Паттерн сопоставляется с прототипом и
при наличии сходства происходит его опознание. Применительно к чело-
веку, гипотеза прототипного сравнения более отвечает принципу невроло-
гической экономичности и процессам поиска в памяти, чем гипотеза о
сравнении с эталоном; она позволяет также опознавать "необычные" пат-
терны, которые, тем не менее, как-либо связаны с прототипом. В такой
системе можно, например, сформировать прототип идеализированной бук-
вы "А", 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, кото-
очнее, биофизиком.- Прим. ред.
Обнаружение и интерпретация сенсорных сигналов
90
Рис. 3.7. Записи
движений глаз у
испытуемого при
разглядываний
картины (слева
вверху]. Траекто-
рия 1 получена,
когда испытуемый
рассматривал
картину произ-
вольно. Последу-
ющие траектории
получены после
того, как испытуе-
мого просили оце-
нить экономичес-
кую состоятель-
ность изображен-
ных людей траек-
тория 2), их воз-
раст (3J; предпо-
ложить, что они
делали, перед тем
как пришел "посе-
титель (Д), запом-
нить их одежду (5J;
запомнить поло-
жение людей и
объектов в комна-
те (6); и оценить,
как долго "посети-
тель" не видел эту
"семью" f7j. Взято
из: Yarbus I1967J.
Распознавание паттернов
91
рые никак не сходятся с идеализированной моделью в нашей голове. В
этом смысле прототип - это не только абстракция из набора стимулов,
но и "краткий конспект", наилучшая репрезентация данного паттерна6.
Хотя приведенные аргументы говорят в пользу сравнения с прототи-
пом, можно задать вопрос: Необходимо ли точное соответствие между
ЇВ цивилизации, где физическое очарование вознаграждается, прототипами
женственности и мужественности могут стать победительница пышного пред-
ставления "Мисс Америка" и исполнитель главной мужской роли в кассовом
фильме, и тогда оценка нами человека может оказаться связанной с тем,
насколько он соответствует этому идеальному прототипу.
Обнаружение и интерпретация сенсорных сигналов
92
образом и прототипам? Может быть эталоны - это некоторое приближе-
ние к образу, нужное, чтобы открыть ячейку памяти? Однако, если бы это
было так, то разве могли бы мы делать тонкие дифференцировки, необхо-
димые для обычного зрительного восприятия? Возьмем, например, сход-
ство 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 оши-
бались бы при распознавании образов, что очевидно не так.
Таким образом, сравнение с эталоном как принцип распознавания об-
разов полезно для компьютерных программ (чтение кодов на чеках и т.п.),
но в своей жестой форме оно не может адекватно объяснить разнообра-
зие, точность и экономичность распознавания образов человеком. Подво-
дя итог, скажем, что распознавание образов предполагает проведение опе-
раций с памятью. В простейшем случае можно полагать, что при распоз-
навании образа происходит сопоставление сенсорной информации с неко-
торым следом, хранящимся в памяти.
Абстрагирование зрительной информации. Как мы
предположили, на одном уровне зрительного опознания может происходить
сравнение с эталоном, но на другом уровне могут использоваться прототипы.
Предполагается, что прототип - это абстракция набора стимулов,
воплощающая множество сходных форм одного и того же паттерна.
Прототип позволяет нам распознавать образ, даже если он не идентичен
прототипу, а только похож на него. Так, мы распознаем различные
написания буквы "А" не потому, что они точно подходят к некоторой
ячейке памяти, а потому, что члены класса "А" обладают некоторыми
общими чертами.
Экспериментальные исследования, направленные на подтверждение те-
ории прототипов как средства распознавания образов, часто обращались к
вопросу о том, как формируются прототипы и как обеспечивается быстрая
классификация новых паттернов. Этот вопрос не нов; он беспокоил епис-
копа Беркли (Berkeley) еще много лет назад:
"Перед его мысленным, взором все изображения треугольников
обладали весьма конкретными свойствами. Они были или
равносторонними, или равнобедренными, или прямоугольными.
