Wahrnehmung von Objekten und Szenen

• Stimulus auf den Rezeptoren ist nicht eindeutig (inverses Projektionsproblem)

  • gleiches Bild auf Retina kann von einer unendlichen Anzahl an Objekten hervorgerufen werden (Bild auf Retina ermöglich keine eindeutige Aussage über das betrachtete Objekt)

• versteckte (Okklusionen) oder verschwommene Objekte

• extrem schnelle Objektwahrnehmung (Messung durch EEG)

  • nach 150 ms Unterschied beim ereigniskorreliertes Potential

• Kontext (Erfahrung) beeinflusst Objektwahrnehmung

• Blickwinkelkonstanz

• Objektkonsanz (gleiche Kategorisierung trotz unterschiedlicher Blickwinkel, Darstellung, Abstände und Beleuchtungsverhältnisse)

• Reizmuster, einzelne Einzelreize / Merkmale

  • korrekte Zuordnung zu Konzepten

• Unmittelbarkeit

  • Wahrnehmung mühelos

  • unbewusste Prozesse der Transform von Sinnesreizen, nur Ergebnis bewusst

• Einheitlichkeit

  • Wahrnehmung von kohärenten Objekten, keine isolierten Merkmale

  • Bindungsproblem bei Verarbeitung einzelner Merkmale in separaten Systemen

• Naiver Realismus

  • intuitive Annahme, dass Wahrrnehmung direkte Abbildung der Realität

  • Wahrnehmung ist konstruktiv und kontextabhängig

• Abgrenzung vom Hintergrund

  • Formagnosie

• Selektion charakteristischer Merkmale

  • Apperzeptive oder integrative Agnosie

• Vergleich mit semantischem Wissen

  • Assoziative Agnosie

• Zellen im primären visuellen Kortex reagieren auf lokale Merkmale

  • Konturen, Linien, Ecken

• Qualität der Kontureninformation

  • Erkennen / Ignorieren von Helligkeitsveränderungen

• Wahrnehumg entsteht durch die Kombination elementarer Empfindungen (Elementenpsycholgie)

  • z.B. Zusammenführen von Punkte als Anzahl von Empfindungen ermöglicht Wahrnehmung von Bilder / Strukturen

  • Komplexes Erleben (aus elementare Gefühlen und Empfindungen) = Resultat simultaner und sukzessiver Verkettung elementarer Bausteine; Sinnesdaten als Basis des Erlebens

• Wilhelm Wundt: Wahrnehmung von komplexen Objekten als Analyse der einzelnen Komponenten / Summe der kleinsten Empfindungselemente.

• Ausnahme: Illusorishe Konturen / Scheinkonturen (fehlende Eindrücke resultieren in die Wahrnehmung von Strukturen)

• Max Wertheimer, Wolfgang Köhler und Kurt Koffka

  • zwei unterschiedliche Forschungsorte

• Gegenposition zur Elementpsycholgie

  • Wahrnehmung mehr als Addition von elementare Empfindungen

• Wahrnehmungseindruck durch Einzelelemente

Phi-Phänomen

• Studie über das Sehen von Bewegung

  • Abfolge von Standbildern, bei denen sequentiell Objekte weggelassen werden (Illusion von Bewegung) > form- und farblos

Forschungsfragen

• Perzeptuelle Gruppierung

  • Gruppierung einzelner Teile zu Wahrnehmungsobjekt

• Figur-Grund-Unterscheidung

  • Unterscheidung von Figut und Hintergrund

• Gestaltprinzipien als Organisationsprinzipien der Wahrnehmung

Kritik

• wichtige Erkentnisse über Prinzipien der Wahrnehmung

• kreative Entwicklung von Reizmustern und Demonstrationsversuchen

• theoretische Konzepte

• unbefriedigende Erklärunsgmodelle

  • Beschreibungen, aber keine Erklärungen

• unscharf definierte theoretische Begriffe

  • keine klaren Kriterien

  • keine eindeutige Vorhersagen

• Ökologische Validität (klare Definition von Gemessenden, tatsächliche Messung davon)

• Gesetz der Nähe (geringer Abstand)

• Gesetz der Ähnlichkeit (ähnliche Elemente)

