关于人脸识别的两大模型的比较

摘要：在面孔识别的理论模型中，Bruce-Young模型和交互激活竞争模型是最重要、影响最深远的两个模型。从面孔识别的过程对两个模型进行了阐述，并对相异之处进行了比较。 

关键词：面孔识别 理论模型 比较 
　　

面孔是一种比较特殊的刺激，能为人们提供性别、年龄、情绪状态等丰富的信息。在人际交往中，对交往对象的识别，很大程度上依靠面孔提供的各种信息。 
　　对面孔识别的各种研究，从达尔文的时代就已经开始，到20世纪70年代，Ekman和Frisen系统的研究了人脸基本表情的跨文化一致性，并提出面部表情编码系统（FACS），到了20世纪80年代，Bruce和Young基于大量的行为实验、日常观察和临床结果提出了非常经典的面孔识别加工模型。一直到现在，很多关于面孔加工的研究都是基于Bruce―Young的面孔加工模型。 
　　一、Bruce-Young“多阶段”面孔加工模型 
　　根据Bruce和Young的描述，面孔识别是从一个面孔的信息中确认个体身份的认知过程，这个认知过程涉及关于该面孔的多种信心的提取以及加工，如面孔的图像信息、结构信息以及个人身份信息等。更加广义的面孔识别还包括与识别个体身份信息无关的其他信息的加工，如面部孔情的识别等。 
　　Bruce-Young面孔加工模型是其在综合了之前20多年的多个领域的研究包括理论的和实证的，提出的一个至今仍具广泛而深刻影响的面孔识别理论模型。该模型描述了面孔识别所必须的各种信息的以及各种信息的加工过程，并提出了面孔加工的不同阶段。 
　　在Bruce和Young的面孔加工模型中，面孔的加工分两个阶段：第一阶段，是面孔的结构编码阶段，在此阶段主要对面孔结构特征进行编码；第二阶段，为面孔特征的识别阶段，主要是对面孔的非结构特征（如面孔的表情等）以及面孔所蕴含的身份信息（如年龄、社会地位等）等进行处理和编码。 
　　第一个阶段即结构编码阶段，对面孔的知觉结构进行编码，分析面孔的结构特征与及空间结构，从而对面孔进行初步的鉴别与视觉处理。第二阶段即特征编码阶段，这一阶段由两条平行的通路组成。一条是视觉处理通道，由表情分析、面孔语言分析、直接的视觉处理三个平行的处理单元组成，主要依据面孔的特征进行加工；另一条是熟悉面孔的识别通道，有面孔识别单元、个体特征单元和名字产生单元三个串行的处理过程，主要负责对结构编码后的面孔与存储在面孔识别单元里的面孔的表征进行比较，当特征相匹配时就会激活相应的个体特征单元并且获得相关的面孔语义记忆，从而最终完成对面孔的识别。 
　　二、交互激活竞争模型 
　　Burton等人（1990）首次提出，面孔识别的交互激活竞争（IAC）模型。尽IAC模型在后来又出现了很多版本，但是它们的基本框架都是一致的。这类模型的一个特点，就是可以同通过计算机进行动态模拟与测试。 
　　这类模型由一些集合组成，这些集合又包括很多单元，如面孔识别单元、个体特征单元等。每个集合中的单元被抑制性的联结两两相连。各个集合间的相关联的单元又被兴奋性的联结相连。可以看出，所有集合间的连接是双向的，但这两个方向的强度却不一定相等。当有刺激输入是，模型中的单元就会被激活，这些激活会沿着集合间的兴奋性连接传导下去，经过一定周期的衰减，各个单元的激活水平会倾向于稳定。 
　　以对面孔熟悉度的判定为例，这类模型的解释是对面孔熟悉度的判定是通过面孔识别单元传递到特征单元并引起激活，从而实现对面孔熟悉度的判定。IAC模型这样解释说明面孔的感觉通道与其他听到是相互相联系从而共同来完成对面孔的识别。在IAC模型只能怪，个体特征单元是多种通道的中心，是进入语义系统的切入点，而面孔识别单元是一个单通道的节点，是对面孔的特征信息进行初级加工的地方。 
　　三、两种模型的比较 
　　Burton等的IAC模型是对Bruce-Young模型的微观结构的进一步探讨，并对其宏观结构进行了一定的调整。虽然后来出现了多个版本，但其基本规则和微观结构保持一致。 
　　Burton和Bruce（1992）认为，从结构上看，两类模型的最主要的不同之处是，名字的提取是否在一个独立的组件或集合中进行。 
　　在Bruce-Young的模型中，确定了一些用来识别熟悉面孔的组件，包括结构行编码、面孔识别单元、个体特征单元、名字的产生，各组件之间串行加工。面孔识别从结构性编码开始，在该阶段，面孔的结构性信息被提取出来，它的结构信息时唯一的。然后信心被送入面孔识别单元，这个单元里存储了一个人所有的熟悉面孔的结构信息。如果信息相匹配，个体会产生熟悉感，然后进入个体特征单元。这个单元是记忆系统的一部分，存储着与个人身份相关的语义信息。对这些语义信心的回忆，是人们成功地识别出熟悉的面孔。最后进入名字的产生阶段，也就是一个输出阶段，使人们提取出一个熟悉面孔的名字。 
　　IAC模型中，个体特征和语义信息单元被假定为两个集合。名字和其他信息一样，都出储存在语义信息单元里，也就是说名字并不是一个独立的组件。 
　　两个面孔识别模型的另一不同之处，是关于面孔熟悉性的产生。简单来说，Bruce-Young模型认为是在面孔识别单元，而IAC模型认为是在个体特征集合里。 
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