треугольниками, и он напрасно искал мысленный образ
"универсального треугольника". Хотя то, что мы имеем в виду
под треугольником, легко определяется вербально, совсем не ясно,
как выглядит "совершенный" треугольник. Мы видим множество
самых разнообразных треугольников: что же из всего этого
множества мы создаем в своих мыслях как основу для опознания
треугольника?" (Цит по: Calfee, 1975, р.222).
Воображаемая Одиссея Беркли о "совершенном" треугольнике
растянулась на несколько столетий и, наконец, стала предметом
эмпирического исследования в эксперименте, который сам стал для многих
прототипом (Posner, Goldsmith, and Welton, 1967). Эти ученые нашли
прототип треугольника (и других фигур), а затем измеряли время реакции
испытуемых на другие фигуры, в чем-то подобные прототипу. В первой
части эксперимента они разработали серию прототипов (Рис.3.8) путем
Распознавание паттернов
93
Рис. 3.8. Четыре паттерна-прототипа и четыре искаженных паттерна треугольника, использо-
ванные в эксперименте Познеро и др. Адаптировано из: Posner, Goldsmith, and Welton (1967J.
расстановки 9 точек в матрице 30х30 (стандартный лист в клеточку, 20
квадратов на дюйм) так, чтобы получились треугольник, буква или
случайная фигура. Путем сдвига этих точек с их исходных позиций были
получены по четыре искаженных фигуры для каждого оригинала. (На
Рис.3.8 показаны также искаженные треугольные паттерны.) Испытуемым
показывали по одному каждый из четырех искаженных паттернов и просили
классифицировать их по прототипам. После того как испытуемые
классифицировали каждый паттерн (они делали это нажатием
соответствующей кнопки), им сообщали, какой из их выборов был верен;
прототип не предъявлялся.
Из этого первого эксперимента стало очевидно, что испытуемые на-
учались относить искаженные паттерны конкретного прототипа к некото-
рой общей категории, тогда как другие паттерны, полученные из другого
прототипа, были отнесены к другой общей категории.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200
при наличии сходства происходит его опознание. Применительно к чело-
веку, гипотеза прототипного сравнения более отвечает принципу невроло-
гической экономичности и процессам поиска в памяти, чем гипотеза о
сравнении с эталоном; она позволяет также опознавать "необычные" пат-
терны, которые, тем не менее, как-либо связаны с прототипом. В такой
системе можно, например, сформировать прототип идеализированной бук-
вы "А", 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, кото-
очнее, биофизиком.- Прим. ред.
Обнаружение и интерпретация сенсорных сигналов
90
Рис. 3.7. Записи
движений глаз у
испытуемого при
разглядываний
картины (слева
вверху]. Траекто-
рия 1 получена,
когда испытуемый
рассматривал
картину произ-
вольно. Последу-
ющие траектории
получены после
того, как испытуе-
мого просили оце-
нить экономичес-
кую состоятель-
ность изображен-
ных людей траек-
тория 2), их воз-
раст (3J; предпо-
ложить, что они
делали, перед тем
как пришел "посе-
титель (Д), запом-
нить их одежду (5J;
запомнить поло-
жение людей и
объектов в комна-
те (6); и оценить,
как долго "посети-
тель" не видел эту
"семью" f7j. Взято
из: Yarbus I1967J.
Распознавание паттернов
91
рые никак не сходятся с идеализированной моделью в нашей голове. В
этом смысле прототип - это не только абстракция из набора стимулов,
но и "краткий конспект", наилучшая репрезентация данного паттерна6.
Хотя приведенные аргументы говорят в пользу сравнения с прототи-
пом, можно задать вопрос: Необходимо ли точное соответствие между
ЇВ цивилизации, где физическое очарование вознаграждается, прототипами
женственности и мужественности могут стать победительница пышного пред-
ставления "Мисс Америка" и исполнитель главной мужской роли в кассовом
фильме, и тогда оценка нами человека может оказаться связанной с тем,
насколько он соответствует этому идеальному прототипу.
