沐鸣平台登录 骨架是快速识
 
 
眨眼之间,沐鸣平台登录人类的视觉系统就能处理一个物体,在几毫秒内就能确定它是一只杯子还是一只袜子,而且似乎不费什么力气。众所周知,物体的形状是帮助眼睛和大脑完成这一动作的关键视觉线索。新的研究表明,物体的中轴,或其骨骼几何,是物体识别的关键视觉工具。
 
“当我们想到一个物体的形状时,沐鸣平台登陆我们通常会想到它的外部轮廓,”第一作者、埃默里大学(Emory University)心理学博士生弗拉迪斯拉夫·阿曾伯格(Vladislav Ayzenberg)解释道。“但骨骼几何学还描述了形状更深、更抽象的性质。我们的研究表明,这种内在的、看不见的机制可能对快速识别物体至关重要。”
 
资深作家、心理学副教授斯特拉•洛伦科补充说:“你可以把它想象成一个孩子用木棍画的人物。”“用简笔人物画来代表一个人,能给你提供你需要的基本视觉信息,让你立即理解这个人物画的意思。”
 
从感知到物体识别
 
洛伦科实验室研究人类的视觉感知、认知和发展。当光线照射到我们的眼睛时,物体的视觉感知就开始了,物体以二维图像的形式投射到视网膜的感光细胞上。
 
“许多内部机制在眼睛和大脑之间旋转,以促进70毫秒内的感知和识别,”艾森伯格说。“我对这个过程中的神经计算很着迷。”
 
尽管大多数人认为这是理所当然的,但物体识别是一项了不起的成就。“你可以教一个两岁大的孩子狗是什么,通过指出一条真正的狗或在书上给孩子看一张图片,”洛伦科说。“看到这样的例子后,尽管狗的外表各不相同,但孩子们很快就能轻松地认出其他狗是狗。”
 
尽管存在诸如外部轮廓、大小、纹理和颜色等一类对象的变化,但是人类识别对象的能力是健壮的。在本文中,研究人员开发了一系列实验来测试骨骼几何在这一过程中的作用。
 
从骨架开始
 
在一项实验中,研究人员让参与者在电脑上看到150个抽象3D物体的配对图像。这些物体有30种不同的骨骼结构。每个对象都呈现了五种不同的表面形式,以改变对象的可见形状,而不改变底层骨架。研究人员要求参与者判断每对图像显示的是相同的还是不同的物体。结果发现,骨骼相似性是正确反应的重要预测因子。
 
第二个实验基于三个物体的适应性,测试了比例变化对骨骼形状的影响。参与者能够准确地预测物体的相似性,其速度明显高于骨骼变化的每一阶段。
 
第三个实验测试了物体的骨架是否比表面形状更能预测物体的相似性。当每个线索单独呈现时,参与者成功地通过骨骼结构或表面形态匹配对象。然而,当这些线索相互冲突时,他们更倾向于通过骨骼来匹配物体,而不是表面形状。
 
结果表明,视觉系统不仅对物体的骨骼结构高度敏感,而且这种敏感性在形状感知中可能比物体轮廓发挥更大的作用。
 
“骨骼几何看起来比以前意识到的更重要,但它肯定不是唯一用于物体识别的工具,”Lourenco说。“可能是视觉系统从骨骼结构开始,而不是物体的轮廓,然后将纹理和颜色等其他属性映射到物体上。”
 
除了增加人类视觉系统的基础知识,这项研究还可能为提高人工智能(AI)的能力提供见解。例如,快速准确的目标识别对自动驾驶汽车上的人工智能系统至关重要。
 
“机器学习系统的最佳模型可能是人类学习系统,”艾森伯格说。“人类视觉系统通过进化解决了物体识别的问题,适应能力很强。”