拓扑性质知觉理论
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知觉过程是由局部性质到大范围性质的过程。
“初期整体知觉”的基本研究路线
视觉系统首先取得的是物体的整体性知觉；只是在随 后的阶段，如果需要的话，视觉系统才知觉物体的细 节性质。——非常符合变化盲的实验结果
知觉过程是由大范围性质到局部性质的过程。
4
初期特征分析理论
D.Marr的视觉计算理论
13
初期整体知觉理论
变换下的不变性和Gibson的“不变性知觉”
Gibson（1979）的视觉生态心理学研究最突出的思想是 强调了不变性知觉在知觉研究中的重要性。
“知觉系统就是从光流中抽提不变性质；它对不变性的 结构做出响应，或者说是调谐于不变性结构”。 但何 为“不变性”，其界定很模糊。
强调人类的知觉和认知是对外界生态环境的不变性的直 接知觉，强调人类认知与环境关系的重要性。
“如果能够借用拓扑学和射影几何的映射的术语，把光 流阵列中的各种变化都理解成Leabharlann Baidu射下的变换，那么将把 事情简化。”
14
初期整体知觉理论
问题的关键终于归结到了如何寻找和应用合适的 数学来准确地描述各种“合理而平滑的变换”以 及“在变换中保持其自身存在的不变性质”。
认为视觉在本质上是计算的，在视觉过程的初期，选 取什么作为视觉初期的信息表达不是一个实验的问题， 而是一个什么是可能计算得到的计算理论问题。
知觉信息三个表达层次：①最初的和本质的表达；② 2.5D表达;③3D表达。
视觉信息的最本原的表达是图形的简单部分和它们的 局部性质。 ——纯计算理论，不依据实验
6
“特征捆绑问题”与初期特征分析思路的困难
就象一个硬币具有两面一样，初期特征分析思路虽然强调 的是知觉过程的分析的一方面，但是不可避免地有还有问 题的另一方面，即综合的一方面（Chen，1997）。
一个简单却非常重要的逻辑：研究视知觉最终必须回答的 是视觉系统如何识别物体这个问题，也就是：“在初期分 析中被分离开来的一副图象的可分离的特征，如何又反过 来被结合成整个的物体？” 。这就是“特征捆绑问题” （feature binding problem），也是现代人类视知觉研究 的一个中心问题。
为了描述各种变换（特别是包括形状改变的变换） 下的不变性问题，陈霖提出并发展了视觉的拓扑 性质检测理论（Chen 1982a，1982b，1982c， 1983，1985a，1985b，1990；陈霖，1984， 1986）。
拓扑性质知觉理论
（ Theory of Topological Perception）
理论背景
人类视知觉研究是心理学相对成熟的领域。 但事实上，仍然处于“万事开头难”状态。
理论众多，观点莫衷一是 格式塔（Gestalt）学派、吉布森（Gibson）学
派、计算—表达学派…… 分歧焦点还仍然停留在非常基本的乃至看起来
10
New Principles of Grouping: synchrony (Palmer & Levitin)
11
New Principles of Grouping: common region (Palmer)
12
New Principles of Grouping: element connectedness (Palmer & Rock)
7
“特征捆绑问题”与初期特征分析思路的困难
“并行分布的”（parallel distributed）、“大规 模并行的”（massively parallel）被视为解决人工 智能所面临的困难的主要途径之一，但也涉及捆绑问 题。
神经元的集合假设编码原则认为，信息不仅包含在单 个神经元的兴奋活动水平之中，而且更主要地是包含 在分布的神经元活动之间的关系之中。集合编码也引 起特征捆绑的问题。
非常简单的问题上
分歧的本质和要害——“视觉过程是从哪里 开始的?”（"Where the visual processing
begins?"）（Pomerantz, 1982）
2
理论背景
分歧焦点
“什么是视知觉信息的基本表达?” “什么是知觉的基本单元（perceptual
units）？” “在众多的外在的物理刺激变量中，哪些变量
8
初期整体知觉理论
格式塔心理学派
强调“整体多于部分的和”（whole is more than the sum of parts）和“整体先于局部”
相邻性原则（proximity）、相似性原则 （similarity）、封闭性原则（closure)、连续性原 则(continuity)、完好性原则(goodness)和共命运原 则(common fate)，以及近年来发现的共同区域原则 (common region)和联结性原则(connectivity)
Marr计算视觉理论三层次: 计算理论. 表达与算法. 算法实现.
5
初期特征分析理论
Treisman的特征整合理论
视觉信息处理可以分为先后不同的两个阶段。 第一个阶段是初期知觉阶段，视觉系统从外在的整个
视野中平行地、自动地把刺激物体的可分离的特征抽 提分离开来。 在第二个阶段，注意依次地、串行地汇聚到视野中的 各个位置，把跟属于该空间位置的、在第一阶段已抽 提分离开来的特征结合起来，形成整体的知觉。 得到许多实验事实的验证，包括视觉搜索、错觉性结 合和质地辨认（Texture detection）的研究
用一种现象的反应来描述另一种现象的反应从而使它 的解释流于空洞和肤浅，并带有浓郁的循环论的色彩。
格式塔心理学所面临的最大困难：根本上缺乏一种科 学准确的对视知觉组织本质的描述。
9
The Classical Principles of Grouping
Proximity, Similarity, Common fate, Symmetry, Parallelism, Good continuation, Closure.
