视觉传播概论（第2版）课件 第三章　视觉认知.pptx

第一节视觉系统;

图3-1人眼构造图;二、大脑视皮层对视觉信号的解释

请凝视图3-2这幅图画十秒钟左右,然后发生了什么?这个方块是不是自己转动了?这个图形就是尼克尔立方体(Neckercube),它是一种视错觉。

图3-2尼克尔立方体

;在图3-3这幅图画中,你又看到什么呢?一位年轻的女士还是一位老妇人?这幅图画叫作《我的妻子与岳母》,是诺玛·谢德曼《普通心理学实验》中的一幅图画。

图3-3我的妻子与岳母

;观看这两个视错觉图形,我们似乎被绕晕了,通过眼睛无法进行判断。弗兰西斯·克里克对之的解释是,这说明我们很容易被视觉系统“欺骗”,我们眼睛提供的视觉信息可能是模棱两可的,我们看见的东西并不一定真正存在,而是大脑认为它存在。

;克里克这样解释大脑对视觉信号的处理:“大脑不可能只是一群仅仅表示在什么地方具有什么光强类别的细胞集合。它必须产生一个较高层次上的符号描述,大概是一系列较高层次上的符号描述。正如我们所看到的那样,这不是一步到位的事情,因为它必须借助以往的经验找到视觉信号的最佳解释。”。;实验说明,尽管不用眼睛也能够“看”,不过这个“看”与“看见”完全是两个层次的概念。由于没有任何感知的经验,大脑皮层对视觉信号无法解释,无法处理“看”到的信息,导致能“看”却不能“见”。;眼脑的合作可以依据认知心理学中的“信息加工范式”来解释,即信息加工经由一系列阶段,每一阶段都有独特的操作,每一阶段从前一阶段获得信息进行加工而后传递至下一阶段。

按照这个范式,眼睛发生的观看是第一阶段,物体的漫反射经由晶状体被倒置,并聚焦于视网膜上,光能被转换成神经冲动信息,此后传送至视皮层。;第二阶段则发生在视皮层中,根据一些原始特征,如水平、垂直因素或三角、曲线等,视觉刺激在此被解析。

这些原始特征再经由大量的并行加工网络被识别、分类,而后派送到大脑的其他区域,在画面形式本身与观者的个人经验背景之间完成最终的联系,从而完成第三阶段。;可以说,观看是一个逐步建构起来的动态过程。观看的过程是大脑借助以往的视觉体验进行分析理解的过程,不是简单的一步到位。越丰富的视觉感受,就能带来越多的视觉认知。;延伸阅读

大卫·马尔的计算机视觉理论

大卫·马尔(DavidMarr)将心理学、计算机科学和神经生理学结合起来,是计算神经科学领域的创始人,对计算机视觉的发展做出了重要贡献。

大卫·马尔在剑桥大学三一学院获得数学学士和硕士学位,然后攻读了神经学博士学位,是视觉科学领域重要的前瞻性人物,因为患白血病英年早逝,著作《视觉》(Vision)在其去世两年后即1982年出版,这本书是认知科学领域最重要的著作之一。

大卫·马尔指出:“视觉是一个过程,它把外在世界的图像转化为不受无关信息影响的对观察者有用的描述。”从这个意义上来讲,视觉不仅是一个处理信息的过程,大脑还要表示这些信息,视觉研究不仅关注如何从图像中提取各种信息,还要探索这些信息的内在表示的本质,以及这种表示如何帮助我们思考和决策。马尔在《视觉》中提出了一个用于研究和理解视觉感知的一般框架,视觉过程通过构建一组表示来进行。一是“初草图”,即关于二维图像特性的表示,包含图像强度的变化和局部的二维集合。二是“2.5维”草图,即关于可见表面在以观察者为中心的坐标系里的特性的表示,包含表面朝向、物体距离观察者的距离以及这些量的不连续点。三是三维模型表示,即对被观察的形状的组织结构的一种以物体为中心的描述,以及对表面特性的描述。这也体现着信息加工的多重阶段。

马尔还提出一个概念模型,把信息处理系统分成三个层次:计算理论(computationaltheory)层次,即计算的目标是什么,执行计算策略背后的逻辑是什么;表达与算法(algorithm)层次,即计算理论应当怎样被实现,输入输出的表示是什么,输入输出的算法是什么;硬件实行(implementation)层次,表示和算法怎样在物理上实现。这个概念模型有助于帮助我们分析和理解包括视觉系统在内的复杂的信息处理系统。;第二节视觉的认与知;感觉指感觉器官收集有关环境的信息的过程;知觉指大脑选择、组织和解释感觉的过程。

同时也可以这样理解:感觉是当前作用于人们感觉器官的事物的个别属性在头脑中的反映;知觉则是当前作用于人们感觉器官的事物的各种属性、各个部分的整体在人们头脑中的反映。;感觉和知觉之间的关系是人体的感觉器官(比如眼、耳、鼻等)的生理功能和大脑之间的配合过程,同时也是人们对事物从局部到整体的理解过程。

感觉与知觉统合起来,产生认知。;一、从感觉到知觉

认知并非简单地来自感觉器官对信息的收集然后再进行处理,心理学家对知觉信息的加工机制有着不同的看法。有些人认为认知直接依赖环境中存在的信息;有些人认为,这个过程不是直接的