МОДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ОБЩЕЙ СТРУКТУРЕ ПРОЦЕССА ЗРИТЕЛЬНОГО УЗНАВАНИЯ

Некоторые возможные механизмы узнавания


  • Взаимодействие между полушариями мозга при узнавании
  • Возможная организация зрительной долговременной памяти

    Взаимодействие между полушариями мозга при узнавании. Изложенная выше предполагаемая схема процесса узнавания не определяет того, как именно происходит взаимодействие полушарий при узнавании и в чем его суть. Анализ фактического материала, позволяет нам выдвинуть следующую гипотезу.

    Полноценное узнавание возможно лишь при совместной работе обоих полушарий мозга. При этом левое полушарие, последовательно анализируя осматриваемые части объекта, производит приближенное (с точностью до класса) узнавание и определяет ту область зрительной долговременной памяти, находящейся главным образом, в правом полушарии, в пределах которой должно происходить дальнейшее сопоставление получаемого правым полушарием детального описания с ранее запомненными реализациями данного класса. В отличие от левого, в правом полушарии с памятью сопоставляется "целостное" описание, и это сопоставление происходит параллельно.

    Анализ и составление описания выделенного из фона объекта. Мы предполагаем, что правое полушарие с помощью своего пространственно-частотного анализатора составляет полное описание входного изображения, может записывать его в долговременную память, сравнивать с описаниями в памяти текущие описания и воспроизводить (визуализировать) в виде гипотезы наиболее близкое к текущему описание.

    Левое полушарие с помощью своего анализатора может составлять грубое" описание центральной части входного изображения, которое, вместе с тем, инвариантно относительно преобразований сдвига и подобия. С помощью этого описания левое полушарие осуществляет схематическое (с точностью до класса), но быстрое узнавание достаточно знакомых объектов. Это позволяет сократить поиск в долговременной памяти в правом полушарии и довести узнавание до конкретного (с точностью до конкретного известного представителя класса).

    Правое полушарие. В течение каждой фиксации глаз одновременно (в правом и левом полушариях) анализу подвергается только центральная часть входного изображения1). В то же время, как мы предполагаем, правое полушарие обладает способностью по мере осмотра объекта фиксировать на некоторой нейронной структуре пространственно-частотные описания отдельных осмотренных частей с сохранением их топологии (фактического взаимного расположения частей). В результате после осмотра на данной структуре будет представлено описание целостного объекта (вспомним, что эйдетикам для получения полного зрительного образа сложной картины требовалось предварительно выполнить на ней несколько фиксаций глаз. Хотя данная структура является принципиально трехмерной нейронной сетью, далее для простоты мы будем называть ее "константный интегральный экран" (КИЭ)2). Полученные пространственно-частотные описания сохраняются на КИЭ до тех пор, пока левое полушарие не произведет схематического узнавании объекта.

    Схематическое узнавание определяет некоторый класс изображений, что позволяет в памяти в правом полушарии выделить некоторую область, где хранятся виденные ранее реализации данного класса. После этого описание с КИЭ считывается и поступает одновременно в хронологическую память (см. ниже) и на сличение с хранимыми в памяти описаниями (рис. 150).

    Рис. 150. Общая организация долговременной зрительной памяти. 1 - входное изображение на сетчатке, 2 - НКТ, 3 - пространственно-частотный анализатор (17 поле поры), 4 - селектор (18 поле коры), 5 - управление селектором, 6 - пространственно-частотное нелокальное описание фрагмента изображения, 7 - фрагментная память, 8 - актуализированные при сличении следы (зачернены совпавшие описания фрагментов при осмотре), 9 - эталонная память на буквы и некоторые слова, 10 - кодовый сигнал о классе объекта, 11 - константный интегральный экран, 12 - рабочая память, 13 - эталонная память на знакомые лица, 14 - реализация одного класса (а - модифицированные при обучении, б - исходные). 15 - воспроизведение гипотезы на КИО, 16 - система оценки информативности участков изображения, 17 - хронологическая намять, 18 - управление движениями глаз.

    Левое полушарие. После того как в 18 поле коры (или еще выше) произошел "перекрест", на более высоких уровнях коры левого полушария на некотором "экране" (рис. 150) оказывается представленным преобразованное селектором пространственно-частотное описание фиксируемой части входного изображения. Это описание отличается от пространственно-частотного описания в правом полушарии. 1) Исходное детальное пространственно-частотное описание после селектора в левом полушарии "загрубляется" - дальнейшему анализу подвергаются лишь основные пространственно-частотные составляющие - ото низкие пространственные частоты 1) нескольких главных ориентаций 2), отражающие общую форму объекта. Информация о цвете здесь также отсутствует. 2) Это описание является распределенным, нелокальным. По нему нельзя восстановить исходный вид картины. Однако это описание простым образом меняется при сдвиге, растяжении и небольших поворотах входного изображения.

    Сопоставление, описании объекта с информацией, хранящейся в памяти.

    Левое полушарие. Мы предполагаем, что за время фиксации с помощью указанного выше нелокального описания происходит быстрый перебор но размеру и месту (частично и повороту). Это выполняется некоторой гипотетической нейронной структурой, управляющей селектором (простота этих операций с селектором показана. При перебора меняющееся нелокальное описание параллельно сопоставляется с описаниями фрагментов, хранящихся в фрагментной памяти (рис. 150) (о фрагментной памяти см. ниже).

    Механизм принятия решения о классе анализируемого изображения может заключаться в "слежении" за актуализируемыми в памяти при сличении описаниями ранее виденных отдельных фрагментов (выбирается тот класс, для которого за время фиксации отмечается наибольшее число совпадении фрагментов). Мы предполагаем, что в левом полушарии после схематического узнавания вырабатывается некоторый кодовый сигнал, специфический для данного класса, который передается в правое полушарие и выделяет в памяти в правом полушарии область, где в детальном виде записаны конкретные реализации данного класса, виденные ранее (происходит своего рода избирательная преднастройка следов памяти) (рис. 100).

    Правое полушарие. После выполнения схематического узнавания и выделения по сигналу из левого полушария некоторой области в рабочей памяти (см. ниже) правого полушария (рис. 150) пространственно-частотное описание целого изображения считывается с КИЭ и поступает в выделенную область памяти (одновременно это описание поступает в хронологическую память) и параллельно сопоставляется с хранящимися в виде пространственно-частотных описаний реализациями данного класса, виденными ранее. Пример возможной нейронной сети для запоминания, сличения и воспроизведения следов в памяти описан ниже.

    По следу, с которым установлено наибольшее совпадение на КИЭ, и далее, через проекционные зоны коры в оба НКТ 1) визуализируется соответствующая реализация-гипотеза. Под управлением этой гипотезы происходит дальнейший осмотр объекта - поиск определенных отличительных признаков, характеризующих изображение-гипотезу. Управление осмотром осуществляется за счет оценки функции информативности гипотезы, воспринимаемой как изображение реального объекта. Таким образом, сама гипотеза управляет процессом ее проверки, задавая стратегию осмотра.



  • Поражения мозга
  • Психофизиология
  • Процесс узнавания
  • Анализ зрения
  • Механизмы узнавания
  • Модели зрения

  • TBN.ru - naoe, ?eaouea ii i?aaeeai

    набор садовых инструментов