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La reconnaissance des formes (La description des formes (Théorie des…
La reconnaissance des formes
Formes et reconnaissance
La forme
Forme
Il s’agit de l’objet porteur d’information (signal), d’où
l’importance d’étudier la forme (et ses propriétés) en
psychologie cognitive
Elle est délimitée par des contours
Contour
Dénote les endroits dans l’espace où s’observent des
contrastes, c.-à-d. des changements de luminance, c.-àd.
la quantité de lumière retransmise par une surface,
ou de couleur
La reconnaissance
on peut rapidement et
aisément reconnaître différents objets à travers diverses
conditions de visionnement (p.ex., obstruction partielle,
éclairage, rotation)
Cette tâche demeure en revanche très difficile pour les
ordinateurs, qui sont susceptibles aux moindres
altérations du signal
Il s’agit de l’étape de traitement durant laquelle la
forme est catégorisée, ou identifiée
Tellement efficace chez l'humain qu'il faut, pour l'étudier, soit
Utiliser les temps de réponses, car les sujets font trop
peu d’erreurs
Ajouter beaucoup de bruit ou altérer le signal, afin de
forcer la commission d’erreurs
Les qualités d'une bonne théorie
Vérifiabilité
Possibilité de valider (ou invalider) avec des faits
observables;
Parcimonie
Principe philosophique et scientifique qui consiste à
n’utiliser qu’un minimum de causes explicatives pour
expliquer un phénomène
On cherche la théorie qui expliquera un
phénomène de la manière la plus simple possible
La description des formes
Description des formes
Notre mémoire à long terme contient les
représentations de nombreuses formes
La catégorisation s’effectue en comparant la
description de la forme perçue à des représentations
stockées en mémoire
Théorie des gabarits
Théorie des gabarits
Chaque forme perçue est mémorisée et devient un
gabarit qui aidera à la reconnaissance des prochaines
formes qui seront perçues
Appariement au gabarit (template-matching)
Les gabarits sont très rigides, c.-à-d. que la forme perçue
doit pratiquement être identique (de même taille,
couleur, orientation, occlusion partielle) au gabarit pour
qu’il y ait reconnaissance
Un peu comme dans un casse-tête,
où chaque pièce (forme) ne peut
être appariée qu’à un seul gabarit
C’est le processus par lequel un gabarit est superposé à
une forme pour vérifier la correspondance entre les
deux
Les systèmes de reconnaissance automatisée
fonctionnent par appariement au gabarit
Pour ce faire, on maximise la dissimilitude entre les
différents éléments (ici, les chiffres) afin de les rendre
aussi distincts que possible et faciliter la reconnaissance
Il s’agit d’un système très rapide et efficace, mais très
peu flexible; car la moindre altération de la forme
empêchera sa reconnaissance
En conséquence, ces systèmes sont optimisés pour une
seule tâche
Quelques problèmes...
Parfois on utilise une même forme pour désigner
différents objets
Un manque de parcimonie qui mène à l’absurde; en
effet, le gabarit doit être identique à la forme, ce qui
implique qu’il faille pratiquement une infinité de
gabarits juste pour fonctionner au quotidien
La cognition humaine est très flexible et traite sans
problème des altérations qui mettent à mal les systèmes
qui fonctionnent par appariement au gabarit; la théorie
n’explique pas comment cela est possible
Théorie des prototypes
Théorie des prototypes
Ici les formes rencontrées vont alimenter un prototype
stocké en mémoire, c.-à-d. une représentation relativement
abstraite qui peut être manipulée de manière élémentaire
Cela confère une certaine flexibilité et rend possible la
comparaison avec des formes non identiques
Il s’agit d’une version plus souple de la théorie des gabarits
Avantage de la théorie des prototypes
Confère une certaine flexibilité dans la reconnaissance des
formes
Problèmes théorie des prototypes
N’explique toujours pas comment on parvient à utiliser
une même forme pour dénoter différents objets
Dans certains cas, des visages caricaturés sont mieux reconnus que des visages non caricaturés
Manque de parcimonie
Théorie des caractéristiques
Caricature
Il s’agit d’une amplification d’un ou de plusieurs traits
caractéristique d’une personne
Théorie des caractéristiques
