутым контуром, а  другая с открытым, то воспринимается  замкнутая фигура. Пример, очерчивание крыла утки.

7. Установка наблюдателя – в качестве фигуры выступают те элементы, на которое обращено внимание наблюдателя. Пример, Ревизор.

8. Прошлый опыт – влияние  оказывает влияние тогда, когда  изображение имеет определённый  смысл.

Другие подходы к проблеме распознавания образов

1. Теория гештальта. Распознавание паттернов основано на восприятии целого стимульного паттерна. Отдельные части целостной конфигурации приобретают свое значение, находясь в составе целого.

2. Принцип обработки информации снизу вверх и сверху вниз – распознавание по принципу снизу вверх соответствует принципу от частого к общего и от общего к частному, а принцип сверху вниз – наоборот.

Опознание паттерна может  начинаться с описаний его частей, которые затем суммируются (обработка  «снизу вверх»), или с выдвижения наблюдателем гипотезы, позволяющей опознать паттерн в целом, а затем — его составные части (обработка «сверху вниз») [6].

3. Принцип эталона -  это некоторая внутренняя структура, которая при её сопоставлении с сенсорным стимулами позволяет опознать объект. Действует в том случае, когда совпадение сенсорного стимула соответствует внутренней форме. Пример, индекс на конверте.

Положительный момент: для  того, чтобы произошло опознание  необходимо восприятию контактировать с долговременной памятью.

Отрицательные моменты: опознание возможно только тогда, когда между внешним объектом и эталоном существует отношение 1:1; у человека должно быть несчётное количество эталонов; для того, чтобы распознать эталон, доступ к памяти должен занимать довольно много времени.

Идея сравнения с эталоном предполагает, что распознавание  паттерна происходит в случае точного  совпадения сенсорного стимула с  соответствующей внутренней формой. Эта идея имеет теоретическое  и практическое значение, но не может  объяснить многие сложные когнитивные  процессы, такие как способность  правильно опознавать малознакомые формы и фигуры.

4. Распознавание по прототипу (альтернативная теория).

Прототип – своеобразная абстракция паттерна, которая позволяет  распознать образ, даже если он не идентичен  прототипу, а только похож на него. Гипотеза формирования прототипов утверждает, что восприятие паттерна происходит в результате сравнения стимулов с абстракциями, хранящимися в памяти и служащими в качестве идеальных форм, с которыми сравниваются стимульные паттерны. В теории прототипов предложены две модели: модель центральной тенденции, согласно которой прототип представляет собой среднее из набора образцов; и модель частоты признаков, согласно которой прототип представляет собой некую форму или результат суммирования наиболее часто встречающихся признаков. Пример, множество букв А, и в тоже время это не буква Б.

В исследовании возникли две  теоретические модели в формировании прототипов.

1 модель: Центральная тенденция. Представитель: Абрахам Рид, Килл и Познер. Прототип представляет собой среднее из всех экземпляров.

2 модель: Модель частоты  признаков. Представитель: Маккартни, Солсен, Нойман. Это наиболее частое сочетание встречающихся признаков.

5. Детальный анализ – обработка информации, которой предшествует этап идентификации исходных стимулов по их более простым деталям, то есть осуществляет анализ составляющих деталей. Пример, буква А разобранная на части. Принцип подетального анализа гласит, что распознавание паттернов происходит только после того, как стимулы будут проанализированы по их элементарным компонентам. Эта гипотеза подтверждается результатами неврологических и поведенческих экспериментов.

6. Теория геонов. Существует альтернатива жесткой модели сравнения с эталоном, требующей бесчисленных миллионов форм для сравнения с ними повседневных образов мира. Она предполагает, что человеческая система обработки информации имеет ограниченное число простых геометрических «базисных элементов», которые могут быть применены к сложным формам. Теория была сформулирована Ирвингом Бидерманом из Университета Южной Калифорнии. Представления Бидермана о восприятии формы основаны на понятии геон (сокращение от «геометрические ионы»). Например, чашка составлена из двух геонов: цилиндра (емкость для воды) и эллипса (ручка). Теория геонов, как ее сформулировал Бидерман, предполагает, что распознавание объекта, например телефона, чемодана или еще более сложных форм, состоит из распознавания по компонентам, при котором в сложных формах обнаруживаются простые формы. Геоны — это 24 особые формы, и, подобно буквам алфавита, они образуют определенную систему. При объединении они формируют более сложные формы, так же как буквы, из которых составлены слова на этой странице. Число различных форм, которые могут быть получены путем объединения первичных форм, является астрономическим. Бидерман считает, что мы используем приблизительно 30 тысяч сложных форм, из которых мы имеем названия только для 3 тысяч.

