Psychologia procesów poznawczych Wstęp do percepcji Percepcja, język, myślenie Relacje pomiędzy procesami sensorycznymi i percepcyjnymi. Percepcja. Fizjologia i neuropsychologia percepcji Rozpoznawanie obiektów dr Łukasz Michalczyk Percepcja Wrażenie sensoryczne to proces poprzez który nasz mózg (umysł) organizuje i interpretuje informacje sensoryczne odnosząc je do kontekstu otoczenia (a także naszych o c z e k i w a ń, d o ś w i a d c z e ń, n a s t ro j u, n o r m kulturowych). to proces dół - góra poprzez który nasze zmysły (wzroku, słuchu, zapachu, czucia np. dotyku, smaku, równowagi) odbierają i przekazują stymulacje zewnętrzną.
Wstęp Percepcja to proces poprzez który nasz mózg (umysł) organizuje i interpretuje informacje sensoryczne odnosząc je do kontekstu otoczenia (a także naszych o c z e k i w a ń, d o ś w i a d c z e ń, n a s t ro j u, n o r m kulturowych). 1999 (1) to proces aktywny (2) tworzy poznawczą (umysłową) reprezentację rzeczywistości (3) materiałem są wrażenia i pamięć Percepcja to proces poprzez który nasz mózg (umysł) organizuje i interpretuje informacje sensoryczne odnosząc je do kontekstu otoczenia (a także naszych o c z e k i w a ń, d o ś w i a d c z e ń, n a s t ro j u, n o r m kulturowych). 2009 Wstęp Mózg konstruuje percepcję Percepcja powstaje w oparciu o impuls elektryczny generowany na wejściu sensorycznym
Fizjologia percepcji Wstęp do percepcji Fizjologia i neuropsychologia percepcji Fizyczny bodziec dociera do receptorów gdzie jest przekształcany w potencjał czynnościowy. Rozpoznawanie obiektów Fizjologia percepcji Fizyczny bodziec dociera do receptorów gdzie jest przekształcany w potencjał czynnościowy. Sygnał jest przekazywany do kory mózgu (po drodze ciągle przetwarzany). Sygnał jest przekazywany do kory mózgu (po drodze ciągle przetwarzany). Fizjologia percepcji Sygnał jest przekazywany do kory mózgu (po drodze ciągle przetwarzany). pierwszorzędowa kora somatosensoryczna pierwszorzędowa kora słuchowa pierwszorzędowa kora węchowa pierwszorzędowa kora wzrokowa pierwszorzędowa kora smakowa
Fizjologia percepcji Fizjologia percepcji (1) światło > oko > siatkówka > czopki i pręciki > aktywność neuronalna (hierarchicznie zorganizowana) jest to przetwarzanie dół - góra (ang. bottom - up processing) Przetwarzanie w korze ma organizacje hierarchiczną (2) istnieje także przetwarzanie góra - dół (ang. top - down processing/ influences) Dalsze etapy - większa abstrakcyjność informacji Fizjologia percepcji Fizjologia percepcji (2) istnieje także przetwarzanie góra - dół (ang. top - down processing/ influences) tzn. obszary mózgu tzw. wyższego rzędu (ang. higher level) mogą wpływać na przetwarzanie w obszarach niższego rzędu (ang. lower level) PROCESY GÓRA - DÓŁ mózg dokonuje interpretacji i jest ona stabilna PERCEPCJA PROCESY DÓŁ - GÓRA
Wstęp do percepcji Fizjologia i neuropsychologia percepcji - dotyczy relacji pomiędzy fizycznymi bodźcami a ich spostrzeganiem. Trzy główne pytania: (1) próg bezwzględny (2) próg różnicowy (3) skalowanie Rozpoznawanie obiektów (1) próg bezwzględny - jaka jest minimalna fizyczna siła bodźca, którą jesteś w stanie spostrzec? praktyczny problem: - bodźce na progu czasem są spostrzegane a czasem nie metoda stałych bodźców Próg bezwględny wrażenia to minimalne natężenie bodźca konieczne do jego wykrycia w 50% przypadków jego prezentacji.
(1) próg bezwzględny - dla słuchu zależy od częstotliwości i wieku metoda stałych bodźców Próg bezwględny wrażenia to minimalne natężenie bodźca konieczne do jego wykrycia w 50% przypadków jego prezentacji. metoda stałych bodźców Dwie inne metody stwierdzenia progu bewzględnego: - metoda granic - metoda dopasowania Próg bezwględny wrażenia to minimalne natężenie bodźca konieczne do jego wykrycia w 50% przypadków jego prezentacji.