Les formes complexes seraient
décrites avec des caractéristiques élémentaires
Le système cognitif, lorsqu’il perçoit une forme,
procéderait d’abord à une extraction des
caractéristiques élémentaires, suivie d’une
comparaison des caractéristiques de la forme à celles
des représentations stockées en mémoire
Il y aurait reconnaissance lorsque les caractéristiques
de la forme et d’une représentation concordent
Cette théorie a été développée pour la reconnaissance
des lettres, mais des travaux suggèrent que la logique
s’applique pour d’autres objets
Caractéristiques des lettres
L’idée, c’est que chaque lettre possède une combinaison
de traits qui lui est propre
Apprentissage des formes
Apprendre à reconnaître une forme, c’est
apprendre les caractéristique de cette forme
Une importance particulière est donnée à ce qu’on
appelle les caractéristiques distinctives, c.-à-d. aux
caractéristiques qui permettent de différencier deux
formes
On devrait donner une
attention particulière aux caractéristiques distinctives
Avantages
Permet une reconnaissance très flexible des formes,
sans égard à la taille, la position ou l’occlusion (sauf si
une caractéristique distinctive est complètement
cachée)
Il s'agit d'une théorie parcimonieuse
Problèmes théorie des caractéristiques
La théorie des caractéristiques ne dit rien sur les
relations entre les caractéristiques
Les erreurs d’omission sont plus fréquentes que les
erreurs d’hallucination
Théorie de la reconnaissance par composantes
Extraction des contours
Identification des composantes
Appariement
L'importance du contexte
Théories structurales
Théories structurales (gestaltisme)
Le système cognitif est indissociable de son
environnement; il existe en conséquence un
isomorphisme entre le monde et le système perceptif,
c.-à-.d. qu’ils ont une structure et des principes
d’organisation similaires
Importance accordée aux relations
Il y a des principes de regroupement, qui servent à
amalgamer certains traits; puis il y a des principes
séparation, qui servent à isoler l’objet de l’arrière-plan
Principe de proximité,
Principe de fermeture
Principe de similarité
4.Principe de continuité
Principe de symétrie
Effet de supériorité du mot
Phénomène mot-lettre
Explication à l'aide du modèle connexionniste d'activation interactive
il est possible d’imaginer que les
participants devinent les lettres qu’ils n’ont pas eu le
temps de reconnaître lorsqu’elles sont à l’intérieur d’un
mot
il est également possible qu’un mot soit
plus facile à mémoriser qu’une séquence de lettres
aléatoires de même longueur
Effet d'appréhension du mot
Vise à tester les explications alternatives à l’effet
d’appréhension du mot
Possibilité de deviner
Facilité à mémoriser le mot
Afin de tester cette possibilité, le choix de réponse est
présenté soit avant la présentation des lettres
(indicateur pré-stimulus; le sujet n’a à mémoriser
qu’une lettre), ou après la présentation des lettres
(indicateur post-stimulus; le sujet doit mémoriser
toutes les lettres)
Traitement descendant
Bas/haut niveau
Le système cognitif possède une organisation
hiérarchique de différents niveaux d’abstraction
Certains modules cognitifs sont spécialisés dans le
traitement de bas niveau, c.-à-d. des propriétés brutes
D’autres modules cognitifs sont plutôt spécialisés dans le
traitement de haut niveau, c.-à-d. des propriétés
sémantiques
Traitement descendant
C’est l’effet du contexte ou de nos connaissances sur le
traitement de l’information à des plus bas niveaux
d’abstraction
Le traitement descendant explique comment deux
objets identiques peuvent être identifiés de différente
manière, selon le contexte
Traitement ascendant
C’est lorsque l’information est traitée de manière
hiérarchique (data-driven); mais l’information ne circule
jamais à sens unique!
L’influence du traitement descendant a une
implication cruciale pour nos mécanismes
cognitifs—on ne fait pas simplement percevoir les
objets tels qu’ils sont
Plusieurs illusions perceptives dépendent
presque entièrement du traitement descendant
Une théorie qui prétend expliquer la
reconnaissance des formes doit tenir compte de
l’influence du traitement descendant et ne peut s’en
tenir uniquement aux propriétés intrinsèques de l’objet