7. Еще одна альтернативная теория связана с попыткой моделирования когнитивных процессов человека на компьютере - информационный подход. Это одна из наиболее влиятельных теорий зрительного восприятия и распознавания предметов, которая была предложена Д. Марром в 1982 г. Он предположил, что восприятие представляет собой последовательность этапов возрастающей сложности и может быть смоделировано при помощи компьютера. По его мнению, человек последовательно извлекает информацию из окружающей среды и одновременно включает полученные сведения в уже имеющиеся схемы или паттерны в соответствии с законом возрастающей детализации.

Процесс восприятия начинается с возникновения первичного наброска, т.е. двухмерного отображения информации о контурах, краях и пятнах на основе изменчивости интенсивности  света в зрительном поле.Затем  возникает набросок, который Д. Марр обозначает как «2-D» (D – первая буква  английского слова «dimensional», означающего  «мерный»). Это отображение основано на информации о затенении, бинокулярной диспарантности и движении и служит для описания относительной глубины  и направленности видимых поверхностей. Процесс восприятия завершается, когда  возникает трехмерное отображение («3D»), которое не зависит от положения, занимаемого наблюдателем.

Теория Д. Марра представляет интерес с точки зрения компьютерного  моделирования сенсорных систем и искусственного интеллекта [2]. Д. Марр пытался моделировать зрительное восприятие, но полного успеха не достиг, это говорит о том, что зрительное восприятие еще более сложно, чем предполагалось. Очевидно, все теории имеют право на существование, поясняя лишь часть всего сложного процесса восприятия.

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

 

Восприятие, сложная система  процессов приёма и преобразования информации, обеспечивающая организму  отражение объективной реальности и ориентировку в окружающем мире. Восприятие вместе с ощущением выступает  как отправной пункт процесса познания, доставляющий ему исходный чувственный материал. Будучи необходимым  условием процесса познания, восприятие в этом процессе всегда так или иначе опосредуется деятельностью мышления и проверяется практикой. Вне такого опосредования и проверки восприятие может выступать источником как истинного знания, так и заблуждения, иллюзии.

Существует несколько  теоретических подходов к объяснению способности человека идентифицировать и обрабатывать зрительные паттерны: теория гештальта, принципы обработки информации «снизу вверх» и «сверху вниз», сравнение с эталоном, подетальный анализ, прототипное сравнение, теория геонов и информационный подход.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

1. Величковский, Б. М. Когнитивная наука. Основы психологии познания : учебное пособие : в 2 т. / Б. М. Величковский. - М. : Академия, 2006. – Т. 2.
2. Когнитивная психология. Учебник для вузов / Под ред. В. Н.Дружинина, Д. В. Ушакова — М.: ПЕР СЭ, 2006.
3. Лурия А.Р. Ощущения и восприятие. — М., 1975.
4. Маклаков А. Г.Общая психология. — СПб.: Питер, 2001.
5. Рубинштейн С. Л. Основы общей психологии - СПб: Издательство «Питер», 2000
6. Солсо, Р. Когнитивная психология / Р. Солсо.  – СПб. : Из-во Питер, 2007. – 496 с.
7. Титченер. Э. Очерки психологии. – СПб., 1998.

 

ЗАДАНИЯ

Задание 1.