(1) próg bezwzględny - dla słuchu zależy od częstotliwości i wieku - dotyczy relacji pomiędzy fizycznymi bodźcami a ich spostrzeganiem. Trzy główne pytania: (1) próg bezwzględny (2) próg różnicowy (3) skalowanie (2) próg różnicowy wrażenia - dotyczy najmniejszej dostrzegalnej różnicy między dwom bodźcami. - prawo Webera I - intensywność bodźca 1 Ernst Weber - minimalna zmiana w intensywności bodźca 2 wymagana do dostrzeżenia różnicy Próg różnicowy wrażenia to minimalna różnica pomiędzy siłą dwóch porównywalnych bodźców konieczna do jej wykrycia. k - stała Webera (czyli względny próg detekcji) prawo Webera: w przybliżeniu, względny próg detekcji, jest to proporcja pomiędzy siłą bodźca 1 i bodźca 2. Im większa intensywność tym wyższy względny próg detekcji (i na odwrót).
- dotyczy relacji pomiędzy fizycznymi bodźcami a ich spostrzeganiem. (2) próg różnicowy wrażenia - dotyczy najmniejszej dostrzegalnej różnicy między dwom bodźcami. - prawo Webera Trzy główne pytania: Ernst Weber I - intensywność bodźca 1 (1) próg bezwzględny (2) próg różnicowy - minimalna zmiana w intensywności bodźca 2 wymagana do dostrzeżenia różnicy (3) skalowanie k - stała Webera (czyli względny próg detekcji) prawo Webera: w przybliżeniu, względny próg detekcji, jest to proporcja pomiędzy siłą bodźca 1 i bodźca 2. Im większa intensywność tym wyższy względny próg detekcji (i na odwrót). (3) skalowanie - w jaki sposób subiektywne odczucie zmiany w intensywności bodźca zmienia się w odniesieniu do fizycznej zmiany intensywności bodźca? (3) skalowanie Gustav Fechner - w jaki sposób subiektywne odczucie zmiany w intensywności bodźca zmienia się w odniesieniu do fizycznej zmiany intensywności bodźca? - prawo Fechnera istnieją różnice pomiędzy modalnościami Podwojeniu spostrzegalnej intensywności bodźca odpowiada 10 krotny wzrost rzeczywistej intensywności bodźca.
(3) skalowanie - w jaki sposób subiektywne odczucie zmiany w intensywności bodźca zmienia się w odniesieniu do fizycznej zmiany intensywności bodźca? prawo potęgowe Stevensa - spostrzegana intensywność bodźca Stanley Smith Stevens (3) skalowanie - w jaki sposób subiektywne odczucie zmiany w intensywności bodźca zmienia się w odniesieniu do fizycznej zmiany intensywności bodźca? nie ma jednego złotego wzorca, a więc jednego prawa, które opisałoby relację pomiędzy fizycznym bodźcem a jego percepcją jednakże prawo Fechnera i prawo potęgowe Stevensa są jak dotąd najlepsze i najbardziej uniwersalne I - fizyczna intensywność bodźca a - wykładnik potęgowy zależny od modalności podsumowanie Magazynowanie informacji sensorycznej - bada relacje pomiędzy fizycznym bodźcem a jego percepcją Próg absolutny - to najniższa intensywność bodźca, która podlega detekcji George Sperling Próg względny - to najmniejsza spostrzegana różnica pomiędzy dwoma bodźcami; prawo Webera Skalowanie - fizyczna intensywność bodźca jest związana z percepcją w sposób nielinarny; prawo Fechnera, prawo Stevensa
Magazynowanie informacji sensorycznej demonstracja: eksperyment Sperlinga ZWKG RQAO REF X KLDG Magazynowanie informacji sensorycznej George Sperling, 1960 - wyjaśnienie efektu pamięć sensoryczna utrzymuje informacje na bardzo krótki okres czasu informacje są usuwane z pamięci sensorycznej w czasie ich odpamiętania dzięki procesom uwagowym możemy zadecydować, które 4 litery/elementy zostaną przekazane do STM Rejestracja sensoryczna daje na wejściu dostęp do wszystkich liter, ale uniemożliwa nazwanie ich wszystkich Wstęp do percepcji Fizjologia i neuropsychologia percepcji Rozpoznawanie obiektów
