1971). Они составили серию карточек 5х8, которые содержали пары цвет-

ных геометрических фигур, причем на одной карточке был прототип, а на

остальных - его "преобразования". Прототипом, или "базой", служил

маленький треугольник в большом квадрате слева и маленький ромб в

большом круге справа. Испытуемых просили воспроизвести эту фигуру во

время тренировочной фазы эксперимента, но им не говорили, что позднее

их попросят опознать эту фигуру. Преобразования проводились по прави-

Рис. 3.9. Уверенность испы-

туемого в верности опо-

знания базовой фигуры и ее

преобразований. Адап-

тировано из: Franks and

Bransford (] 971 ].

Распознавание паттернов

95

лам, содержащимся в самом рисунке: большая перестановка включала

смену левой и правой фигур; при малой перестановке менялись внешний

и внутренний элементы и т.д. После того, как испытуемым показывали

только преобразованные фигуры, различающиеся по их расхождению с

прототипом, им давали задачу на опознание; при этом испытуемые сами

оценивали степень своей уверенности в ответе. Задача на опознание вклю-

чала предъявление прототипа (не виденного ранее) и преобразованных

фигур. Результаты (Рис.3.9) показали, что испытуемые опознавали прото-

тип с, большей вероятностью, чем его преобразования (хотя они их уже

видели), и с большей уверенностью. Было также обнаружено, что оценка

уверенности опознания связана со степенью преобразования, с наиболее

часто опознаваемым прототипом, с преобразованиями, включающими одну

перестановку и т.д.

В еще одном примере распознавания, основанном на фигурах из "ре-

альной жизни", Рид (Reed, 1972) конструировал "лица" с малозаметными

отличиями по нескольким признакам, например - по расположению глаз,

длине и положению носа, высоте лба. Каждый признак имел один из трех

вариантов (например, глаза и рот имели три положения относительно кон-

тура "лица", а нос имел три возможных длины). В типичной задаче испы-

туемых просили рассортировать эти схематические лица (Рис.3.10) в пер-

вый или второй из двух рядов лиц (Рис.3.11). Рид обнаружил, что испыту-

Рис. З.П. Два

ряда лиц, к. одно-

му из которых ис-

пытуемый должен

был отнести лица,

показанные на

Рис.3.10. Адапти-

ровано из: Reed,

1972.

Обнаружение и интерпретация сенсорных сигналов

96

емые - студенты из его коллед- жа - абстрагировали прототип из каж-

дого ряда как основу для сравнения с образцами (три лица на Рис.3.10).

Наиболее часто используемая стратегия заключалась в абстрагировании

прототипа и сравнении "расстояния"7 между ними и паттернами. Рид зак-

лючил, что "преимущественная стратегия заключалась в формировании

абстрактного образа или прототипа, представляющего каждую категорию

и классификации тестовых паттернов по принципу их сходства с этими

двумя прототипами" (Reed, 1972, р.401).

Псевдо-память. В эксперименте с формированием прототипа Солсо и

Маккарти (Solso and McCarthy, 198 la), используя процедуру Франкса и

Брансфорда, обнаружили, что испытуемые неверно опознают прототип

как ранее виденную фигуру и делают это с большей уверенностью, чем

при опознании ранее виденных фигур. Это явление называется псевдо-

памятью. Они предположили, что прототип формируется на основе часто

встречающихся признаков. Такие признаки, например индивидуальные для

данной фигуры контуры или части лица человека, хранятся в памяти. Общий

показатель прочности запоминания можно определить по частоте появления

признака: как правило, чаще воспринимаемые признаки имеют больше

шансов сохраниться в памяти, чем редко воспринимаемые. Более того,

возможно, что правила, по которым соотносятся признаки в паттерне, не

так хорошо удерживаются в памяти, как сами признаки. Таким образом,

можно представить, что процесс приобретения знания о паттерне состоит

из двух этапов: получения информации о признаках паттерна и об

отношениях между признаками. Пожалуй, наиболее интригующим в загадке

формирования прототипов является то, что эти два этапа протекают с

разной скоростью в процессе приобретения нами знания о паттерне. Это в

чем-то похоже на соревнования, где два атлета бегут с разной скоростью.

Тот, что быстрее,- аналог изучения признаков, а более медленный -

аналог изучения их взаимосвязей.

В эксперименте Солсо и Маккарти, "лицо-прототип" было составлено

при помощи фоторобота - устройства, используемого в полиции; оно

состоит из набора пластиковых эталонов, на каждом из которых изобра-

жена часть лица - волосы, глаза, нос, подбородок, рот. Для каждого из

выбранных лиц-прототипов был произведен набор образцов, имеющих раз-

личную степень сходства с прототипом (см. Рис.3.12). Испытуемым пока-

зывали образцы, а затем - второй набор, содержащий некоторые из пер-

воначальных лиц, некоторые новые лица, ранжированные по их сходству с

прототипом, а также сам прототип. Испытуемых просили решить, видят

ли они лица, из ранее виденного набора или новые лица и оценить уверен-

ность в своем ответе. Как видно из Рис.3.13, испытуемые не только прини-

мали прототипы за уже виденные, но выставляли при этом наивысшую

оценку уверенности в ответе (пример псевдо-памяти).

Из вышесказанного можно сделать некоторые выводы о формировании

и использовании зрительного прототипа. Ранее цитированные исследова-

ния показывают, что мы (Сформируем прототипы на основе усредненных

характеристик отдельных экземпляров; (2)приобретаем определенные зна-

ния о прототипе даже когда имеем дело только с его видоизменениями;

Т.е. степени различия.- Прим.ред.

Распознавание паттернов

97

Рис. 3.12. Лицо-прототип (Pj

и образцы лиц, имеющих раз-

личную степень (75, 50, 25 и

0Ї/о] сходство с прототипом.

Sofso, McCorfy (1981 а].

Рис. 3.13. Показатели уве-

ренности в ответе для прото-

типа, /же виденных (старых)

элементов, и новых элементов.

Solso, McCarthy (1981 а].

и интерпретация сенсорных сигналов

Обнаружение

98

(З)приобретаем некоторую обобщенную информацию об общих признаках

прототипов, причем хорошо известные прототипы содержат меньше вклю-

чений, чем менее знакомые (или недавно выученные); (4)о модифициро-

ванных экземплярах судим по степени их близости к прототипу; и (5)фор-

мируем прототип путем абстрагирования отдельных образцов и затем оце-

ниваем взаимосвязь между прототипическими формами, исходя из степе-

ни их отличия от этого прототипа, а также от других отдельных образцов.

Теория прототипов: центральная тенденция и частота

Признаков. Из вышеописанных экспериментов и многих других иссле-

дований возникли две теоретические модели формирования прототипов. В

одной из них, называемой моделью центральной тенденции, предполагает-

ся, что прототип представляет собой среднее из всех экземпляров. Иссле-

дование Познера и др., а также Рида говорят в пользу этой модели. По-

знер и Кил (Posner, Keele, 1968), например, считают, что прототип можно

представить математически как точку в гипотетическом многомерном про-

странстве, в которой пересекаются средние расстояния от всех призна-

ков. В экспериментах Познера и Рида можно видеть, как у испытуемых

формируется прототип, являющий собой абстракцию некоторой фигуры.

Таким образом, прототип - это абстракция, хранящаяся в памяти и отра-

жающая центральную тенденцию некоторой категории.

Вторая модель, называемая моделью частоты признаков, предполагает,

что прототип отражает моду или наиболее часто встречающееся сочета-

ние признаков. Эксперименты Франкса и Брансфорда, Ноймана (Neumann,