Strukturalna teoria informacji

Teoria informacji strukturalnej ( SIT ) jest teorią dotyczącą ludzkiej percepcji , aw szczególności organizacji percepcji wzrokowej, która jest procesem neurokognitywnym. Został zastosowany w szerokim zakresie tematów badawczych, głównie w percepcji formy wizualnej, ale także na przykład w ergonomii wizualnej, wizualizacji danych i percepcji muzyki .

SIT powstał jako ilościowy model klasyfikacji wzorców wizualnych . Obecnie obejmuje ona ilościowe modele percepcji symetrii i uzupełniania amodalnego i jest teoretycznie podtrzymywana przez percepcyjnie adekwatną formalizację prawidłowości widzenia, ilościowe ujęcie zależności punktu widzenia i potężną formę neurokomputacji. Uważa się, że SIT jest najlepiej zdefiniowanym i odnoszącym największe sukcesy rozszerzeniem idei Gestalt . Jest to jedyne podejście Gestalt zapewniające rachunek formalny , który generuje wiarygodne interpretacje percepcyjne .

Zasada prostoty

Najprostszym kodem jest kod o minimalnym ładunku informacyjnym, czyli taki, który umożliwia odtworzenie bodźca przy użyciu minimalnej liczby parametrów opisowych. Taki kod uzyskuje się poprzez uchwycenie maksymalnej ilości wizualnej regularności i daje hierarchiczną organizację bodźca w kategoriach całości i części.

Założenie, że system wzrokowy preferuje najprostsze interpretacje, nazywa się zasadą prostoty. Historycznie rzecz biorąc, zasada prostoty jest informacyjno-teoretycznym tłumaczeniem prawa Gestalt z Prägnanz, które zostało zainspirowane naturalną tendencją układów fizycznych do osiedlania się we względnie stabilnych stanach określonych przez minimum energii swobodnej. Ponadto, podobnie jak zaproponowana później zasada minimalnej długości opisu w algorytmicznej teorii informacji (AIT), czyli teorii złożoności Kołmogorowa , można ją postrzegać jako sformalizowanie Brzytwy Ockhama , zgodnie z którym najprostsza interpretacja danych jest najlepsza.

Prostota kontra prawdopodobieństwo

Kluczowe dla tego ostatniego odkrycia jest rozróżnienie i integracja czynników niezależnych od punktu widzenia i zależnych od punktu widzenia w widzeniu, jak zaproponowano w empirycznie udanym modelu uzupełniania amodalnego SIT. W schemacie bayesowskim czynniki te odpowiadają odpowiednio prawdopodobieństwu a priori i prawdopodobieństwom warunkowym. Jednak w modelu SIT oba czynniki są kwantyfikowane pod względem złożoności, to znaczy odpowiednio złożoności obiektów i ich relacji przestrzennych.

Zasady modelowania

W formalnym modelu kodowania SIT potencjalne interpretacje bodźca są reprezentowane przez ciągi symboli , w których identyczne symbole odnoszą się do identycznych prymitywów percepcyjnych (np. plamek lub krawędzi). Każdy podłańcuch takiego łańcucha reprezentuje ciągłą przestrzennie część interpretacji, tak że cały ciąg może być odczytany jako recepta rekonstrukcyjna dla interpretacji, a tym samym dla bodźca. Ciągi te są następnie kodowane (tj. przeszukiwane pod kątem wizualnych prawidłowości), aby znaleźć interpretację za pomocą najprostszego kodu.

To kodowanie odbywa się poprzez manipulację symbolami, co w psychologii doprowadziło do krytycznych stwierdzeń typu „SIT zakłada, że mózg dokonuje manipulacji symbolami”. Jednak takie stwierdzenia należą do tej samej kategorii, co stwierdzenia takie jak „fizyka zakłada, że natura stosuje wzory, takie jak E=mc ² Einsteina lub F=ma Newtona ” oraz „modele DST zakładają, że układy dynamiczne stosują równania różniczkowe”.

Wizualna regularność

Aby uzyskać najprostsze kody, SIT stosuje reguły kodowania, które wychwytują rodzaje regularności zwane iteracją, symetrią i naprzemiennością. Wykazano, że są to jedyne prawidłowości, które spełniają formalne kryteria (a) bycia prawidłowościami holograficznymi, które (b) pozwalają na hierarchicznie przejrzyste kody.

Zasadnicza różnica w stosunku do tradycyjnie rozważanej formalizacji transformacyjnej regularności wizualnej polega na tym, że holograficznie symetria lustrzana składa się z wielu relacji między parami symetrii, a nie z jednej relacji między połówkami symetrii. Podczas gdy charakterystyka transformacyjna może lepiej pasować do rozpoznawania obiektów , charakterystyka holograficzna wydaje się bardziej spójna z narastaniem reprezentacji mentalnych w percepcji obiektów.

Percepcyjna istotność kryteriów holografii i przezroczystości została zweryfikowana w holograficznym podejściu do wizualnej regularności. Wyjaśnia również, że wykrywalność symetrii zwierciadeł i wzorów szkła w obecności szumu jest zgodna z prawem psychofizycznym, które poprawia prawo Webera .

Zobacz też