模式識別

2.7.1 模式的意義

在英文的日常用語中，“pattern”有圖樣、式樣、榜樣的意思。從廣義上 說，一個模式（pattern）就是一組刺激或刺激特性，按一定關係（如空間，時間）

構成一個有結構的整體。如三條直線組成一個三角形，是一個視覺刺激模式。

在實際生活中，作用於我們感官的刺激物，不是個別的光點、純音、氣味、色

調，而是由各種刺激元素集合在一起組成的一種結構，即一種有結構的整體。

從狹義上說，模式僅是視覺刺激物的整體結構。在這個意義上，把模式稱為形 或形狀也是可以的。

2.7.2 模式識別的意義

人能夠察覺（detection）到模式的存在，把一個模式與另一個模式加以分辨

（discrimination），並進而確認（identification）它是什麼或代表什麼。這就是對 模式的識別。因此，模式識別也可定義為對模式的察覺、分辨和確認的過程。

現代認知心理學對視覺模式識別的研究較多，也較充分。因此模式識別（pattern recognition）有時也稱為型態辨識（彭聃齡、張必隱，2000）。

2.7.3 形態辨識的理論

型態辨識是訊息處理模式中的重要階段，而辨認各種物體的外形是人類重 要的原始本能之一。經由辨認的過程，人類可以對各種物體依其相似性與相異 性進行認知與分類（王宗興，2002）。形態辨識頇具備兩種要件始為可能，一是 外界形狀的刺激；二是有關此形狀的過去知識與經驗。以形態辨識過程中來描 述比對理論可分四種（顧惠敏，2006）：

1.模板比對理論（template-matching theory）

在我們腦中儲存的各種形態皆是過去所接觸的事物所形成的，就像制式化 模板結構。當外界訊號進入腦中立刻與儲存中的模板進行比對；一但符合即產 生辨識的效果。但模板比對的理論有其模糊性，它無法說明人類腦中究竟需要 擁有多少模板，才能進行辨識作用，也無法說明人類如何能解釋那些不認識的 形態。

2.特徵比對理論（feature-matching theory）

強調事物皆由一些基本的屬性或特徵所組成。新事物只要符合這些基本屬 性或特徵，就能被辨識出來。特徵比對較模板比對來的有彈性，因它不需要縝 密地計算，就具有詮釋形狀辨識的功能。屬性與特徵區辨的能力來自經驗豐富 的多寡，隨著經驗知識的累積，人們對外界事物辨識的能力也更加精確。

3.原型比對理論（prototype-matching theory）

原型比對理論認為在我們長期記憶中，已儲存了許多事物的典型範例，這 些具代表性的典型範例就稱為原型（prototype），原型包含該事物最主要及最完 整的特徵及訊息。一個形態能否被辨識出來，視它與原型相似度而定；愈相似 就愈能被辨認為是屬於該類事物。原型比對理論又分兩種模型：

(1)集中趨勢模型（central theory model）：認為原型是一系列樣本的帄均代表，

是多維空間的特徵帄均值，也是該類型的集中趨勢。

(2)特徵頻率模型（attribute-frequency model）：認為原型乃是在一系列樣本中，

感受最多的特徵樣式所做的組合，且被視同為最好，且獨一無二的樣本。

4.結構模式理論（configurational model）

結構模式相較於特徵比對理論而言，其差異在於預測能力。事物雖是由單 一屬性所構成，但非單一屬性加成的結果，而是由許多單一屬性衍生出新生物 件特質或特性，如相同弧線不同的組合就有不同的圖案。人們就是經由這樣的 重組結構，進行新事物的辨識感知能力。

2.7.4 形態辨識的認知過程

Wickens（1992）提出以訊息處理來探討型態辨認有兩種過程：

(1) 由下而上的處理（bottom-up processing）

由下而上的處理又稱資料導向（data-driven）的處理，是由低層次訊息開始 處理，其結果作為下一高層次的輸入，進行處理。如此逐步向上，最後辨認出 該輸入的刺激。

(2)由上而下的處理（top-down processing）

由上而下的處理又稱概念導向（conceptually–driven）的處理，指的是依據 期望或標籤，幫助我們詮釋不完整的感官輸入。

王宗興（2002）更進一步地將上述幾個重要的理論，整理成如圖 2-6 的形態 辨識認知過程。由圖中可以說明人們如何以感覺歷程結合經驗、記憶及假設的 概念，進行形態的辨識及意識的推論過程。透過不同程度的比對，我們便能診 斷造形特徵所傳遞之風格意象。

圖 2-6 從訊息處理到形態辨識的認知過程