知觉认知中几种主要的模式识别理论表征与加工分析47290.doc
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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.知觉认知中中几种主主要的模模式识别别理论表表征及加加工分析析 “模式”是指刺刺激的空空间组合合和时间间组合,或或说由若若干元素素按一定定关系集集合在一一起组成成的一种种结构。如如视觉模模式、听听觉模式式、嗅觉觉模式等等。一个个物体、一一个单词词、一种种语音,甚甚至一种种特定芳芳香都是是模式。复复杂的模模式往往往由若干干元素按按一定的的关系组组成的一一种结构构。模式识别就就是确认认模式是是什么,并并把它同同其它模模式区分分开来,或或说把输输入模式式的信息息同长
2、时时记忆中中有关信信息进行行匹配,并并辨认出出该刺激激属于什什么范畴畴的过程程。人的模式识识别的特特点(1)对言言语识别别的能力力是人所所特有的的动物也能进进行模式式识别,如如分辨有有害和无无害刺激激、选择择伴侣、构构筑巢穴穴,但这这些模式式识别都都是低级级的,只只是为了了适应环环境和维维持生存存。人由由于能识识别语言言,因此此可以进进行人的的劳动和和创造。(2)人的的模式识识别具有有复杂性性人能区分各各种不同同的模式式,从简简单的线线条到复复杂的物物体形状状,从自自然界的的花草树树木、虫虫鱼鸟兽兽到人类类自身,从从宏观结结构到微微观结构构,人类类能识别别的刺激激模式,其其数量是是无法估估量的
3、。人还能在模模式出现现广泛变变异的情情况下完完成识别别任务。如如邮局里里分信的的工作人人员,能能识别千千差万别别、形状状、大小小各异的的文字。模式识别过过程模式识别过过程包括括分析、比比较和决决策三个个基本环环节。1分析:识别过过程的第第一个阶阶段是分分析。即即把感觉觉记忆中中的信息息分解成成它的各各个组成成部分,如如把字母母A分解成成左斜线线、右斜斜线和一一条水平平线三个个组成部部分。这这种分析析过程非非常简单单,在这这个过程程中提取取出来的的信息根根感觉记记忆中内内容没有有什么变变化。2比较:模式识识别的第第二个阶阶段。即即把分析析阶段抽抽取出来来的信息息与长时时记忆中中已有的的信息进进行
4、比较较,比较较的方式式有两种种串行加加工和平平行加工工。串行加工(序序列加工工):即即输入的的模式与与长时记记忆中的的编码一一个接一一个地进进行比较较,然后后再确定定与哪一一个编码码匹配的的最好。这这种加工工是耗费费时间的的。经验验告诉我我们,人人的模式式识别往往往进行行的很快快,因此此,识别别系统把把刺激与与记忆编编码比较较时,可可能采取取了另一一种加工工方式。平行加工(并并行加工工):是是指许多多独立的的比较同同时进行行,就是是说,在在模式识识别中,刺刺激可以以同时地地与许多多内部记记忆编码码进行比比较,而而整个过过程所需需的时间间,差不不多等于于刺激与与单个记记忆编码码进行比比较的时时间
5、。这这种加工工方式是是节省时时间的,如如在众多多物体中中识别自自己熟悉悉的一个个物体往往往采用用平行加加工。3决策:模式识识别的第第三个阶阶段。即即判定哪哪个记忆忆编码同同刺激模模式是最最佳的匹匹配,决决策之后后就达到到了对模模式识别别的完全全识别。这这时,一一般地可可给刺激激“命名”,如看看到“大”这个刺刺激模式式时,给给出它的的发音。模模式识别别的简单单模型可可以很清清楚的说说明模式式识别的的过程。模式识别过过程的两两种加工工在模式识别别过程中中,信息息的流程程不是单单向的,而而是双向向的。它它既依赖赖于外部部的刺激激模式,又又依赖于于记忆系系统中的的信息。即即它既有有自下而而上的加加工,
