ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОДХОД

Информационный подход — теоретическое наследие Дэвида Марра (1945—1980)* скончавшегося в возрасте 35 лет незадолго до завершения своего основного труда» посвященного этой проблеме. Хотя теория Марра является самой влиятельной версией информационного подхода, в нее было внесено немало уточнений; кроме того, созданы и изучены различные ее варианты (см., например, Barrow & Taimen- baum, 1986). Однако поскольку наша цель — познакомить читателя с принципиальными положениями информационного подхода, его сущностью, мы ограни* чимся рассмотрением идей самого Марра.

Информационный подход исходит из того, что такие значимые перцептивные действия, как распознавание объекта, включают в себя решение зрительной системой проблемы, связанной с обработкой информации. Во введении к своему наиболее значительному труду, посвященному информационному подходу, Марр задает, казалось бы, простой, но на самом деле очень важный вопрос, и сам отвечает на него: «Что значит — видеть? Обычно, отвечая на такой вопрос человек сказал бы, видеть — это узнавать при осмотре, что и где находится (Аристотель считал также), Другими словами, зрение — это процесс определения по изображениям, что имен* но присутствует в окружающем мире и где находится» (Marr. Vision, 1982, р. 3; Марр Д. Зрение. Информационный подход к изучению представления и обработки зрительных образов / Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1987. С. 19).

По мнению Марра, зрительная система анализирует ретинальное изображение и извлекает из него информацию точно так же, как компьютеры решают сложные задачи. В соответствии с информационным подходом принципиальной моделью, позволяющей понять механизм восприятия, является то, как компьютер (или аналогичное ему устройство, созданное специально для того, чтобы «видеть»), раскладывает образ на элементы и анализирует его. (Эту точку зрения разделяют и сторонники таких тесно связанных с информационным подходом научных направлений, как искусственный интеллект и компьютерное зрение.) По своей сути теория Марра и гипотетическая, и математическая, поскольку она сформировалась на основе компьютерного моделирования зрительной системы в момент распознавания ею объекта. Информационный подход пытается проследить весь процесс зрительного распознавания — начиная от спроецированного на сетчатке образа и вплоть до активного узнавания предмета наблюдателем. Начальный этап решения *акой сложной задачи, какой является для зрительной системы распознавание объекта, представляет собой дробление этой задачи на ряд последовательно выполняемых стадий, или операций. Результаты обработки («обсчета») информации, получаемые на каждой предыдущей стадии, являются исходными данными для следующей стадии, и этот процесс продолжается вплоть до окончательного решения перцептивной проблемы, т. е. до того момента, когда предмет распознан.

Марр потому считает сетчаточное изображение достаточным для восприятия, что в нем содержится весь необходимый «ввод» — стимуляция, которая должна быть проанализирована для получения информации. Марр определил три важнейших информационных уровня, или три шага, последовательного анализа информации, содержащейся в образе на сетчатке. Для каждого уровня анализа характерен отдельный, специфический процесс обработки, или компонент, который важен для успешного решения проблемы распознания. Более того, эти уровни организованы по иерархическому принципу: последовательный анализ информации начинается с извлечения абстрактного или очень общего представления о каком-либо аспекте окружающей среды, описываемого математически и приводящего к конкретному представлению, т. е. к распознаванию конкретного объекта. Тремя уровнями извлечения из изображений информации о форме объекта, обсчитываемыми независимо друг от друга, являются следующие типы представления: первоначальный эскиз, 2,5-мерный эскиз и представление трехмерной модели.

Первоначальный эскиз. В зависимости от отражения света предметами и объектами, находящимися в поле зрения наблюдателя, и от того, как его глаз фокусирует свет, образ, возникающий на сетчатке, содержит паттерны разной интенсивности (рис. 6.19).

Результатом начальной стадии обработки зрительной информации является предварительное описание этих физических компонентов, и в первую очередь —

19. Отражаясь от объектов и поверхностей, находящихся в

19. Отражаясь от объектов и поверхностей, находящихся в

поле зрения, на глаз воздействует множество световых лучей. Структура света, воздействующего на глаз, предопределена особенностями внешней среды. Это создает паттерны различных интенсивностей, непосредственно проецируемых на сетчатку и содержащих информацию о форме, ориентации и местоположении объектов и поверхностей.

(Источник Gibson, 1979)

выявление их текстуры, формы, положения в пространстве и расстояния от наблюдателя.

