为什么有时雾霾天隔十几米就认不出人,但有时远远看一人的轮廓就知道对方是谁?

发布时间:2017/01/09 16:01:12 投稿: 网友投稿

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导读: 【木逢春的回答(13票)】: 感谢 @刘柯邀请。我也感谢下 @This Is Not Tina,Feitong Yang等帮我进行了学术指导的各位。 不借助语言,单纯从视觉角度分析我们完全可以识别他人的身份。这一个巧妙地过程只能依靠两个信息来源:面孔和身体。其实两者在这种大雾情...

【木逢春的回答(13票)】:

感谢 @刘柯邀请。我也感谢下 @This Is Not Tina,Feitong Yang等帮我进行了学术指导的各位。

不借助语言,单纯从视觉角度分析我们完全可以识别他人的身份。这一个巧妙地过程只能依靠两个信息来源:面孔和身体。其实两者在这种大雾情况下识别方式类似,由于我涉猎面孔的研究但不精于身份方面,就只能大胆粗略写一写面孔角度的身份识别。

题主提到的环境是大雾之中。大雾必然让人看不清楚,会很大程度干扰身份的识别。但是我们可以和我之前写过的两个文章区分一下:认不清楚脸,的确是个事儿。 - 看脸的世界 - 知乎专栏首先在大雾中,我们的面孔识别能力不受影响,纯粹是源于接收到的刺激物产生了变化。一个人五官中至少遮住哪些地方会辨识不出来? - 华沙的回答其次,大雾虽说看起来像是面具一样遮盖了面孔,但是其遮盖原理和面具完全不同。那么我们先从大雾造成的影响说起。

大雾的原理我不是很熟悉,但是大雾的结果我很清楚。也就是所谓能见度下降了。那么我们假设对方在一个还是能看清的位置,并且我们保持不动吧。在大雾中,什么东西都是朦朦胧胧的,近点的东西相对还好,远处的东西基本就是一片惨白。这个模糊究竟对于面孔识别有什么影响呢?从经验角度,我们可以发现,在大雾中,似乎人脸的轮廓还能看清楚,但是细节难以辨析。举个例子, 在雾里面,我们能大致判断出眼睛在鼻子上面,但是我们很难分辨对面的姑娘今天眼线画好了还是画呲了。但是为什么呢?我下面从 识别视觉信息的角度大致解释下。

首先得提到傅里叶变换,根据一些公式我们可以用算法把图像数据按照空间分布区分开来。具体的细节我不冗述,但是有趣的是,我们的大脑在对视觉信息进行初步处理的时候,在初级视觉皮层上,视觉信息也被按照空间频率被区分开了,然后在较高级的视觉皮层进行整合(binding)。空间频率一般指在一定单位长度上,某种几何形状出现的次数(正弦调制的栅条)。一般说,在一张图片上,高空间频率出现在形状变化巨大的地方,比如图片的边界之处,举个例子发际线,眼袋,甚至法令纹。低频信息相对而言能够提供整体方面的相互关系。高频信息看起来比较细腻,而低频的往往感觉糊成一片。但是这个对于面孔识别有什么关系呢?我们先看下面一张图(图片来自于 Gosselin Schynes, 2001)。

图a是原始图片,而b是基于这张图片的不同空间频率的组成。从左到右空间频率依次下降。我们看中间这张图,是不是感觉有点像在大雾之中看到的人脸呢?

对啦,大雾甚至说近视都能够削弱高空间频率(HSF)信息但是不太影响低空间频率(LSF)信息,也就是说这个雾正是一种low pass filter (Parish Sperling, 1991)。所以在大雾之中,我们的LSF信息还能识别,但是HSF几乎难以识别。但是这个又和面孔识别有什么关系呢?

面孔身份的识别一般而言在梭状回面孔区进行处理,它的处理其实非常依靠构型信息,或者近似说是整体信息(比如Farah et al., 1998; Maurer et al., 2002);也就是说我们识别一人个是谁并不是依赖于面孔某些特殊的形状,而是将他们整合起来。在识别的时候,second order information(比如眼睛间距离),和holistic information(所有信息整合而不是个体)完成了面孔识别。而进一步的研究更是发现,面孔整体识别更着重于依靠LSF信息而不是HSF信息(比如Goffaux Rossion, 2006);或者说,LSF的信息才能够 完整地传递上述在身份识别中必须的内容。而在先天性面孔失认症的群体中,他们有着相对完善的情绪识别能力但是没有完善的身份识别能力,研究人员发现他们的梭状回面孔区有着缺陷(具体是活跃性还是连接程度有待进一步研究),这一缺陷导致了身份识别障碍。但是这个障碍源于LSF识别能力的不足。

总而言之,虽然大雾遮盖了我们的面孔,但是与身份识别息息相关的LSF信息并没有被太多影响,所以对于普通人,我们依然能够针对所拥有的信息进行身份识别。不过话说回来了,在大雾里面认人既不利于你的健康,也不利于对方的健康,何必呢?

最后祝您,身体健康,再见。

reference

Farah, M. J., Wilson, K. D., Drain, M., Tanaka, J. N. (1998). What is" special" about face perception?. Psychological review, 105(3), 482.

Goffaux, V., Rossion, B. (2006). Faces are" spatial"--holistic face perception is supported by low spatial frequencies. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 32(4), 1023.

Gosselin, F., Schyns, P. G. (2001). Bubbles: a technique to reveal the use of information in recognition tasks. Vision research, 41(17), 2261-2271.

Maurer, D., Le Grand, R., Mondloch, C. J. (2002). The many faces of configural processing. Trends in cognitive sciences, 6(6), 255-260.

Parish, D. H., Sperling, G. (1991). Object spatial frequencies, retinal spatial frequencies, noise, and the efficiency of letter discrimination. Vision research,31(7), 1399-1415.

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