[心理学]模式识别理论
模式识别的基本理论与方法
模式识别的基本理论与方法模式识别是人工智能和计算机科学领域中的一个重要分支，也是现代科学技术中广泛应用的一种技术手段。
它涉及到从大量的数据中自动识别出某种模式的过程，其应用领域非常广泛，如人脸识别、指纹识别、语音识别等领域。
一、模式识别的基本理论模式是事物或现象中简单重复的部分或整体，模式识别是通过对数据进行分类、聚类等方式分析、发现事物或现象中的规律性，并将其应用于实际生产和科学研究中。
模式识别的基本理论主要包括数据分析、统计学、人工神经网络及算法模型等。
1. 数据分析数据分析是模式识别的一个重要组成部分，它是指通过对数据进行收集、分析、处理和应用，从中发现有用的信息以及可用于决策或预测的模型。
数据分析可以采用统计学、机器学习、人工神经网络等方法，无论采用何种方法，数据分析的目的都是找到数据表达的规律和模式。
2. 统计学统计学是模式识别所使用的数学工具之一，主要通过收集和分析数据来提供决策支持和预测结果。
统计学的主要应用领域包括控制过程、质量控制、风险评估和数据挖掘等。
3. 人工神经网络人工神经网络是一种基于人类大脑神经结构的人工智能技术，它通过对输入的数据进行处理、学习，将数据转换为信号输出，以此模拟人脑的神经网络功能。
人工神经网络可以应用于图像识别、音频识别等领域。
4. 算法模型算法模型是模式识别的基本理论之一，它是指在进行数据分析和处理的时候所采用的算法模型。
常用的算法模型包括决策树、支持向量机、神经网络等。
二、模式识别的方法模式识别的方法主要包括监督学习、无监督学习和半监督学习。
1. 监督学习监督学习是指在训练模型时，数据集中已知了对应的标签或类别信息。
监督学习的主要步骤是将已知数据输入到模型中进行训练，训练好的模型之后可以将未知的数据进行分类或预测处理。
监督学习包括分类和回归两种类型。
2. 无监督学习无监督学习是指在训练模型时，数据集中没有对应的标签或类别信息。
无监督学习的主要步骤是将数据输入到模型中进行训练，训练好的模型之后可以从数据中提取出特定的模式、结构或规律。
模式识别的基本理论
7
基于最大后验概率的贝叶斯决策
▪ 例：癌细胞的识别
– 假设每个要识别的细胞已作过预处理，并抽取出 了d个特征描述量，用一个d维的特征向量X表示，
– 识别的目的是要依据该X向量将细胞划分为正常 细胞或者异常细胞。
– 这里我们用ω1表示是正常细胞，而ω2则属于异常 细
8
▪ 具体规则如下：
▪ ▪
若：P(i | X
对于多类：
)
max j 1,2
P(
j
| X)
则：
X ▪
若：P(i
|
X
)
max
j 1,...,c
P( j
| X)
则：
i
11
最大后验概率决策的其他形式
先验概率，后验概率，概率密度函数之间关系
P( X ,i ) p( X | i )P(i ) P(i | X ) p( X )
第2章 模式识别的基本理论与方法
1
主要内容
▪ 1、贝叶斯决策理论。 ▪ 主要讲授两种常用的决策规则：贝叶斯准则和最小风险准
则；两类及多类决策，分类器的设计、分类器的错误率计算。 ▪ 2、非参数判别分类方法。 ▪ 包括线性判别函数及线性分类器的设计、非线性判别函
数、分段线性判别函数、局部训练法等。 ▪ 3、近邻法。 ▪ 包括近邻法及其改进算法(剪辑近邻、压缩近邻法)。 ▪ 4、特征选择与提取方法。 ▪ 概述特征提取与选择的基本概念、常用判据、基于欧氏
的两类别决策(Neyman-pearson准则) 4. 最小最大决策
6
2.2.1 基于最小错误率的贝叶斯决策
▪ 分类识别中为什么会有错分类？