понятие	содержание	объем
Восприятие	это целостное отражение предметов, ситуаций, явлений, возникающих при непосредственном воздействии физических раздражителей на рецепторные поверхности органов чувств.	Виды восприятия по форме существования: 1.Восприятие пространства, 2.Восприятие времени, 3.Восприятие движения. По модальной основе: 1.Зрительно восприятие, 2.Слуховое восприятие, 3. Осязательное восприятие, 4.Слуховое восприятие, 5.Вкусовое.
Распознавание паттернов	Паттерн – сложное сочетание  сенсорных стимулов, познаваемых  человеком, как член некоторого класса объектов. Распознавание паттернов  это процесс идентификации стимулов; среди перцептивных и когнитивных  способностей человека эта является одной из наиболее развитых.	Этапы распознавания паттернов: Предварительные, Завершающие. Способности распознавания паттернов: 1.Распознавать знакомые паттерны  быстро и с высокой степенью  точности 2.Оперировать незнакомыми объектами 3.Точно воспринимать объекты,  которые расположены или вращаются  под различными углами 4. Идентифицировать частично скрытые  или замаскированные различным  «шумом» объекты 5. Быстро, субъективно легко и  автоматически распознавать паттерны
Теории распознавания паттернов	Существуют основные и альтернативные теории восприятия мира людьми.	Основные теории: 1.Теория конструктивного восприятия 2.Теория  прямого восприятия. Другие подходы: 1.Принцип эталона. 2. Принцип «сверху вниз» и  «снизу вверх» Альтернативные теории: 1.распознавание по прототипу. 2.теория геонов. 3.информационный подход.
Принцип эталона	это некоторая внутренняя структура, которая при её сопоставлении  с сенсорным стимулами позволяет  опознать объект, действует в том, случае, когда совпадение сенсорного стимула соответствует внутренней форме.
Распознавание по прототипу	Прототип – своеобразная абстракция паттерна, которая позволяет распознать образ, даже если он не идентичен прототипу, а только похож на него.	Две теоретические модели в формировании прототипов. 1 модель: Центральная тенденция 2 модель: Модель частоты признаков
Детальный анализ	обработка информации, которой предшествует этап идентификации исходных стимулов по их более простым деталям, то есть осуществляет анализ составляющих деталей
Теория геонов	предполагает, что распознавание  объекта, например телефона, чемодана или еще более сложных форм, состоит из распознавания по компонентам, при котором в сложных формах обнаруживаются простые формы. Геоны — это 24 особые формы, и, подобно  буквам алфавита, они образуют определенную систему.
Конструктивное восприятие	люди «конструируют» воспринимаемые образы, активно отбирая стимулы  и объединяя ощущения с воспоминаниями.
Прямое восприятие	восприятие заключается в прямом приобретении информации из окружающей среды

 

Задание 2. Древо Порфирия

Восприятие

мозг +память+ органы чувств

 

Сенсорные стимулы

 

Процесс распознавания паттернов

 

Предварительные этапы                                              Завершающие этапы

Способности распознавания  паттернов

 

Факторы распознавания паттернов

 

Теории распознавания  паттернов

 

Основные теории                             Альтернативные теории

 

Задание 3. Круги Эйлера

А – психические познавательные процессы, Б – восприятие, В –  зрительное восприятие. А-Б - 2 модель: Модель частоты признаков. В - связь подчинение.

 

 

 

 

А –теоретическое изучения распознавания паттернов, Б – основные теории восприятия мира, В - альтернативные теории, Д – теория прямого восприятия, Г – теория конструктивного восприятия, Е – теория прототипов, Ё – теория эталона, Ж – теория геонов.

Б-В – противоположности, Б-Д-Г – подчинение, , В-Ж-Е – подчинение, Ж-Ё – перекрещивание.

А

Б...................................... В

 

 

 

 

 

Восприятие 

А –восприятие, Б – зрительное восприятие.

               А.

 

 

 

 

 

Задание 4.

 

1. Что такое восприятие?
2. Что составляет физиологическую основу восприятия?
3. Что называется образом восприятия?
4. Что такое паттерн?
5. Каким образом осуществляется процесс распознавания паттернов?
6. На чем основана гипотеза формирования прототипов?
7. Чем объяснить существования многочисленных подходов к изучению процесса распознавания паттернов?
8. Каким образом теории конструктивного и прямого восприятия представляют процесс восприятия мира людьми?
9. Как называется альтернатива жесткой модели сравнения с эталоном?
10. Чем объяснить неудачу   Д. Марра в области компьютерного моделирования зрительных систем?