Psychologia Gestalt Gestalt z niemieckiego znaczy esencję, całość, która ma specyficzną formę, niedającą się sprowadzić do części składowych. (1) dostarcza opisu zasad percepcyjnych (2) nie wyjaśnia mechanizmów percepcyjnych założenie Pragnanz (niem.) - zwięzłość, prostota prawa (reguły) grupowania założenie Pragnanz (niem. zwięzłość, prostota) to uczynić z informacji sensorycznej stabilne, uporządkowane spostrzeżenie (percept), które będzie wytworzone w najprostszy możliwy sposób. reguła bliskości (ang. law of proximity)
reguła bliskości (ang. law of proximity) reguła bliskości obiekty umieszczone blisko siebie tworzą grupę. reguła bliskości (ang. law of proximity) reguła podobieństwa (ang. law of similarity) obiekty umieszczone blisko siebie tworzą grupę organizacja hierarchiczna
reguła podobieństwa (ang. law of similarity) reguła podobieństwa obiekty / elementy wyglądające podobnie tworzą grupę. reguła domknięcia (ang. law of closure) reguła domknięcia obiekty są spostrzegane jako całość, nawet jeżeli nie są kompletne.
reguła domknięcia (ang. law of closure) reguła symetrii (ang. law of symmetry) reguła symetrii (ang. law of symmetry) reguła symetrii obiekty symetrycznie otaczające punkt środkowy tworzą grupę. ( ) { } [ ] ( ) { } [ ]
reguła ciągłości (ang. law of continuity) reguła ciągłości tendencja do spostrzegania obiektów jako tworzących gładkie, ciągłe wzorce. reguła ciągłości (ang. law of continuity) reguła ciągłości (ang. law of continuity)
reguła ciągłości (ang. law of continuity) reguła oddzielenia figury od tła (ang. law of figure-ground segregation) obrazy dwuznaczne (Edgar Rubin~1915) Sky and Water I, M.C. Eshler (1938) reguła ciągłości (ang. law of continuity) reguła oddzielenia figury od tła (ang. law of figure-ground segregation)
- podsumowanie (1) opisuje podstawowe reguły, które kierują naszym przetwarzaniem percepcyjnym (2) reguły: bliskości, podobieństwa, domknięcia, symetrii, ciągłości, oddzielenia figury od tła, reguła ciągłości (ang. law of continuity) reguła ciągłości (ang. law of continuity)
- podsumowanie - podsumowanie (3) krytyka teorii Gestalt ( ) dobrze opisuje podstawowe reguły przetwarzania percepcyjnego ( ) ale nie wyjaśnia dlaczego one istnieją, ( ) nie dostarcza żadnego modelu przetwarzania percepcyjnego (3) krytyka teorii Gestalt ( ) dobrze opisuje podstawowe reguły przetwarzania percepcyjnego ( ) ale nie wyjaśnia dlaczego one istnieją, ( ) nie dostarcza żadnego modelu przetwarzania percepcyjnego ( ) brak odniesień do percepcji głębi Wstęp do percepcji Fizjologia i neuropsychologia percepcji Rozpoznawanie obiektów
(1) lokalizacja obiektów w 3-wymiarowym świecie (1) lokalizacja obiektów w 3-wymiarowym świecie oszacowanie odległości od obiektu orientacja i nawigacja w otoczeniu (2) świat jest projektowany na siatkówce oka jako 2-wymiarowy obraz oszacowanie odległości od obiektu orientacja i nawigacja w otoczeniu w jaki sposób tworzymy 3 - wymiarowe spostrzeżenie 2-wymiarowego obrazu? (1) istnieją dwa rodzaje informacji: (a) wskazówki pochodzące z dwuocznego widzenia (b) wskazówki pochodzące z jednoocznego widzenia w jaki sposób tworzymy 3 - wymiarowe spostrzeżenie 2-wymiarowego obrazu? (a) wskazówki pochodzące z dwuocznego widzenia większy dystans > mniejsze różnice w obrazie