– 当某一特征向量值X只为某一类物体所特有，即
第四章模式识别
知觉
现代认知心理学认为，知觉是确定人 们所感受的刺激物的意义的过程。或者 说，知觉是解释刺激信息，从而产生模 式和意义的过程。
知识经验在知觉中的作用
因素恢复实验 （Warren 1970 ） 已有知识对句子知觉的作用
（Miller&Isard ，1963) 视知觉研究的证据 (Biederman,1972）
Marr 的计算理论 (computational theory）
初级素描 (primal sketch)：这一表征对视 觉输入的主要光强变化进行二维描述，包括 关于边缘、轮廓和墨块的信息。
2 1/2 -D 素描 (2 1/2 -D sketch)：这一 表征通过利用由阴影 (shading)、纹理 (texture)、运动 (motion)、双眼视差 (binocular disparity) 等提供的信息，对 可视表面深度和方位进行描述，此表征依赖 于观察点。
第四章模式识别
第一节 知觉理论概述
一、知觉概述
关于知觉的传统观点
知觉是在刺激作用下即刻产生的，而且似乎是 自动的
常人意识不到知觉的过程 某些空间特性的知觉受先天制约，不依赖于过
去的经验或者学习 某些几何错觉甚至不依赖于人掌握的有关概念
传统的观点认为，知觉是一种 消极被动的接受刺激的过程；
（二）、特征分析说
1.基本思想
特征分析说试图将模式分析为组成它们的各种 特征(feature)，模式识别时需要对刺激的特征进 行分析，将之与长时记忆中的各种刺激特征进行 比较，一旦获得最佳的匹配，外部刺激就得以识 别。
2. “泛魔堂”模型（“魔城”模型）
通过特征分析识别一个字母R
3.特征分析的生理学依据
第二节 模式识别及其 理论模型
认知心理学 模式识别
Prototype Matching
例：各种不同形状、型号的飞机，其原型是有 2个翅膀的 长筒，机场停着的飞机和画里的飞机，尽管差
异很 大，但由于与脑中表征的原型相似，仍然能够
被识 别出来。
换了发型的张老师仍然能被识别出。
原型匹配理论的优点：减轻记忆负担，使人的模式识别
灵活。
活动更加
地描述刺激
缺点：没有非常具体和详细
（3）特征匹配理论或区别性特征理论（Distinctive-
Feature Theories
）
特征匹配理论：任何模式都可以被分解成诸多特征或属性，模式识 别就是通过对刺激信息特征的分析，抽取出该刺激模式的有关特 征或属性加以合并，再与长时记忆中所存储的各种刺激的特征进 行比较，一旦获得了最佳的匹配，来自外部的刺激信息模式就得 到了识别。
CDGORU RDQOCG GRDCOU DCURZG
原因： 表1中干扰字母的直线特征与“Z”的直线特征相同。 表2中干扰字母的曲线特征与“Z”的直线特征不同。
心理学家从中得到启示： 人在模式识别过程中，首先从刺激模式中抽取
特征并加以编码，然后再把目标字母和背景字母加以 比较。
* Gibson 的研究表明： 当一些字母共用很多关键特征（如 P和R）时，判断
在人长时记忆所编码的信息中，存储着各式各 样的 来自个体过去的各种外部模式的拷贝或复本 ，即模板， 它们与外部的刺激模式存在着一一对应的关系。当一个 刺激作用于人的感觉器官时，刺激信息得到编码并与头 脑中所存储的模板进行比较和匹配，确定哪一个模板与 刺激信息最为吻合，就把该刺激信息确认为是与头脑中 的某个模板相同，即产生模式识别效应。
feature detector
? featural analysis model fits nicely with some neurophysiological evidence.
