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大腦識別圖像并非“趣味導向”

時間:2019-10-29 10:24:59 來源:科技日報

  據物理學家組織網最新報道,加拿大約克大學的視覺研究者近日對多種視覺圖像處理算法進行了測試,并經特定實驗發現,人腦并不會優先處理圖像中的有趣區域,這挑戰了已有61年歷史的經典理論。這一成果在理解人類視覺、視覺處理及診斷視覺病理方面,具有重要理論意義,在自動駕駛等應用模型的建立和改進中也會發揮作用。相關論文發表在最近的《公共科學圖書館·綜合》(PLOS ONE)期刊上。


  約克大學拉森德工程學院電氣工程與計算機科學系教授約翰·索茨的團隊發現,人腦不會優先處理圖像中的有趣區域。這與心理學家唐納德·布羅德本特教授影響廣泛的“早期選擇理論”背道而馳。該理論認為,大腦按圖像的有趣程度依次關注并處理相關信息。


  目前已有數百種算法基于這種圖像區域的有趣程度建立,但都未對這一理論提出質疑。索茨說:“我們的研究測試了數百種算法中比較先進的,并提出了問題——‘這些算法的性能與人類表現孰優孰劣?’”


  研究人員設計了一些重復實驗。其中一個實驗的受試者要在短時間內分辨特殊處理的圖片中是否畫有動物,而受試者只能通過圖片上不同小片區域的圖像,來給出答案。這些圖像并沒有體現出有趣程度的差異,也就消除了顯著性這一參數的直接影響。受試者能夠快速正確識別圖像內容的結果,與理論“設定”正好相反。


  研究結果表明,人確定圖像所描繪事物的能力與圖像有趣程度的顯著性無關,而基于顯著性規則開發的算法的識別能力遠遜于人類表現。其他實驗還證明,雖然顯著性主要決定人眼先看到哪個場景,但決定人腦處理順序的是眼部動作。換言之,顯著性不能決定大腦的視覺處理順序。


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