Когнитивная психология

Легкость, с которой мы распознаем зрительные образы в повседневной жизни, может навести на мысль, что этот процесс очень прост, и все же, когда мы пытаемся воспроизвести опознание с помощью искусственных средств, оказывается, что результат от нас ускользает. Возьмем для примера опознание букв и устройство для распознавания слов. Чтобы научиться хорошо читать, нужно потратить несколько лет, но, научившись распознавать орфографическую конфигурацию, составляющую слово, мы можем мгновенно узнать это слово в различных контекстах, произнести его и вспомнить его значение. Как бы вы смоделировали исходный процесс опознания буквы на компьютере? Один из способов — хранить в «памяти» компьютера каждую из букв алфавита. Тогда каждый раз при сканировании буквы оптическим устройством воспринимаемая зрительная конфигурация «настраивалась» бы на элемент памяти (эталон), связанный с этой буквой. Так, слово CARD (карточка) анализировалось бы как C-A-R-D, то есть С настраивалось бы на ячейку памяти, соответствующую конфигурации С, для А нашлось бы соответствие в ячейке А и т. д. «Вуаля! — мог бы воскликнуть компьютер. — А я читаю буквы!» Но что если бы мы попросили его опознать буквы в слове card? В его памяти нет конфигураций для написания букв в нижнем регистре. Решение просто, скажете вы: увеличьте память и включите туда буквы нижнего регистра. Но тогда мог бы наш компьютер прочитать (как это делаем мы) буквы, написанные вот так:или так:, или так:, или так:?

Конечно же, в чтении участвуют гораздо более сложные процессы, чем простое опознание букв. Прием, используемый в компьютерной технике — сравнение конфигурации букв с конкретными конфигурациями в памяти машины, — называется «сравнение с эталоном»; это похоже на поворот ключа в замке. Чтобы открыть замок, конфигурация бороздок и выемок на ключе должна совпасть с конфигурацией замка. На языке распознавания образов при сравнении с эталоном происходит следующее: когда зрительная конфигурация соответствует совместимой с ней репрезентации в памяти, информация высвобождается. Как видно из примера с компьютером, метод сравнения с эталоном сопряжен с трудностями при попытке опознать слово card, если в его написании есть какие-либо отклонения, — это все равно, что пытаться открыть замок погнутым ключом.

Сравнение с эталоном в компьютерах

Сравнение с эталоном -основа многих кодирующих систем, ставших частью нашей повседневной жизни. Например, почти все банки в Соединенных Штатах используют систему идентификации счетов по специальным цифрам (номер ABA), напечатанным в нижней части чека; во многих магазинах используют подобные коды (напечатанные на упаковке товара) для ускорения процесса выписки счетов и проведения переучета товаров. (По этому коду компьютер определяет единицу товара и указывает его цену, печатаемую затем на контрольной ленте кассового аппарата.)

Эти разновидности кодов читаются посредством сравнения с эталоном. Число ABA имеет отличительные особенности, которые позволяют компьютеру различать символы, а штриховой код читается по положению линий, их ширине и расстоянию между ними. Коды преобразуются сканером в электрические импульсы, из которых составляется сигнальный паттерн; последний передается в компьютер, идентифицирующий этот паттерн путем сравнения его с аналогом (эталоном), находящимся в памяти.

Таким образом, сравнение с эталоном — это элементарная процедура распознавания паттернов, основанная на том, что конфигурация сенсорной информации точно подходит к соответствующей «конфигурации» в памяти; и, хотя ее возможности ограничены, она имеет определенное теоретическое и практическое значение. Теоретические вопросы, связанные с этим методом, мы затронем позднее. Что же касается его практических применений, то они весьма многочисленны.