认知心理学-第四章模式识别
主观 组织
人类视觉一个奇怪特征是能“看到”物质世界中不存在的事物。这些扭曲被称为错觉， 它们是对现实世界的错误知觉。 在下图中我们总能“看到”白色的正方形或三角形，尽管物理上它们并不存在。这类 错觉被称为“错觉轮廓”。
LOGO 正文 . 第一章
第* 页
格式塔理论
格式塔心理学诞生于1912年。它强调经验和行为的整体性，反对当时 流行的构造主义元素学说和行为主义“刺激－反应”公式，认为整体不 等于部分之和，意识不等于感觉元素的集合，行为不等于反射弧的循环。
典型表象
典型表象的研究反映出对格式塔心理学的一种扩展。典型表象是指对 物体做出最佳表征特征，或回忆一种形状时最先想起的表象。
会议起源 典型表象可能是对统一范畴中相似成员的经验产物，这些年来，我们让
不同国家的人画一只杯子和一直碟子，下图展示了这些作品。左图是各 种大同小异的作品，唯有有图是鸟瞰图，它不易识别，因为它不是典型 的，不过在你得知它是什么之后，你就可以轻而易举的认出它。
息。例如，当你打开收音机，调到你爱听的音乐台，你经常能听到一些 音符或一段有特色的音乐，把它们综合在一起，你就能知道是哪首歌。 有时，我们知觉过程中既运用自下而上的加工，也运用自上而下的加工。 例如，当你努力想听清某个人说话，你既运用了自下而上的加工──努 力辨别每个词语，也运用了自上而下的加工──努力把你听到的内容与 你了解的某个话题进行匹配。
例子：如果你听了一段以G调弹奏的钢琴曲， 接着是以C调弹奏的同一段曲子，你应该会感 觉两段曲子非常相似。尽管两段曲子的音符不 同，但音符之间的关系是恒定不变的。
视觉
人类视觉十分奇特的特征
人眼独特的构造使视觉成为可能，视觉是生理学 词：汇光作用于视觉器官，使其感受细胞兴奋，其 信息经视觉神经系统加工后便产生视觉（vision）。
认知心理学：模式识别“小妖模型”特征分析理论
小妖模型包含相继的四个阶段：
• 获得物体的图像 • 分析它的特征 • 在更高水平上对事物的认知 • 作出正确的决策。
相比较模板说，特征分析具有一定的优点：
首先，依据刺激的特征和关系进行识别，就可以 不管刺激的大小、方位等其他细节，避开预加工 的困难和负担，使识别有更强的适应性。
其次，同样的特征可以出现在许多不同的模式中， 必然要极大地减轻记忆的负担。
哥比李
”较宇
男春
05
性
化年
被超
网女
友冠
戏军
称 “ 春
因 外 形
囧：超女选哥，超男选姐？
•
刘著 10年快男四川赛区 选手 因为做女生打扮 且
别——特征分析理论
谁是男的？谁是女的？
模式识别
指当一个模式作用于人的感觉器官时， 便在人脑中引起一系列复杂的活动。人 能够觉察到模式的存在，把一个模式与 另一个模式加以分辨并进而确认它是什 么或代表什么。
特征分析理论
模式是由若干元素及其之间关系的特征组成结 合体，任何模式都可以被分解为诸多特征或属 性，模式识别就是通过对刺激信息特征的分析， 然后与其存储在长时记忆中的模式相比较后， 决定与哪个模式进行匹配的过程。
人类的心理学认知心理学的关键理论
人类的心理学认知心理学的关键理论心理学是研究人类心理活动和行为的科学。
在心理学领域中，认知心理学是一门重要的分支，主要关注人类的心理认知过程以及与之相关的心理学理论。
在认知心理学中，存在着一些关键理论，本文将对其中的一些理论进行探讨。
一、信息加工理论信息加工理论是认知心理学研究的基石之一。
根据该理论，人类的认知活动可以类比为计算机的信息加工过程。
人类从外界获取信息，通过感知、注意、记忆、推理和问题解决等过程对信息进行加工和处理。
这一理论为我们理解人类认知活动的本质提供了重要的视角。
二、模式识别理论模式识别理论是认知心理学中的一项关键理论，它描述了人类在认知活动中是如何通过对信息的模式和结构进行识别与理解的。
根据模式识别理论，人类通过将刺激与其在记忆中存储的模式进行匹配，从而对信息进行认知和理解。
这一理论不仅对我们认知的基本过程有着重要的解释作用，还在智能系统设计和模式识别技术方面具有实际应用。
三、认知心理学的开放系统理论认知心理学的开放系统理论是指人类认知系统与外界环境之间相互作用的理论。
