чем он сложнее. При опознании производится сличение кодов объекта, формируемого при восприятии и хранящегося в памяти. Сравнение первичных кодов адекватно наложению контуров объектов друг на друга и их повороту до совмещения всех одинаковых участков.
Следующий уровень иерархии составляют обобщенные (вторичные) признаки, характеризующие не отдельные участки контура объекта, а весь объект в целом, например число углов (ранг), число вогнутостей, степень изрезанности всего контура и др. Логические операции фильтрации, компрессии и суммации, производимые в памяти, позволяют из первичного кода объекта получать его обобщенные признаки. Поскольку уже не вся обработка объекта при его восприятии производится во внешнем поле, а часть операций выполняется мысленно, во внутреннем поле, постольку скорость восприятия повышается, но происходит некоторая потеря точности узнавания объекта из-за обобщенности признаков.
Третий уровень составляют еще более обобщенные — третичные — признаки. Они характеризуют не сам контур воспринимаемого объекта, а его соотношение с контуром другого вспомогательного объекта, который целиком формируется мысленно. К таким признакам можно отнести удлиненность объекта, его компактность, площадь, ориентацию. Операции, вычисляющие третичные признаки, соотносят воспринимаемый объект со вспомогательным, и большая часть операций по обработке сведений об объекте выполняется мысленно, поэтому скорость узнавания на их основе растет по сравнению с узнаванием при использовании вторичных признаков, но точность его понижается.
Высший уровень иерархии — признаки сходства. Они обозначаются словами: похож, напоминает, близок и содержат сведения не об одном, а о нескольких объектах в их взаимных отношениях. Определение признаков сходства базируется на мысленных операциях — соотнесении отображений объектов с системой абстрактных осей координат. Каждая ось в этой системе — признак, по которому сравниваются объекты. Результаты сравнения положения объектов относительно всех использованных осей (выбранного пространства признаков) и есть признаки сходства. Они хранятся в памяти как сведения о степени качественного и количественного сходства объектов. Таким образом, признаки сходства отражают уже информацию не о свойствах самих объектов, а только об отношениях их свойств.
Если человек владеет указанной левополушарной системой признаков, то последовательность узнавания может быть представлена таким образом. Вначале устанавливается взаимное расположение и обобщенное сходство фигур, затем каждая из них категоризуется с помощью третичных, вторичных или первичных признаков в зависимости от необходимой скорости и точности опознания.
Особенности правосторонних представлений являются следствием иного восприятия объекта и иных форм его мысленного преобразования. Как известно, каждый объект мы характеризуем прежде всего со стороны практической — что мы можем делать с ним. Реализуя специфические для данного объекта действия, мы постепенно формируем его образ, и в дальнейшем, воспроизводя в предельно сокращенном варианте начальные компоненты этой системы действий в виде лишь намека на действия, мы получаем образ объекта. Важно подчеркнуть, что, поскольку правое полушарие ответственно за восприятие пространственных отношений и направления движения, постольку оно и обеспечивает развитие так называемого геометрического мышления, позволяющего, например, выделять топологические инварианты еще до созревания логического мышления, классификации и истинных понятий. Такие свойства правосторонних преобразований вносят весомый вклад в функционирование практического интеллекта, который позволяет осуществить не только вербально-логическое, но и наглядно-действенное выделение признаков. Используя особую логику — пространственно-временную и логику действия, правое полушарие формирует те грани образа, в которых может быть отражено не только целостное восприятие объекта, но и синтезировано видение его с нескольких ракурсов одновременно. Если представить себе левосторонний образ как проекцию объекта на плоскость в некоторый единственный момент восприятия, то правосторонний образ — это обобщенный портрет объекта.