По терминологии Марра, первая стадия — это создание первоначального эскиза, который зрительная система «рассчитывает» на основании различий между объектами и их фоном, возникающих за счет разных интенсивностей отражаемого ими света, таких как различия в светимости, описанные в этой главе выше.

Эта стадия, которую можно сравнить с набором рутинных математических операций, служит для обнаружения и акцентирования прерывистости светимости — резких изменений интенсивности — в образе на сетчатке, где значения интенсивностей ме*- няются с разными скоростями, выявляя границы и края объектов, аналогичных тем, которые представлены на рис. 6.19. Это начальная стадия (или математичеекая обработка), осуществляемая зрительной системой, но она важна, потому что ранний этап обработки информации о форме объекта основан на информации о его краях. Итак, составление первоначального эскиза заключается в извлечении ИЗ сетчаточного образа информации о краях, контурах и границах, а также информации об их местоположении и ориентации в пространстве.

2,5-мерный эскиз. На последующем уровне обрабатывается информация, полученная на предыдущем уровне, и цель этой обработки — определение ориентации и глубины контуров и структур физического мира (предметов и объектов) относительно наблюдателя. Иными словами, извлекается информация о глубине и расстоянии, связанная непосредственно с удалением этих структур от данного наблюдателя. Марр назвал эту ориентированную на наблюдателя стадию 2,5-мер- ным эскизом. Можно сказать, что в самом названии этой стадии в известной мере отражена именно та точка, с которой начинает вырисовываться еще недостаточно четкая, но уже более определенная, чем на первом уровне, информация об окружающей среде, соответствующая восприятию данного наблюдателя, т. е. речь идет об окружающей обстановке, которую видит наблюдатель, находящийся в определенной точке.

Представление трехмерной модели. На последней стадии обработки зрительной информации контуры и структуры, извлеченные на второй стадии, трансформируются в трехмерные модели. Когда это происходит, наблюдатель получает объемное изображение физического мира, которое преимущественно не зависит ни от местоположения наблюдателя, ни от его ориентации в пространстве. На этой стадии обработки информации наблюдатель распознаёт конкретные окружающие предметы и их взаимное пространственное расположение.

Информационный подход весьма существенно отличается от типичных подходов к толкованию перцептивной обработки информации, основанной на восходящих процессах. Он трактует перцептивную активность (т. е. распознавание объекта) как результат выполняемых зрительной системой и последовательно протекающих стадий обработки и обсчета информации, каждая из которых обра* батывает определенную часть информации, содержащейся в образе на сетчатке, а затем обобщает ее и передает на следующую, более высокую стадию для дальнейшей обработки. Иными словами, действия зрительной системы представлены в виде последовательности выкладок или элементарных (рутинных) расчетов, выполняемых на основании сетчаточного образа. Следовательно, как уже отмечалось выше, информационный подход скорее представляет собой описание последовательности операций, выполняемых компьютерной программой, предназначенной для обработки и анализа информации о некоторых физических свойствах окружающего мира, нежели традиционное, в биологических терминах, описание того, как именно зрительная система и мозг обрабатывают сенсорный сигнал. Преимущественно именно по этой причине информационный подход чрезвычайно тесно связан с такими отраслями науки, как искусственный интеллект и информатика: сравнительно новый информационный подход многими своими находками и достижениями обязан именно этим смежным отраслям знаний. (В соответствии с информационным подходом анализ сетчаточного образа может быть уподоблен достаточно сложной обработке информации вычислительной машиной, которая описывается формальными математическими терминами, доступными лишь специалистам. Именно поэтому мы ограничились лишь весьма общим изложением ее сути. Более подробно этот неординарный подход к распознаванию объектов описан в Barrow & Tenenbaum, 1986; Bruce & Green, 1990; Harris & Humphreys, 1995; Ultman, 1991.)

Январь 24, 2019 Общая психология, психология личности, история психологии
Еще по теме
Информационный подход
2.1 Информационный подход
ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОДХОД
ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОДХОД
ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОДХОД
ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОДХОД К КОГНИТИВНОМУ РАЗВИТИЮ
ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОДХОД К РАЗВИТИЮ
МЕНТАЛЬНАЯ РЕПРЕЗЕНТАЦИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОДХОД
ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОДХОД И ТЕОРИЯ ПИАЖЕ
ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОДХОД К РАЗВИТИЮ
Добавить комментарий