根据这一理论，人类认知系统不仅仅是一个封闭的个体内部过程，它与外部环境之间的相互作用对于认知过程的发展和塑造起着重要作用。
这一理论的提出，拓展了我们对人类认知过程的理解，也为研究认知与行为的关系提供了新的视角。
四、认知失调理论认知失调理论是由心理学家弗斯基提出的，旨在解释人类在认知冲突和矛盾情境下的的心理体验和行为调整。
认知失调理论认为，当人类遇到认知冲突时，会产生一种不舒服的心理状态，进而通过调整自己的认知来减轻这种不适。
这一理论对于理解人类的人际关系、认知偏差以及心理控制等方面有着重要的影响。
五、认知发展理论认知发展理论是由心理学家皮亚杰提出的，旨在解释人类认知能力的发展和变化过程。
根据认知发展理论，人类的认知能力会随着年龄的增长不断发展，成熟和变化。
虽然皮亚杰的认知发展理论主要是针对儿童认知的，但其对于理解认知过程的发展规律以及认知与行为之间的关系仍然具有重要的意义。
模式识别的含义及其主要理论
模式识别的含义及其主要理论（实用版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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模式识别认知理论导引
十种模式识别认知理论简介导引人们在认知景物时，常常寻找它与其它事物的相同与不同之处，根据使用目的进行分类，人脑的这种思维能力就构成了模式和识别的能力。
所谓模式，是指若干元素或成分按一定关系形成某种刺激结构，也可以说模式是刺激的组合。
当人们能够确认他所知觉的某个模式是什么时，将它与其他模式区分开来，这就是模式识别。
例如，有人想把一大批图片分成人物、动物、风景、建筑物、其他等五种类型分别保管，上述五种类型就是五个类别，也就是五个不同的模式，分类的过程叫做模式识别。
模式有简有繁，繁杂的模式往往是由多个子模式组成。
认知心理学家西蒙认为：“人们在解决数学问题时，大多数是通过模式识别来解决的，首先要识别眼前的问题属于哪一类，然后以此为索引在记忆储存中提取相应的知识，这就是模式识别。
我们之所以关心模式识别认知理论，是因为它是建立图像（景物）理解数学模型的思想源泉。
例如：传统的模式识别理论有人把它分为五类：模板匹配模式；原型匹配模式；特征分析模式；结构描述模式；傅里叶模式。
现在图像理解中主要的数学处理方法，几乎都是源于五种传统模式识别理论而建立的，或是基于它们的变形。
近二十多年来新提出的模式识别理论有人把它分为五种：视觉计算理论；注意的特征整合理论；成分识别理论；相互作用激活理论；视觉拓扑理论。
其中，马尔（Marr）的视觉计算理论是当前计算机（机器人）视觉的主流理论。
其它的理论，也被众多探索者们作为创新的源泉。
然而，无论上述那一种模式识别理论，都存在着或多或少的片面性，迄今为止尚未形成一个较具有说服力的、普遍认可的模式识别理论。
这正是制约图像识别（计算机视觉）数学模型发展的根本所在。
下面我们将各种模式识别理论分别介绍之。
模板匹配模式（传统模式识别之一）这个模型最早是针对机器的模式识别而提出来的，后来被用来解释人的模式识别。
它的核心思想是认为在人的长时记忆中，贮存着许多各式各样的过去在生活中形成的外部模式的袖珍复本。
心理学的模式识别名词解释
心理学的模式识别名词解释在心理学中，模式识别是一个广泛应用的概念，指的是个体对于外界刺激进行感知和理解时，通过识别特定的模式以及这些模式之间的关系，进行信息处理和推理的过程。
模式识别在认知心理学、发展心理学、社会心理学等领域都有着重要的应用。
在本文中，我们将对心理学中的模式识别相关名词进行解释，以帮助读者更好地理解这一概念。
1. 专注（Attention）专注是指个体有意识地将注意力集中于某个特定刺激或任务上的心理过程。
它在模式识别中起着重要的作用，因为只有通过专注，个体才能将注意力集中于感兴趣的信息中，识别出相关的模式，并在信息处理中加以应用。
2. 感知（Perception）感知是指个体对于外界刺激进行接收、整合和理解的过程。
在模式识别中，感知起着关键作用，因为只有通过感知，个体才能从环境中感知到刺激的存在，并将其转化为可以理解的知觉模式。