(a) wskazówki pochodzące z dwuocznego widzenia większy dystans > mniejsze różnice w obrazie (a) wskazówki pochodzące z dwuocznego widzenia w filmach 3D jest jeden zasadniczy cel: prezentacja dwóch różnych obrazów do każdego oka (a) wskazówki pochodzące z dwuocznego widzenia (a) wskazówki pochodzące z dwuocznego widzenia w filmach 3D jest jeden zasadniczy cel: prezentacja dwóch różnych obrazów do każdego oka. w filmach 3D jest jeden zasadniczy cel: prezentacja dwóch różnych obrazów do każdego oka. dwa obrazy różniące się częstotliwością fal świetlnych
(a) wskazówki pochodzące z dwuocznego widzenia (a) wskazówki pochodzące z dwuocznego widzenia w filmach 3D jest jeden zasadniczy cel: prezentacja dwóch różnych obrazów do każdego oka. w filmach 3D jest jeden zasadniczy cel: prezentacja dwóch różnych obrazów do każdego oka. dwa obrazy różniące się kątem padania fal świetlnych, prezentowane na zmianę na ekranie monitora (a) wskazówki pochodzące z dwuocznego widzenia w filmach 3D jest jeden zasadniczy cel: prezentacja dwóch różnych obrazów do każdego oka. (a) wskazówki pochodzące z dwuocznego widzenia wskazówka (1). rozbieżność obrazu na siatkówce wskazówka (2). konwergencja dwa obrazy różniące się polaryzacją fali świetlnej im bliżej znajduje się obiekt, tym bardziej oczy rotują się dośrodkowo (w kierunku nosa) w celu skupienia się na tym obiekcie mięśnie oka przekazują informacje o konwergencji
w jaki sposób tworzymy 3 - wymiarowe spostrzeżenie 2-wymiarowego obrazu? (b) wskazówki pochodzące z jednoocznego widzenia wskazówka (1). Okluzja (ang. occlusion) (1) istnieją dwa rodzaje informacji: (a) wskazówki pochodzące z dwuocznego widzenia (b) wskazówki pochodzące z jednoocznego widzenia zjawisko zakrywania obiektów znajdujących się dalej od obserwatora poprzez obiekty znajdujące się bliżej. (b) wskazówki pochodzące z jednoocznego widzenia wskazówka (2). faktura obiektu (ang. texture gradient) (b) wskazówki pochodzące z jednoocznego widzenia wskazówka (2). faktura obiektu (ang. texture gradient) faktura obiektów zmienia się wraz z odległością
(b) wskazówki pochodzące z jednoocznego widzenia wskazówka (2). paralaksa ruchu (ang. motion parallax) (b) wskazówki pochodzące z jednoocznego widzenia wskazówka (2). paralaksa ruchu (ang. motion parallax) zjawisko wolniejszego ruchu obiektów znajdujących się w większej odległości. Kurczące się obiekty - oddalają się Powiększające się obiekty - przybliżają się - podsumowanie umysł może skonstruować reprezentację 3D opierając się na obrazach 2D przy użyciu: wskazówka binokularne (rozbieżność siatkówkowa, konwergencja,.) wskazówka monokularne (okluzja, gradient faktury, paralaksa ruchu,.) Twój mózg konstruuje twoją percepcję
Wstęp do percepcji Fizjologia percepcji Neuropsychologia poznawcza percepcji Rozpoznawania obiektów rozpoznawanie obiektów jest najważniejszą właściwością percepcji identyfikacja obiektów jest ważna dla selekcji obiektów i prawidłowego wykonania działania przy ich użyciu w jaki sposób dochodzi do rozpoznawania obiektów? Rozpoznawanie obiektów Rozpoznawania obiektów w jaki sposób dochodzi do rozpoznawania obiektów? zasady Gestalt dobrze opisują rozpoznawanie obiektów, ale niczego nie wyjaśniają Rozpoznawania obiektów teoria rozpoznawania obiektów Marra (1982) trzy etapy dół - góra (1) pełny szkic pierwotny (ang. full primal sketch) teoria rozpoznawania obiektów Marra (1982) teoria rozpoznawania przez komponenty Biedermana (1987) obraz na siatkówce reprezentacja w skali szarości analiza konturów używając konturów (i zasad Gestalt) identyfikowane są inne cechy obiektów: krawędzie, zakończenia, grupy,
