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人对事物进行分类感知的底层原理(2)

2019年1月21日  来源:认知维度 作者: 提供人:liliros@57......

感知系统基于同步的识别不仅表现在视觉上面,还表现在视觉与听觉之间。看到狗时听到狗叫,狗吠声与狗的视觉形象之间就建立了相关性;点的牛排上桌时,滋滋声、牛排形象等特征之间就形成了关联……基于这种感知机制,个体可以建立对许多事物之间的关联性,例如下雨与落雨声、汽车与鸣笛声、钟表和嘀嗒声等等,不同感知系统的信息同步触发,可以关联在同一个事物上面。

一组同步触发的组合相关信息,意味着这组信息之间的关联性,当把其中一种信息作为背景,则另一种信息就是这种组合的另外一种感知角度,这个过程实质上就是认知。所谓认知,认,即分类识别过程,知,即同步关联过程,不能被认知的对象,不代表不能被识别,而是不能与之建立额外的关联性。例如这里有一句德文:“Wir wollen bleiben, was wirsind”,这句话中的字符都可以识别,但是对于不懂德文的人来说,这句话并不能够被认知,因为无法建立这些词汇语句对应的联系性,无论是整体发音还是语句含义,此时都没有与之同步的关联记忆,因而没有形成认知。

人对事物进行分类感知的底层原理(2)

个人对一件事物的认知是基于许多局部特征或关联特征的同步组合而形成的(上图),即特征捆绑[]。视觉系统本身就是一个具备强大特征捆绑能力的系统,视觉系统不仅具有分类识别目标形象的能力,还能根据目标与环境的参照而判定目标的相对方位、相对距离、相对大小、相对运动状态和运动趋势。听觉能够辨认声音类别、强度、声源方位等信息。一个目标对象通常对应着多个同步捆绑的特征要素,在形成同步关系认知的过程中,由于神经元的同步发放,靶细胞更容易被激活,改变了神经元与神经元突触之间连接的活性(一些起兴奋作用,一些起抑制作用),于是同步关联关系就能够被刻录在神经网络当中。当局部特征出现时,对应的神经元链路开始传导信号,由于已经激活过的神经元,其被再激活的可能性更高(即Hebb突触学习机制),于是就能够唤醒[*]过往与该链路同步关联的特征链路,这种多链路的再同步过程,就会再次催生个人对目标对象的认知,尤其是该局部特征还没有与其它目标建立关联,只与该特定目标对象有唯一关联时。例如只有长短指针和圆盘,但并没有数字和刻度,依然会把它理解为一个表盘;仅听到狗叫,就会关联狗的形象。这种可以鉴别事物类别的局部特征也称为关键特征。基于局部特征而唤醒经验认知的机制对于个体来说具有重要的现实意义,它使得个体不用再完全重复过往的认知场景,就能对当前的情形作出一些关联分析,这对于提升个体的环境适应能力有重要的促进作用,并且能够使得个体在危害实际加载之前就能作出行为反应。

直线是生活中最为常见的基本特征,个人会经常从生活中提取出各种方向、粗细的直线特征,皮层也适应了对直线特征的敏感度,因此,当仅出现直线的局部端点时,皮层也能即时唤醒对完整直线的认知,且不论粗细、颜色变化都不影响这种识别,仅当它不符合同一条直线的连贯性时,才会影响其识别(下图)。

人对事物进行分类感知的底层原理(2)

关键特征的提取与刺激信号的反差对比度有关。视觉在识别事物的过程中,眼球总是处在不停的抖动当中,且初级视皮层并不接收颜色亮度一致的信息,而接收的是感受野的边界信号[]。无差异色域和无差别亮度是典型的非关键特征,而相对的,基于感受野边界所形成的轮廓信息则是识别事物的关键。眼球的细微抖动能够带来更多的噪音信号,有利于视觉系统更准确的提取事物的共性轮廓特征信息,并区分它们之间的同步相关性。视觉系统在识别事物时,不是从整体上一次性提取事物的轮廓,而是对高对比度像素的批量采集,然后通过多级层次网络来分化处理所采集信号在不同尺度上的同步性,最终组合出事物的整体轮廓。基本轮廓组合相似的物体,会被个人识别为同一类事物,而与此同时,同颜色匀亮度等非关键特征则被初级视皮层所忽略,这是视觉系统实现对事物识别的快速性与灵活性的根本原因所在。

关键特征的呈现概率与同类信号的出现频率成负相关,与感知系统的识别精度成正相关。如果某局部特征与多个不同对象之间建立了同步关联,那么它就不是关键特征。当基于同一类感知系统时,一个局部特征与多个特征先后建立了同步关联,则意味着基于该特征的认知分化(下图)。当一个小孩第一次看到自行车时,下次仅看到下面的轮胎就会想起那是自行车,可是看到三轮车、铁斗车、双人游览车都有一样的轮胎时,如果上面完全挡住,小孩再看到底下的轮胎时就不能确切指出那到底是什么车啦。

人对事物进行分类感知的底层原理(2)

为了更好的说明这个原理,我们以一组图示来进行说明。下图中有生活中常见的四种事物,但是它们都有一部分被挡住了,即组成完整事物的部分特征是未知的,现在请分辨它们分别是什么?(答案请见本章结尾)

人对事物进行分类感知的底层原理(2)

图中从AD,识别度似乎越来越低,请思考这是为什么?

【未完待续……】

分类感知 / 意识

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