3. 归纳（Induction）归纳是指通过观察和分析个别事件或现象，从中整合出普遍规律和模式的过程。
在心理学中，归纳是一种重要的模式识别方式，它帮助个体从个别的刺激中提取出共同点和重要特征，从而形成更广泛的认知和推理。
4. 概念（Concept）概念是对于具有相似特征和属性的对象或事件的心理表征。
在模式识别中，概念帮助个体将感知到的刺激进行分类和归类，从而更好地理解和记忆信息。
概念也是个体进行模式识别和推理的基础。
5. 视觉搜索（Visual Search）视觉搜索是指个体在一组刺激中寻找特定目标的过程。
在模式识别中，视觉搜索允许个体在复杂的信息环境中快速找到感兴趣的模式。
通过视觉搜索，个体能够注意到特定的形状、颜色、运动等特征，以识别目标对象。
6. 差异门控（Difference Detection）差异门控是指个体对于刺激之间的差异性的敏感程度。
在模式识别中，个体通过差异门控来注意和区分不同刺激之间的特点和差异，进而识别出相关的模式。
差异门控在感知过程中起着重要的作用，帮助个体筛选出与众不同的刺激。
模式识别理论表征方式分析
关于知觉认知的几种主要模式识别理论中模式表征方式的分析肖玉浩( 东北师范大学教育科学学院08心理学系1013408010 ) 认知心理学中，一般把知觉看作是感觉信息的组织和解释，也就是获得感觉信息的意义的过程。
认知心理学的知觉研究主要涉及模式识别，特别是视觉的模式识别，进而形成了模式识别理论。
常见的模式识别的理论模型或假说一般认为，模式识别过程是感觉信息与长时记忆中的有关信息进行比较，再决定它与哪个长时记忆中的项目有着最佳匹配的过程。
模式识别的过程就是对信息进行转换，使之获得适合于人的各种信息加工系统形式，也就是通过编码获得在大脑中的表征的过程。
模式识别理论经过长时间的发展，尤其是受人工智能的影响，常见的模式识别理论，如模板说、原型说、特征说由简单、视觉计算理论等在模式表征方式上形成了各自的特点，共同促进了对模式识别理论研究的深入。
在教育心理学中，一般认为只存在命题表征，在模式识别理论中，表征的方式存在争议，即是单一的命题表征，还是在单一编码说之外同样存在表象表征。
几种常见的模式识别理论在表征方式上形成了各有特色的看法。
由对机器的模式识别做出解释提出的模板说，它的核心思想认为在人的长时记忆里储存了许多各式各样的过去生活中形成的外部模式的袖珍复本，这些复本与外部的模板有一一对应的关系，编码的过程就是获得模板与复本获得最佳匹配的过程。
因此，模板匹配说模型是一种自下而上的加工模型，是单一编码说的代表，而这种单一编码说是只存在表象表征。
显然，模板说有他的缺陷，如大脑缺乏如此繁多的复本以识别客观事物，在无法获得绝对匹配时对模板如何解释，还有就是这一理论主要针对视觉研究而言，缺少更大的外部价值。
随着最初模板说的修订，模板说修正理论提出了预加工过程以使模板和复本能够更好匹配。
预加工就是在匹配之前根据经验将刺激标准化，因此难免会出现自上而下的加工。
综上，模板说支持双重编码说，在命题表征外存在表象表征，并以表象表征为主。
基础心理学认知心理学主要理论
基础心理学认知心理学主要理论心理学是研究人类心理过程和行为的科学领域，而认知心理学则是探究人类思维、记忆、学习和知觉等认知过程的分支学科。
在认知心理学中存在着一些主要的理论，本文将重点介绍这些理论并进行详细解析。
一、信息处理模型信息处理模型是认知心理学的核心理论之一，它描述了人类感知、思考和决策的过程。
根据这一模型，人类的思维过程可以类比为计算机的信息处理过程。
这个模型包含了输入、处理和输出三个主要的步骤。
在输入阶段，人们通过感觉器官接收外界的刺激信息，比如光线和声音等。
这些信息会被转换为可处理的形式，进入到认知系统中进行加工。
在处理阶段，人们对接收到的信息进行解码和分析，构建起对外界的理解和认知。
这个过程中，涉及到注意、记忆、推理和问题解决等认知能力。
在输出阶段，人们将处理好的信息再转化为行为和反应，以表达自己的想法和意图。
信息处理模型的独特之处在于它强调了思维过程中信息的处理和转化。
这个模型的提出使得认知心理学能够更好地解释人们的认知能力和行为表现。