Обнаружение и интерпретация сенсорных сигналов
92
образом и прототипам? Может быть эталоны - это некоторое приближе-
ние к образу, нужное, чтобы открыть ячейку памяти? Однако, если бы это
было так, то разве могли бы мы делать тонкие дифференцировки, необхо-
димые для обычного зрительного восприятия? Возьмем, например, сход-
ство 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 оши-
бались бы при распознавании образов, что очевидно не так.
Таким образом, сравнение с эталоном как принцип распознавания об-
разов полезно для компьютерных программ (чтение кодов на чеках и т.п.),
но в своей жестой форме оно не может адекватно объяснить разнообра-
зие, точность и экономичность распознавания образов человеком. Подво-
дя итог, скажем, что распознавание образов предполагает проведение опе-
раций с памятью. В простейшем случае можно полагать, что при распоз-
навании образа происходит сопоставление сенсорной информации с неко-
торым следом, хранящимся в памяти.
Абстрагирование зрительной информации. Как мы
предположили, на одном уровне зрительного опознания может происходить
сравнение с эталоном, но на другом уровне могут использоваться прототипы.
Предполагается, что прототип - это абстракция набора стимулов,
воплощающая множество сходных форм одного и того же паттерна.
Прототип позволяет нам распознавать образ, даже если он не идентичен
прототипу, а только похож на него. Так, мы распознаем различные
написания буквы "А" не потому, что они точно подходят к некоторой
ячейке памяти, а потому, что члены класса "А" обладают некоторыми
общими чертами.
Экспериментальные исследования, направленные на подтверждение те-
ории прототипов как средства распознавания образов, часто обращались к
вопросу о том, как формируются прототипы и как обеспечивается быстрая
классификация новых паттернов. Этот вопрос не нов; он беспокоил епис-
копа Беркли (Berkeley) еще много лет назад:
"Перед его мысленным, взором все изображения треугольников
обладали весьма конкретными свойствами. Они были или
равносторонними, или равнобедренными, или прямоугольными.
треугольниками, и он напрасно искал мысленный образ
"универсального треугольника". Хотя то, что мы имеем в виду
под треугольником, легко определяется вербально, совсем не ясно,
как выглядит "совершенный" треугольник. Мы видим множество
самых разнообразных треугольников: что же из всего этого
множества мы создаем в своих мыслях как основу для опознания
треугольника?" (Цит по: Calfee, 1975, р.222).
Воображаемая Одиссея Беркли о "совершенном" треугольнике
растянулась на несколько столетий и, наконец, стала предметом
эмпирического исследования в эксперименте, который сам стал для многих
прототипом (Posner, Goldsmith, and Welton, 1967). Эти ученые нашли
прототип треугольника (и других фигур), а затем измеряли время реакции
испытуемых на другие фигуры, в чем-то подобные прототипу. В первой
части эксперимента они разработали серию прототипов (Рис.3.8) путем
Распознавание паттернов
93
Рис. 3.8. Четыре паттерна-прототипа и четыре искаженных паттерна треугольника, использо-
ванные в эксперименте Познеро и др. Адаптировано из: Posner, Goldsmith, and Welton (1967J.
расстановки 9 точек в матрице 30х30 (стандартный лист в клеточку, 20
квадратов на дюйм) так, чтобы получились треугольник, буква или
случайная фигура. Путем сдвига этих точек с их исходных позиций были
получены по четыре искаженных фигуры для каждого оригинала. (На
Рис.3.8 показаны также искаженные треугольные паттерны.) Испытуемым
показывали по одному каждый из четырех искаженных паттернов и просили
классифицировать их по прототипам. После того как испытуемые
классифицировали каждый паттерн (они делали это нажатием
соответствующей кнопки), им сообщали, какой из их выборов был верен;
прототип не предъявлялся.
Из этого первого эксперимента стало очевидно, что испытуемые на-
учались относить искаженные паттерны конкретного прототипа к некото-
рой общей категории, тогда как другие паттерны, полученные из другого
прототипа, были отнесены к другой общей категории.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200