Когнитивная психология

Следовательно, сложный и громоздкий механизм разложения паттерна на простые детали — не только возможность, имеющая отношение к неврологии, но действительно неврологическая необходимость, то есть подетальный анализ может оказаться необходимым этапом обработки информации, прежде чем анализ паттерна сможет начаться на высшем уровне.

Движения глаз и восприятие паттерна

Непосредственное отношение к подетальному анализу имеют наблюдения за движениями глаз и зрительными фиксациями. Можно предположить, что если вы относительно долго смотрите на некоторую деталь паттерна, то вы извлекаете из нее больше информации, чем при мимолетном взгляде. Результаты экспериментов с фиксацией, проведенных русским биофизиком Ярбусом (Yarbus, 1967), показаны на рис. 4.14. Ярбус предположил, что чем больше информации содержит некоторая деталь (например, люди или взаимосвязи между ними на указанной иллюстрации), тем дольше на ней фиксируется взгляд. Он также заключил, что распределение точек фиксации зависит от целей наблюдателя. В одной серии экспериментов испытуемых просили при разглядывании сложного изображения делать некоторые оценки (например, каковы материальные условия членов семьи, сколько им лет). При этом взгляд останавливался на тех деталях, которые наиболее важны для целей испытуемого. Таким образом, восприятие деталей сложного паттерна зависит не только от физических свойств стимула, но и от работы высокоуровневых когнитивных процессов, таких как внимание и мотивация.

Рис. 4.14. Записи движений глаз испытуемого при разглядывании картины (слева вверху). Траектория 1 получена, когда испытуемый рассматривал картину произвольно. Последующие траектории получены после того, как испытуемого просили оценить экономическую состоятельность изображенных людей (траектория 2); их возраст (3); предположить, что они делали, перед тем как пришел «посетитель» (4); запомнить их одежду (5); запомнить положение людей и объектов в комнате (6) и оценить, как долго «посетитель» не видел эту «семью» (7). Источник: Yarbus, 1967

Прототипное сравнение

Альтернативой сравнению с эталоном и подетальному анализу как средствам распознавания паттернов является теория формирования прототипов. Вполне вероятно, что в ДВП хранятся не конкретные эталоны и тем более не детальные признаки многочисленных паттернов, которые нам приходится опознавать, а своеобразная абстракция паттернов, которая и служит в качестве прототипа. Паттерн сопоставляется с прототипом и при наличии сходства происходит его опознание. Применительно к человеку гипотеза прототипного сравнения больше отвечает принципу неврологической экономичности и процессам поиска в памяти, чем гипотеза о сравнении с эталоном; она позволяет также опознавать «необычные» паттерны, которые тем не менее как-либо связаны с прототипом. В такой системе можно, например, сформировать прототип идеальной буквы Л, относительно которого все остальные А будут оцениваться по принципу сходства. Если расхождение велико (например, если это не А, а другая буква), то мы отмечаем отсутствие «совпадения» и отвергаем предъявленную букву как не А; затем можно искать прототип, который лучше подходит для этой буквы.

Свидетельства в пользу прототипного сравнения — повсюду вокруг нас, и интуитивно эта гипотеза выглядит весьма достоверной. Мы узнаем машину марки «Фольксваген», даже если у нее другие цвет и форма или она облеплена всякими безделушками, которые никак не сходятся с идеальной моделью в нашей голове. В этом смысле прототип — это не только абстракция из набора стимулов, но и «краткий конспект», наилучшая репрезентация данного паттерна[24].

Хотя приведенные аргументы говорят в пользу сравнения с прототипом, можно задать вопрос: необходимо ли точное соответствие между образом и прототипом? Может быть, эталоны — это некоторое приближение к образу, нужное, чтобы открыть ячейку памяти? Однако если бы это было так, то разве могли бы мы делать тонкие дифференцировки, необходимые для обычного зрительного восприятия? Возьмем, Например, сходство деталей в буквах О и Q или В, Р и R. Хотя эти зрительные паттерны похожи друг на друга, мы редко их путаем. Значит, эталоны не могут быть «приблизительными» или «размытыми» — иначе мы слишком часто ошибались бы при распознавании образов, что, очевидно, не так.

Таким образом, сравнение с эталоном как принцип распознавания образов полезно для компьютерных программ (чтение кодов на чеках и т. п.), но в своей жесткой форме оно не может адекватно объяснить разнообразие, точность и экономичность распознавания образов человеком. Подводя итог, скажем, что распознавание образов предполагает проведение операций с памятью. В простейшем случае можно полагать, что при распознавании образа происходит сопоставление сенсорной информации с некоторым следом, хранящимся в памяти.

Абстрагирование зрительной информации