二、模式识别理论模式识别理论是认知心理学的另一个重要理论，它关注人类的感知和认知是如何对外界的模式和结构进行识别和理解的。
该理论认为，人们通过对感知到的刺激进行组织和分类，从中提取出一些重要的特征和结构来进行认知。
在模式识别的过程中，人们会使用自己已有的知识和经验，将新的信息与之进行对比和匹配，从而得出有关对象或事件的认知结论。
这个过程可以包括对形状、颜色、纹理、语义等多种特征的分析和整合。
模式识别理论对于理解人类的感知和认知过程有着重要的意义。
它帮助我们解释了人们为什么能够准确识别物体、理解语言和形成概念等认知能力。
三、连接主义理论连接主义理论是认知心理学的另一种重要理论，它强调神经元之间的相互连接和信息传递对于人类认知的影响。
该理论认为，人类的思维和认知能力是由大量的神经元之间的相互作用所构成的网络而产生的。
在连接主义理论中，神经元之间的连接是通过权重来表示的。
认知心理学 第二章 模式识别
– 特征分析说 —— 模式可分解为诸特征
– 模式识别时，由特征觉察系统对刺激的特征进行分解， 与长时记忆中各种刺激的特征进行比较和匹配
• Lindsay和Norman(1977)：构成所有26个英文字母的特征共有 7种，即垂直线、水平线、斜线、直角、锐角、连续曲线和不 连续曲线
第二章 模式识别
25
二、模式识别的理论
– 难题：
• 无法确定一个客观事物模板的数量及其变式 • 大脑中贮存有多少模板？这些模板的检索方式与速度如何？
第二章 模式识别
22
二、模式识别的理论
• 2、原型理论
– 在记忆中贮存的不是与外部模式有一对一关系的模板， 而是原型（Prototype） – 原型是一个类别或范畴的所有个体的概括表征，反映 一类客体具有的基本特征 – 模式识别时，刺激只需与原型近似匹配即可 – Posner等（1967）：原型实验 —— 证实原型的存在
– 1990：端点和结合点在图形辨认中的重要性
• 符合格式塔的连续性原则和间隙填充原则
– 局限性：
• 对不规则物体的解释 • 几个物体同时呈现时，边缘信息识别困难
第二章 模式识别
32
二、模式识别的理论
• 6、视觉拓扑学理论
– 陈霖（1982） – 在视觉处理的早期阶段，视觉系统首先检测的是图形
的大范围的拓扑性质，而非局部几何性质；
• 知识表征：已有的知识经验
• 易化作用：加快速度，提高正确率
• 补充作用：填补感觉信息的缺失 • 期待作用：预测环境中将呈现的信息
– 人鼠两歧图
第二章 模式识别
35
三、模式识别的影响因素
第二章 模式识别
提
• 一、知觉与模式识别 • 二、模式识别的理论 • 三、模式识别的影响因素
模式识别概论
问题是，事物有没有“本质”？一个苹果，牛顿看到
的是它的质量，遗传学家看到的是它的染色体中的
• 一般说来，模式识别过程是将感觉信息 与长时记忆中的信息进行比较，再决定 它与哪个长时记忆中的项目有着最佳匹 配的过程。
.
15
认识模式识别
• 认知模式识别是认知心理学研究领域的 核心问题之一，是人的一种最基本的认 知能力。匹配过程可以采用 ：
1. 模板匹配理论
2. 原形匹配理论
3. 特征匹配理论
.
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模式识别方法
• 模式识别系统的目标：在特征空间和解 释空间之间找到一种映射关系，这种映 射也称之为假说。
– 特征空间：从模式得到的对分类有用的度 量、属性或基元构成的空间。
– 解释空间：将c个类别表示为 其中 为所属类别的集合，称为解释空间。
.
37
假说的两种获得方法
• 监督学习、概念驱动或归纳假说：在特征空 间中找到一个与解释空间的结构相对应的假 说。在给定模式下假定一个解决方案，任何 在训练集中接近目标的假说也都必须在“未 知”的样本上得到近似的结果。
• 预处理：去噪声，用一个分割操作把鱼 和鱼之间以及鱼和背景之间分开
.
25
识别过程
• 特征提取和选择：对单个鱼的信息进行特征 选择，从而通过测量某些特征来减少信息量
– 长度 – 亮度 – 宽度 – 鱼翅的数量和形状 – 嘴的位置，等等 …
• 分类决策：把特征送入决策分类器
.
26
.
27
.
28
.