Правое полушарие использует другие способы описания конфигурации изображения. В отличие от иерархии левосторонних признаков, они уже на нижнем уровне своей иерархии характеризуют не отдельный участок фигуры, а всю ее одновременно, целостно. К таким целостным признакам можно отнести симметрию, особым образом утоньшенную исходную фигуру, получившую название «скелет», и сложность. При этом сложность является весьма обобщенной характеристикой, так как включает в себя меру регулярности свойств объекта, число его элементов и их разнообразие, а также учитывает конкретную последовательность анализа данного объекта при его восприятии. Скелет, сохраняя связность, ориентацию и симметрию исходной фигуры, создает возможность не только воспринять пространственную организацию фигуры, но и упростить мысленные пространственные преобразования с ней. Кроме уже упомянутых признаков к правополушарным можно отнести такое целостное представление, как цвет фигуры. Как известно, восприятие цвета оказывает на человека глубокое и многогранное влияние. В качестве правосторонней характеристики восприятие цвета тесно связано с первичными сенсорными процессами, неосознаваемыми душевными состояниями, оказывает мощное воздействие на работоспособность и настроение. В контексте обсуждаемых проблем необходимо подчеркнуть, что цвет влияет на восприятие человеком веса тела, температуры помещения, оценку удаленности объекта и различимость предметов.
Важная роль сложности как более обобщенного описания конфигурации изображения, чем сходство, проявилась в наших экспериментах, когда испытуемым предъявляли наборы несмысловых фигур и их просили разложить эти фигуры на две группы по сложности или по сходству. В каждом наборе фигуры были либо одного цвета, либо пяти различных цветов. Эксперименты показали, что стратегия испытуемых при классификации по сложности не зависела от цвета (была стандартной при всех цветах), а опиралась только на форму фигур. Что касается другого критерия — сходства, то действия испытуемых явно зависели от цвета. Таким образом, сложность, соотносимая с иерархией правосторонних описаний конфигурации изображения, проявила себя как более обобщенное описание, чем признак сходства, соотносимый с высшим уровнем иерархии левосторонних описаний. Использование оптимальных композиций право- и левополушарных признаков позволяет моделировать процесс узнавания для таких сложных объектов, как рукописные буквы, разрушенные, дефокусированные изображения и фотографические портреты [87, 88, 349].
Автоматическое распознавание рукописных знаков — букв и цифр — приобретает особую актуальность в связи с компьютеризацией. Этого требуют задачи обработки и редактирования рукописных текстов, обработки информации в банках и ряд других. Традиционные методы решения этой задачи основаны на анализе всех точек контура буквы, при этом каждый дискретный элемент ее конфигурации рассматривается несколько раз (минимум дважды), что приводит к большой затрате времени на перебор и замедляет узнавание. Разработанные нами алгоритмы распознавания на основе сбалансированного использования право- и левополушарных признаков позволяют радикально сократить перебор информативных точек изображения буквы и тем самым ускорить и упростить процесс распознавания. Существо использованного подхода состоит в том, что процесс анализа начинается с формирования обобщенного правополушарного представления буквы в виде ее каркаса — скелета. При построении каркаса используется менее десяти точек контура буквы, и многие буквы отличаются уже по каркасу. Для различения знаков с тождественными каркасами требуется следующий этап — применение левополушарных признаков, характеризующих форму отдельных коротких участков буквы. Программная реализация алгоритмов позволила сократить в 2–3 раза перебор при распознавании букв различных алфавитов — русского, английского, грузинского, армянского, хинди, урду.
Идея начинать анализ с обобщенного представления изображения применялась также для автоматического распознавания многотоновых фигур, разрушенных (дефокусированных) в такой степени, что невозможно было выделить их контуры. В этом случае опознание тоже начиналось с построения каркаса. Однако если каркас буквы представлял собой ее внешнюю оболочку, то здесь он формировался как структура из двух или четырех зондирующих линий, пересекавших фигуру. В качестве левосторонних различительных признаков использовались соотношения следов фигуры на линиях каркаса. Алгоритм оказался эффективным при распознавании нескольких десятков классов фигур, дефокусированных в разной степени, вплоть до такой, когда человек не различал уже никаких характерных особенностей фигур.
Аналогичный подход использовался и при обработке реальных многотоновых фотопортретов. Для автоматического выделения контуров на них формировался каркас как структура зондирующих линий, но теперь уже с учетом предынформации о типовом строении лица (например, о том, что оба глаза не могут