• Gesetz der guten Gestalt / Einfachheit / Prägnanz (einprägsame und einfache Struktur) z.B. eher fünf, sich überlappende Ringe als zahlreiche Kreissegmente

• Gesetz der guten Forsetzung (Wahrnehmung von Linien nach “einfachstem Weg”)

• Gesetz der Geschlossenheit (Wahrnehmung “geschlossener” Objekte, z.B. von Scheindreieck)

• Gesetz des gemeinsamen Schicksals (gleichzeitig bewegte Elemente als Einheit/Gestalt)

• Gesetz der gemeinsamen Region (Elemente in abgegrenzten Gebieten)

• Gesetz der Gleichzeitigkeit (gleichzeitige Veränderung)

• Gesetz der verbundenen Elemente

• Prinzip der Vertrautheit / Bedeutsamkeit

• Problem der Verdeckung

  • Bedeutung von Linien-Krezungen (T, Y und Arrow junctions)

• Wahrnehmung von:

  • kleinere, abgeschlossene Formen

  • regelmäßige, symmetrische Formen

  • konvexe (nach außen gewölbt) Formen (Konvexität > Symmetrie)

  • Formen mit vertikaler oder horizontaler Hauptachse

  • Bedeutungshaltige Teile (aufgrund von Vorwissen)

• Universelle Eigenschaft aller Wahrnehmunssystem

  • Hören (Melodie und Begleitung)

  • Tastsinn

template theory

• Stimulus in ganz bestimmer Ansicht gespeichert

  • Transformation der gespeicherten Ansicht (z.B. Rotation) in/zum Stimulus

• lineare Beziehung zwischen Drehwinkel und Erkennungszeit (je mehr Rotation, desto länger Erkenntniszeit

• Erkennung von Gegenständen besonders gut in bestimmter Ansicht

  • Besonders charakterisierende Anicht = kanonische Ansicht (kürzeste Erkennungszeit)

  • Übereinstimmung unter Menschen

  • vermutliche Speicherung mehrerer Ansichten und Hinzufügung bei Bedarf

• Objekterkennung durch Zusammenfügung einzelner Komponente (dreidimensional, “Geone”)

  • leicht unterscheidbar aus fast alles Ansichten; unabhängig von Blickwinkel

  • 36 Geone > unbegrenzt viele Objekte

• Kantenbild für Objekterkennung nahezu ausreichen

  • Farb und Oberflächeninformation relativ unwichtig

• Beseitigung von Konkavitäten verhindert Segmentierung in Geone (schwierigere Objekterkennung)

  • auch bei Fehlen / Verdeckung von Geonen

• nicht ausreichend für Erklärung von Objektwahrnehmung

Merkmals-Integrations-Theorie

• Objekte lassen sich als Kombination elementarer Merkmale beschreiben (Farbe, Form, Größe, Orientierung, usw.)

1. Extrahieren von elementarer Merkmale (preattentive Phase, keine Aufmerksamkeit nötig)

2. Kombination von Merkmalen (erfordert Aufmerksamkeit)

• Objekterkennung beruht auf Vergleich der Merkmalskombinationen mit im Gedächtnis gespeicherten Objekten

• Figur-Grund-Trennung

  • Figur ist bedeutsamer und einprägsamer

  • Figur wird als Vordergrund wahrgenommen

  • Hintergrund ist uniformer und weitet sich hinter Figur aus

  • Kontur der Figur ist dieser zugehörig (“Besitz der Kontur”)

• Bildmerkmale:

  • je weiter unten, desto eher wird etwas als Figur wahrgenommen (nähere räumliche Distanz), Alltagsphänomen

  • konvexe (vorgewölbte) Seite von Konturen eher als Figur wahrgenommen als konkave (nach innen gewölbte) Seite

  • subjektive Faktoren

  • Beutungshaltigkeit

• Objekte in Szenen

  • Globale Bildmerkmale:

    • Natürlichkeit, Offenheit, Rauheitsgrad, Expansionsgrad, Farbe

  • Regelmäßigkeit in der Umgebung

    • Physikalisch (Licht-von-oben-Heuristik)