– 周围物体的认知：桌子、椅子
– 人的识别：张三、李四
– 声音的辨别：汽车、火车，狗叫、人语
– 气味的分辨：炸带鱼、红烧肉
03认知心理学-模式识别
“映象鬼”——对外部刺激信息进行编码，形成刺激模式的表象或映象。 “特征鬼”——从“映象鬼”得到的表象中搜索一定的特征，每个“特征 鬼”都有 其特定的功能和任务，它们只搜索和选择自己负责的那个特 征，找到后就喊叫或标记出这种刺激特征及其数量。
“认知鬼”——每个“认知鬼”负责一个特殊的模式，它们在倾听“特征 鬼”的喊 叫中搜索自己负责的某个模式的有关特征，一旦发现有关特 征，就会大喊大叫，发现的特征越多，喊叫声就越大。 “认知鬼”的喊叫声表明它们已经组合了某个字母。
四、自上而下加工和模式识别
1、背景和模式识别 字词优势效应：识别一个字词中的字母，比识别一个单独的字母 的
正确率要高。
客体优势效应：识别一个客体图形时，图形中的线段要优于识别
Байду номын сангаас
结
构不严的图形中的同一线段或单独的线段。
Word Superiority Effect
(Reicher, 1969; Wheeler, 1970)
刺激的大小。
* 谢夫里奇和奈塞尔根据特征匹配理论，设计了一套计算机 程序让计算机识别，这些字母区别于人用手写的英文字 母，结果计算机能够很好地完成这个任务。
“魔鬼城堡”模型（Pandemonium Model）（谢夫里奇）
“魔宫”里群居着许多“鬼”，他们分属于4个层次，每个层次的“
鬼”执行着某个特殊的任务，并依次工作，直到最终实现模式识别。
例：各种不同形状、型号的飞机，其原型是有2个翅膀的
长筒，机场停着的飞机和画里的飞机，尽管差异很 大，但由于与脑中表征的原型相似，仍然能够被识
别出来。
换了发型的张老师仍然能被识别出。 原型匹配理论的优点：减轻记忆负担，使人的模式识别 活动更加灵活。 缺点：没有非常具体和详细地描述刺激 与原型之间的匹配过程。
模式识别理论
• 模糊聚类法—Fuzzy clustering method • PCA投影分类法等等
主成分分析的数学 与几何意义示意图
16个脑组织试样进行分析，在色谱图中
取多达156参量（可辨认的156个峰处的峰 高），组成(16156)阶矩阵，通过将矩阵作 主成分分解，分别求得对应于两个最大特征 值的得分矢量t1和t2，并以t1和t2为投影轴作 图，得到下图。其中正方形是有肿瘤的脑组 织样，圆是正常脑组织样。
（3）对连接所得到的树进行检查，找到 最小路径的边，将其割断就得到两类，如 此继续分割，直至类数已达到所要分的类 数。
• • •
缺点：未对训练点进行信息压缩，每判断一个点 都要将其对所有已知点的距离计算一遍,工作量较 大。
简化的KNN法—类重心法
将训练集中每类样本点的重心求出，然 后判别未知样本点与各类样本点重心的 距离。未知样本点距哪一类重心距离最 近，即未知样本属于哪一类。
例：有两种地层，用7种指标的分析数据 判别，先从已经准确判断的地层中各取 9个样本，测得的数据如下表：
x
x
ytΒιβλιοθήκη oyoy二维模式向一维空间投影示意图
（1)求解Fisher准则函数
~sW2
~sW21
~sW22
u(SW1
SW2 )u
uSWu
类间离差度为：
~sB2
(m~1
m~2
)2
(um1
um2
)(um1
um2
)
uSBu
J F (u)
(m~1 m~2 )2 ~sW21 ~sW22
• 只要找到相似关图的最大生成树，就可以 根据最大生成树进行模糊聚类分析，其分 类准则是：对于规定的阈值水平，路径强 度大于的顶点可归为一类。
丁锦红认知心理学第三章 知觉与模式识别
双足 有喙 鸟类 身披羽毛 卵生
蝙蝠被识别为 非鸟类
举例：人脸的识别过程
仅根据基本特征 抽取部分具体特 征
综合各项特 征后与基本 特征匹配
眉毛具体特征
眉毛基本特征
匹配
两眼具体特征
A的具 体人脸
匹配
鼻子具体特征
眼睛基本特征 鼻子基本特征 嘴巴基本特征
脑中 A的 脸
匹配
嘴巴具体特征
匹配
A人脸被识别
固定网像技术的研究成果
二、知觉的假设检验理论
强调已有知识经验对知觉的影响，主要是以假 设、期望或图式的形式起作用。 知觉是一个将外部刺激与脑中已有知识进行匹 配联系之后的确认过程。 重点：强调知觉的确认过程。
哪种是牛肉泡馍？
月亮上有什么？
三、直接知觉理论（生态学理论）
1. 要点：根据传统的Helmholtz知觉理论，知觉是无意 识推理的结果，即感觉和概念等经验的整合。但吉布 森（Gibson）在格式塔心理学整体知觉先于部分知觉