Rozpoznawania obiektów teoria rozpoznawania obiektów Marra (1982) (1) pełny szkic pierwotny (ang. full primal sketch) (2) szkic 21/2D (ang. 2.5 dimensional sketch) informacje o głębi są dodawane do pełnego szkicu pierwotnego są konstruowane w oparciu o wskazówki: jedno i dwu oczne szkic ten stanowi reprezentację orientacji i głębi widocznej części sceny/obiektu obiekt jest reprezentowany w tzw. egocentrycznej reprezentacji Rozpoznawania obiektów teoria rozpoznawania obiektów Marra (1982) (1) pełny szkic pierwotny (ang. full primal sketch) (2) szkic 21/2D (ang. 2.5 dimensional sketch) (3) modelowa reprezentacja 3D (ang. full 3-dimensional model) szkic 21/2D jest przekształcany w pełny model 3D obiekt jest reprezentowany w allocentrycznej reprezentacji allocentryczna reprezentacja umożliwia porównywanie widzianego obiektu z obiektami magazynowanymi w pamięci Rozpoznawania obiektów teoria rozpoznawania obiektów Marra (1982) reprezentacja jest tworzona przez hierarchiczną organizację sceny i w oparciu o cechę podstawową (przestrzenną formę podstawową) - cylinder (walec). Rozpoznawania obiektów w jaki sposób dochodzi do rozpoznawania obiektów? zasady Gestalt dobrze opisują rozpoznawanie obiektów, ale niczego nie wyjaśniają? Wg Marra cechy podstawowe mają organizację cylindryczną teoria rozpoznawania obiektów Marra (1982) teoria rozpoznawania przez komponenty Biedermana (1987)
Rozpoznawania obiektów w jaki sposób dochodzi do rozpoznawania obiektów? Rozpoznawania obiektów w jaki sposób dochodzi do rozpoznawania obiektów? teoria rozpoznawania przez komponenty Biedermana (1987) teoria rozpoznawania przez komponenty Biedermana (1987) percepcyjne etapy są analogiczne do propozycji Marra istnieje 36 cech podstawowych - tzw. geony ( geometryczne jony ) każdy obiekt może być opisany przy użyciu kombinacji tych geonów Rozpoznawania obiektów w jaki sposób dochodzi do rozpoznawania obiektów? teoria rozpoznawania przez komponenty Biedermana (1987) zyskała popularność, ponieważ wpłynęła na to jak myślimy o tym co to jest kodowanie neuronalne dwa rywalizujące poglądy - jak obiekt jest przechowywany w pamięci: (1) każdy obiekt jest przechowywany w dedykowanym mu specjalnie neuronie ( Grandmother cell theory) Rozpoznawania obiektów w jaki sposób dochodzi do rozpoznawania obiektów? teoria rozpoznawania przez komponenty Biedermana (1987) zyskała popularność, ponieważ wpłynęła na to jak myślimy o tym co to jest kodowanie neuronalne dwa rywalizujące poglądy - jak obiekt jest przechowywany w pamięci: (1) każdy obiekt jest przechowywany w dedykowanym mu specjalnie neuronie ( Grandmother cell theory) (2) obiekt jest przechowywany w zespole komórek. Pojedynczy neuron może być zaangażowany w pamięci różnych obiektów, które dzielą tę samą cechę, którą akurat ten neuron koduje teoria Biedermana wspiera to podejście (2) - które jest współcześnie dominującym podejściem w nauce.
Rozpoznawania obiektów - podsumowanie dwa poznawcze modele rozpoznawania obiektów teoria Marra i Biedermana rozpoznawanie obiektów zachodzi w zhierarchizowanych etapach, głównie dół - góra, od szczegółu do ogółu po podstawowym przetwarzaniu sensorycznym, obiekty są kodowane wg specyficznych wzorców - geometrycznych cech podstawowych Wstęp do percepcji Fizjologia i neuropsychologia percepcji Rozpoznawanie obiektów literatura uzupełniająca do wykładu: rozdział 7. Percepcja W: Nęcka, E., Orzechowski, J., Szymura, B. (2008). Psychologi poznawcza. Warszawa: Academica Wydawnictwo SWPS, Wydawnictwo Naukowe PWN. Milner, D. A., Goodale, M.A.(2008). Mózg wzrokowy w działaniu. Wydawnictwo Naukowe PWN. Plan wykładów PERCEPCJA 2. Relacje pomiędzy procesami sensorycznymi i percepcyjnymi. Percepcja. 3. Uwaga i Świadomość.