視覺注意是人工智能領(lǐng)域中視覺認知研究的關(guān)鍵議題,涉及生理學、心理學、計算機科學與認知哲學等多個學科,是人工智能跨學科研究中的前沿方向。本書立足科學與哲學協(xié)同定位,系統(tǒng)探索視覺注意的認知機制、計算建模及哲學基礎(chǔ),構(gòu)建整合性研究框架,內(nèi)容涵蓋實證研究的關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)、技術(shù)建模的演進突破及哲學層面的深度思辨。本書從分學科梳理研究脈絡切入,在生理與心理層面上歸納視覺注意的認知機制,并追溯相關(guān)計算模型的技術(shù)發(fā)展歷程,進而探討涉及注意本質(zhì)的哲學議題,最終提出科學實證與哲學思辨雙向協(xié)同的創(chuàng)新研究范式。本書學術(shù)深度與跨學科視野并重,可為認知科學、計算機視覺、科學哲學等領(lǐng)域的研究者及高校師生提供理論參考與實踐參照,助力視覺注意研究邁向多學科深度融合的新階段。
序
人工智能快速發(fā)展的今天,人們清楚地意識到:機器智能不僅需要作為數(shù)學支持的推理算法,還需要對生物神經(jīng)和心理邏輯的研究,更需要在哲學層面對自然智能和機器智能研究進行歸納和本質(zhì)探究,借此開發(fā)更具類人思維的機器智能。
機器視覺是人工智能的重要領(lǐng)域。視覺注意是人類視覺的生理現(xiàn)象在機器中模擬人類看見的能力,無疑具有重要的理論意義和應用價值。它不僅能擺脫全圖處理的算力困擾,還能有效提高圖像辨識能力。視覺注意已引起各領(lǐng)域?qū)<覍W者的關(guān)注和研究興趣。生物學家解碼視覺通路的信號傳遞,心理學家構(gòu)建注意分配的理論框架,計算機科學家設(shè)計顯著圖模型哲學家則追問注意的表征本質(zhì)等基礎(chǔ)問題。
《基于人工智能視閩的視覺注意研究》探索認知哲學思辨中的深層根基。該書針對視覺注意這一關(guān)鍵問題展現(xiàn)科學與哲學的雙向協(xié)同,是解決各研究領(lǐng)域常于技術(shù)細節(jié)而缺乏哲學反思哲學思辨又易脫離實證數(shù)據(jù)的有益嘗試。無論是認知科學研究者、人工智能領(lǐng)域的實踐者,還是關(guān)注心智本質(zhì)的哲學學者,都可能從書中獲得啟發(fā),共同推動自然智能與機器智能的深度對話。
是為序。
孫即祥
2025年10月
趙晶晶,中國人民解放軍國防科技大學副教授,主要從事自然辯證法和人工智能哲學的研究,先后主持國家社會科學基金項目2項、省部級等項目多項,發(fā)表學術(shù)論文20余篇。
劉星彤,中國人民解放軍國防科技大學副教授,主要從事網(wǎng)絡空間安全方面的研究,先后獲得軍隊科技進步二等獎,湖南省優(yōu)秀博士學位論文等獎項,主持國家級、省部級項目多項,發(fā)表學術(shù)論文30余篇。
第一章 導論
1.1 研究緣起:多學科合作研究的一次嘗試
1.2 研究路徑
1.2.1 研究進路:從理論研究和實際問題兩個角度切入
1.2.2 研究思路:以系統(tǒng)的視角看待視覺注意問題
1.3 關(guān)于視覺注意的分學科研究概要
1.4 本書章節(jié)安排
第二章 視覺注意相關(guān)的認知機制考察
2.1 引言
2.2 機制
2.3 生理學視角下的視覺研究
2.3.1 關(guān)于視覺的基本認識
2.3.2 視覺系統(tǒng)的功能組織
2.3.3 視覺通路理論
2.3.4 視覺意識理論
2.4 心理學視角下的注意研究
2.4.1 關(guān)于注意的基本認識
2.4.2 關(guān)于注意的心理學理論
2.5 已有的共識與爭論
2.6 小結(jié):整合視角下的視覺注意
2.6.1 視覺注意的兩個階段
2.6.2 視覺注意的兩種機制
2.6.3 學習與記憶注意中的相關(guān)因素
2.6.4 記憶對于視覺注意的導向作用
第三章 視覺注意的計算機視覺研究
3.1 引言
3.2 視覺注意計算模型的發(fā)展歷程
3.2.1 早期的探索與后續(xù)的多角度建模
3.2.2 機器學習與高階信息的融入
3.2.3 深度學習的興起與模型性能的提升
3.3 建模核心問題
3.3.1 視覺注意計算模型的基元選擇問題
3.3.2 視覺注意計算模型的特征選擇問題
3.3.3 視覺注意計算模型的融合策略問題
3.4 公用數(shù)據(jù)集
3.4.1 視角焦點相關(guān)的眼動數(shù)據(jù)集
3.4.2 顯著物體標注的數(shù)據(jù)集
3.5 小結(jié):不能忽視的基本問題
第四章 視覺注意中的認知哲學問題述評
4.1 引言
4.2 視覺注意中的表征問題
4.2.1 不同的表征觀對視覺注意研究的啟示
4.2.2 表征的標準模型對視覺注意研究的啟示
4.3 視覺注意與認知科學的不同研究綱領(lǐng)
4.3.1 視覺注意與心智的表征-計算研究綱領(lǐng)
4.3.2 視覺注意與具身認知研究綱領(lǐng)
4.4 人稱問題
4.5 方法論問題
4.6 視覺注意與觀察滲透理論
4.6.1 觀察滲透理論
4.6.2 視覺注意中的理論滲透
4.6.3 觀察滲透理論對視覺注意計算建模的啟示
4.7 小結(jié):對實現(xiàn)問題的思考
第五章 結(jié)語:科學與哲學的雙向協(xié)同
5.1 主要研究問題回顧
5.2 以系統(tǒng)的觀點看待認知理論與計算建模
實踐
參考文獻