三个知觉理论的侧重点外部刺激感知觉初级心经验图式推理期待等高级心格式塔学派知觉组织的整体性知觉的假设检验模直接知觉理论刺激结构的整体性第二节知觉的加工方式一自下而上的加工数据驱动加工始于外部刺激即先对外部刺激特征进行分析之后经心理组织而成有意义客体
第三章 知觉与模式识别
知觉的理论 知觉的加工方式 模式识别理论 结构优先效应
有意识注意整体时可以忽略局部特征，但有意 识注意局部时总是要先受到整体特征的影响。
挑战
视觉知觉对象具有最佳大小水平（注意范 围），当局部特征处于最佳大小水平时，可 以出现局部优先效应——因为此时的总体特 征已经在最佳注意范围之外了。
假设最佳大小水平
知觉(模式识别)
实验证据：
由点组成字母及其变形（Posner,1967）。 Reed(1972)人脸简图的归类实验。
证据：各种不同形状、型号的飞机，其原型是有2个翅膀 的长筒，机场停着的飞机和画里的飞机，尽管差异很
大，但由于与脑中表征的原型相似，仍然能够被识
别出来。
换了发型的张老师仍然能被识别出。
原型匹配理论的优点：减轻记忆负担，使人的模式识别
刺激的大小。
* Selfridge和Neisser根据特征匹配理论，设计了一套计算 机程序让计算机识别，这些字母区别于人用手写的英文字 母，结果计算机能够很好地完成这个任务。
“魔鬼城堡”模型（Pandemonium Model）（ Selfridge ,1959）
“魔宫”里群居着许多“鬼”，他们分属于4个层次，每个层次的“ 鬼”执行着某个特殊的任务，并依次工作，直到最终实现模式识别。 “映象鬼”——对外部刺激信息进行编码，形成刺激模式的表象或映 象。 “特征鬼”——从“映象鬼”得到的表象中搜索一定的特征，每个 “特征鬼”都有其特定的功能和任务，它们只搜索和选择自己负 责的那个特征，找到后就喊叫或标记出这种刺激特征及其数量。
刺激信息最为吻合，就把该刺激信息确认为是与头脑中
的某个模板相同，模式得到识别。 模式识别是刺激信息与脑中某个或某些模板产生最 佳匹配的过程。
模板匹配理论的缺陷：
强调刺激信息与脑中模板的最佳匹配，如果刺激信息稍有变化，
就无法与模板最佳匹配，无法完成模式识别。
要求在长时记忆中存储无数个模板，会给记忆带来沉重负担， 也会使人在识别事物时缺少灵活性。
成分识别理论的支持证据：
Biederman, Ju & Clapper(1985)向被试快速呈现
心理学中的认知心理学理论
心理学中的认知心理学理论认知心理学是心理学的一个重要分支，研究人类思维和知觉的过程。
它关注人类如何感知、思考、记忆和解决问题。
在认知心理学中，有许多重要的理论和概念，本文将介绍其中几个具有代表性的理论。
首先，我们来谈谈信息加工理论。
信息加工理论认为人类的思维过程类似于一台计算机，信息在不同的阶段进行加工和处理。
这个理论强调了人类对外界信息的感知和理解过程，以及人类思维的有限容量。
例如，当我们接收到一段文字时，我们会进行感知、编码、存储和检索等过程，以便理解和记忆这段文字。
信息加工理论对于理解人类思维过程和认知能力的限制具有重要意义。
接下来，我们来谈谈认知发展理论。
认知发展理论主要关注儿童认知能力的发展过程。
根据这个理论，儿童的认知能力在不同的阶段有不同的特点。
例如，根据让-皮亚杰的认知发展阶段理论，儿童的认知能力可以分为感知运动期、前运算期和具体运算期等阶段。
在感知运动期，儿童主要通过感官和运动来认识世界；在前运算期，儿童开始具有简单的逻辑思维能力；在具体运算期，儿童可以进行具体的数学计算和逻辑推理。
认知发展理论对于教育和儿童心理学具有重要意义，可以指导教育者和家长更好地理解和引导儿童的认知发展。
此外，我们还可以谈谈模式识别理论。
模式识别理论认为人类在感知和认知过程中，会寻找和识别特定的模式。
这个理论强调了人类对于信息的筛选和整合能力。
例如，当我们看到一张照片时，我们会根据已有的经验和知识，识别出照片中的物体和人物。
模式识别理论对于理解人类对于信息的处理和理解过程具有重要意义，可以帮助我们更好地理解人类的认知能力。
最后，我们来谈谈认知偏差理论。
认知偏差理论认为人类在信息处理过程中存在着一些普遍的偏差。
这些偏差可能导致人们在决策和判断时出现错误。
例如，过度自信偏差是一种常见的认知偏差，人们往往高估自己的能力和判断。
另外，可得性启发式是另一种常见的认知偏差，人们往往根据自己能够轻易想起的信息来做决策，而忽视了其他可能的信息。