    • Semantik

  • Theorie der unbewussten Schlüsse

  • Wahrscheinlichkeitsprinzip der Wahrnehmung

• Wenn Licht auf Rezeptor A fällt, weist dieser eine bestimmte Feuerungsrate auf

• fällt zusätzlich noch Licht auf Rezeptor B, reduziert Rezeptor A die Feuerungsrate (je mehr Intensität bei B, desto geringer wird die Feuerrate)

Helligkeitswahrnehmung

• Hermann-Gitter

  • dunkle Schatten an weißen Kreuzungen

    • gleiche Helligkeit und gleiche Reflektanz

    • 10% laterale Inhibition auf einen Punkt (i.d.F. Kreuzung)

    • Addition aller Inhibitionen (i.d.F. von vier Seiten = -40)

  • bei geringerer Leuchtkraft/Luminanz (z.B. schwarz) und daher geringere Refkletanz auch geringere Inhibition

    • trotzdem 10%

    • z.B. bei Punkt auf Linie teils geringer, teils stärker inhibiert = insgesamt weniger inhibitiert (=wirkt heller)

• Mach’sche Bänder

  • schärferes Sehen von Kanten

    • alle Rezeptoren werden gegenseitig lateral von Nachbarn inhibitiert

    • gleichstark Inhibizion unabhängig von der Intensität

    • andere Inhibtion an Grenzen

      • verstärkte Inhibition auf Seite der geringen Intensität = verstärktes dunkles Band

      • schwächere Inhibition bei höherer Intensität = verstärktes helles Band

    • Wahrnehmung verstärkt Schärfe von Konturen

• Simultankontrast

  • unterschiedliche Wahrnehmung je nach angrenzender Fläche

• White-Täuschung

  • folgt nicht den Regeln der lateralen Inhibition

  • Helligkeitswahrnehmung beeinflusst vom Prinzip der Zugehörigkeit

Rezeptive Felder

• Region der Retina, die Beleuchtung erhalten muss, um eine Reaktion in einer bestimmt Faser auszulösen

  • überlappen sich gegenseitig

• in Zentrum-Umfeld-Struktur organisiert

  • Aktivierung vom Zentrum = Inhibition des Umfeldes

  • Aktivierung vom Umfeld = Inhibiton des Zentrums

• Lichtreize von unterschiedlicher Größe lösen verschiedene Feurerraten aus

  • jedes rezeptive Feld hat optimale Stimulation für optimale / stärkste Informationsweiterleitung

EE: Hubel und Wiesl

• optimale Stimulierung vom Zentrum des rezeptiven Feldes

• Untersuchung der Sehbahn zur bestimmung von Merkmalen der Cortexzellen / rezeptiven Felder

  • z.B. bei Wahrnehmung scharfer Kanten

    • optimale Stimulierung von einfachen Kortexzellen = Wahrnehmung von vertikalen Kanten (höchste Feuerrungsrate)

      • Zentrum-/Umfelds-Struktur

    • ermöglicht Bestimmung der Neigung durch Feuerrate (da geringen wenn nicht optimal, also Registrierung der Abweichung vom Optimum)

• Entdeckung von komplexen Kortexzellen und endinhibierten Kortexzellen

  • optimale Reaktion auf 45° Bewegung von links oben nach rechts unten (komplex.)

  • optimale Reaktion auf bestimmte Kantenlänge und Bewegung, gleichzeitige Kodierung (end.)

• Grundprinzip einer Organisation

  • Paritallappen

    • Objektlokalisierung

    • Wo?/Wie?-Pfad

      • Lokations- und Handlungssensitiv

    • dorsaler Pfad

    • Belege durch Doppeldissoziation

      • zwei Funktionen beruhen auf unterschiedliche Mechanismen und funktionieren unabhängig voneinander

  • Hinterhauptslappen (Okzipitallappen)

  • Temporallappen

    • Objektdifferenzierung

    • Was?-Pfad

    • verntraler Pfad

• dorsaler und ventraler Pfad haven Ursprung in Retina > Sehnerv > Kreuzung im Chiasma > Thalamus > primärer visueller Cortex

  • gelangen über zwei Arten von Ganglionzellen in das CGL

• Input von höheren kortikalen Arealen