6、又又有自上上而下的的加工。所谓自下而而上的加加工是指指人脑直直接接受受由感觉觉输入的的信息,经经过编码码,产生生各种内内部表征征。所谓谓自上而而下的加加工是指指人脑根根据已有有的知识识结构,组组织和调调节外部部输入的的信息。人人的模式式识别就就是两种种加工相相互作用用的结果果。模式式识别中中自下而而上的加加工,可可以用特特征提取取来说明明。在知知觉几何何图形时时,是一一个由部部分到整整体的过过程自上上而下的的加工,完完成句子子中所缺缺的词。人在模式识识别过程程中,两两种加工工是相互互联系相相互补偿偿的。在在模式识识别的早早期阶段段,自下下而上的的加工起起重要作作用,而而在后期期阶段,自自上而下
7、下的加工工起主要要作用。模式识别的的理论为为了进一一步描述述的模式式识别,人人们的模模式识别别时使用用的记忆忆编码及及这些编编码的使使用等问问题,作作了一些些探讨,提提出了三三种假设设,这三三种假设设是:模模板匹配配假设、原原型匹配配假设和和特征分分析假设设一、模板匹匹配说这种假设认认为,模模式识别别是将一一个刺激激模式提提供的信信息,与与长时记记忆中已已经存储储的该模模式的表表征相匹匹配。这这种表征征叫该刺刺激模式式的模板板。当刺刺激模式式与模板板完全匹匹配或重重叠时,该该刺激模模式就被被识别了了。这就就是模板板假设的的内容。通通俗地说说,墨半半如同“拷贝”,它与与刺激模模式之间间存在着着一
8、一对对应的关关系,即即对我们们识别的的刺激来来说,都都有一个个用来与与它进行行匹配的的内部拷拷贝。根根据这一一假设,刺刺激的感感觉形象象经过第第一阶段段的分析析后,基基本上不不变的被被传送到到第二阶阶段去加加工。在在这个阶阶段上,与与长时记记忆中的的许多模模板进行行匹配。通通过比较较,某一一模板可可能与刺刺激感觉觉形象匹匹配的最最好。于于是,决决策过程程把这一一获得最最佳匹配配的模板板选出来来。这时时,模式式也就被被识别了了。比如如说:我我们识别别一个“大”字,根根据模板板假设的的规定,在在长时记记忆中有有了一个个拷贝(模模板),每每当“上”字作为为一个刺刺激呈现现时,它它的视觉觉形象就就与长
9、时时记忆中中的许多多模板进进行比较较,比较较结果,记记忆中关关于“上”字的模模板获得得最好的的匹配,因因此,人人们就把把这个模模式识别别为“上”。模板匹配假假设比较较容易在在计算机机上加以以实现,例例如银行行使用的的提款机机卡、图图书借阅阅卡、饭饭卡等就就是根据据模板匹匹配的原原理设计计的。模板匹配假假设过于于朴素和和简单,难难以解释释人的模模式识别别。从这这一假设设本身来来看,它它认为为为了识别别每一个个在形状状、大小小或方位位上稍有有变化的的模式,长长时记忆忆中就应应该具备备一个相相应的模模板。从从人识别别模式实实际情况况来看,人人能在模模式的物物理属性性广泛变变化了的的情况下下进行模模式
10、识别别。比如如说,人人可以识识别不同同手写体体的字(汉汉王、计计算机、手手机手写写板),当当字形在在大小、方方向、清清晰度等等方面出出现某些些变异时时,识别别似乎困困难。按按严格的的模板匹匹配假设设,这只只有在头头脑中事事先存储储了各种种模式的的模板,识识别才能能进行,由由于模式式的变异异较大,因因而建立立了相应应的模板板,其数数量必然然很大,依依靠这种种方式来来识别的的模式是是不经济济的。为了克服模模板匹配配假设中中的这一一缺点,有有人对模模板匹配配假设提提出了修修正,当当刺激模模式与模模板不完完全吻合合时,必必须经过过一个预预处理过过程,将将输入的的信息加加以调整整,使之之“正常化”,这就
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