具有基本的知觉心理学意义？” 这个问题既是如此的基本，又是如此的富于争
议，它象一座大分水岭，把知觉理论分成两种 路线。
3
知觉的两大基本研究路线
“初期特征分析”的基本研究路线
视知觉开始于把物体分离成可分解的简单性质和组成 部分，仅仅是在随后的知觉过程中，才在这些特征性 质的基础上识别出整个物体。
“初期整体知觉”的基本研究路线
视觉系统首先取得的是物体的整体性知觉；只是在随 后的阶段，如果需要的话，视觉系统才知觉物体的细 节性质。——非常符合变化盲的实验结果
知觉过程是由大范围性质到局部性质的过程。
4
初期特征分析理论
D.Marr的视觉计算理论
13
初期整体知觉理论
变换下的不变性和Gibson的“不变性知觉”
Gibson（1979）的视觉生态心理学研究最突出的思想是 强调了不变性知觉在知觉研究中的重要性。
“知觉系统就是从光流中抽提不变性质；它对不变性的 结构做出响应，或者说是调谐于不变性结构”。 但何 为“不变性”，其界定很模糊。
强调人类的知觉和认知是对外界生态环境的不变性的直 接知觉，强调人类认知与环境关系的重要性。
“如果能够借用拓扑学和射影几何的映射的术语，把光 流阵列中的各种变化都理解成Leabharlann Baidu射下的变换，那么将把 事情简化。”
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初期整体知觉理论
问题的关键终于归结到了如何寻找和应用合适的 数学来准确地描述各种“合理而平滑的变换”以 及“在变换中保持其自身存在的不变性质”。
认为视觉在本质上是计算的，在视觉过程的初期，选 取什么作为视觉初期的信息表达不是一个实验的问题， 而是一个什么是可能计算得到的计算理论问题。
知觉信息三个表达层次：①最初的和本质的表达；② 2.5D表达;③3D表达。
视觉信息的最本原的表达是图形的简单部分和它们的 局部性质。 ——纯计算理论，不依据实验
6
“特征捆绑问题”与初期特征分析思路的困难
就象一个硬币具有两面一样，初期特征分析思路虽然强调 的是知觉过程的分析的一方面，但是不可避免地有还有问 题的另一方面，即综合的一方面（Chen，1997）。
一个简单却非常重要的逻辑：研究视知觉最终必须回答的 是视觉系统如何识别物体这个问题，也就是：“在初期分 析中被分离开来的一副图象的可分离的特征，如何又反过 来被结合成整个的物体？” 。这就是“特征捆绑问题” （feature binding problem），也是现代人类视知觉研究 的一个中心问题。
为了描述各种变换（特别是包括形状改变的变换） 下的不变性问题，陈霖提出并发展了视觉的拓扑 性质检测理论（Chen 1982a，1982b，1982c， 1983，1985a，1985b，1990；陈霖，1984， 1986）。
拓扑性质知觉理论
（ Theory of Topological Perception）
理论背景
人类视知觉研究是心理学相对成熟的领域。 但事实上，仍然处于“万事开头难”状态。
理论众多，观点莫衷一是 格式塔（Gestalt）学派、吉布森（Gibson）学
派、计算—表达学派…… 分歧焦点还仍然停留在非常基本的乃至看起来
10
New Principles of Grouping: synchrony (Palmer & Levitin)
11
New Principles of Grouping: common region (Palmer)
12
New Principles of Grouping: element connectedness (Palmer & Rock)
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“特征捆绑问题”与初期特征分析思路的困难
“并行分布的”（parallel distributed）、“大规 模并行的”（massively parallel）被视为解决人工 智能所面临的困难的主要途径之一，但也涉及捆绑问 题。
神经元的集合假设编码原则认为，信息不仅包含在单 个神经元的兴奋活动水平之中，而且更主要地是包含 在分布的神经元活动之间的关系之中。集合编码也引 起特征捆绑的问题。
非常简单的问题上
分歧的本质和要害——“视觉过程是从哪里 开始的?”（"Where the visual processing
begins?"）（Pomerantz, 1982）
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理论背景
分歧焦点
“什么是视知觉信息的基本表达?” “什么是知觉的基本单元（perceptual
units）？” “在众多的外在的物理刺激变量中，哪些变量
8
初期整体知觉理论
格式塔心理学派
强调“整体多于部分的和”（whole is more than the sum of parts）和“整体先于局部”
相邻性原则（proximity）、相似性原则 （similarity）、封闭性原则（closure)、连续性原 则(continuity)、完好性原则(goodness)和共命运原 则(common fate)，以及近年来发现的共同区域原则 (common region)和联结性原则(connectivity)
Marr计算视觉理论三层次: 计算理论. 表达与算法. 算法实现.
5
初期特征分析理论
Treisman的特征整合理论
视觉信息处理可以分为先后不同的两个阶段。 第一个阶段是初期知觉阶段，视觉系统从外在的整个
视野中平行地、自动地把刺激物体的可分离的特征抽 提分离开来。 在第二个阶段，注意依次地、串行地汇聚到视野中的 各个位置，把跟属于该空间位置的、在第一阶段已抽 提分离开来的特征结合起来，形成整体的知觉。 得到许多实验事实的验证，包括视觉搜索、错觉性结 合和质地辨认（Texture detection）的研究
用一种现象的反应来描述另一种现象的反应从而使它 的解释流于空洞和肤浅，并带有浓郁的循环论的色彩。
格式塔心理学所面临的最大困难：根本上缺乏一种科 学准确的对视知觉组织本质的描述。
9
The Classical Principles of Grouping
Proximity, Similarity, Common fate, Symmetry, Parallelism, Good continuation, Closure.
具有基本的知觉心理学意义？” 这个问题既是如此的基本，又是如此的富于争
议，它象一座大分水岭，把知觉理论分成两种 路线。
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知觉的两大基本研究路线
“初期特征分析”的基本研究路线
视知觉开始于把物体分离成可分解的简单性质和组成 部分，仅仅是在随后的知觉过程中，才在这些特征性 质的基础上识别出整个物体。