25
Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie farieb World Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií Modelovanie kategorizácie farieb Záver Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií Obhajoba rigoróznej práce Mgr. Kristína Rebrová 24.11.2010 Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb

Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie fariebWorld Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

Modelovanie kategorizácie fariebZáver

Modelovanie kategorizácie farieb pomocourozlišovacích kritériíObhajoba rigoróznej práce

Mgr. Kristína Rebrová

24.11.2010

Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb

Page 2: Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie fariebWorld Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

Modelovanie kategorizácie fariebZáver

Prehľad

1 Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie farieb

2 World Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

3 Modelovanie kategorizácie farieb

4 Záver

Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb

Page 3: Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie fariebWorld Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

Modelovanie kategorizácie fariebZáver

Motivácia

Kategorizáciaje proces, v ktorom narábame s rozličnými entitami ako srovnakými (MIT Encyclopedia of Cognitive Sciences)

podieľa sa na vnímaní, chápaní, usudzovaní, plánovaní, reči arôznych ďalších základných kognitívnych aktivitách

Vnímanie a pomenovávanie fariebFyziológia vnímania farieb je univerzálnaPomenovávanie farieb je prítomné v každom jazyku a koreluje spercepciou (Sapir-Whorf , Lenneberg a Roberts, Berlin a Kay)

Lexikálne farebné kategórie môžeme skúmať a porovnávať vakejkoľvek kultúre či jazyku, či umelom systéme

Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb

Page 4: Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie fariebWorld Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

Modelovanie kategorizácie fariebZáver

Základné farebné termíny

malá množina slov jazyka, ktoré sú známe všetkým hovorcomdaného jazyka, ktorí pomocou nich vedia konzistentnepomenovať akúkoľvek farbusú všeobecne známe, monolexemické, nemajú nadradenúkategóriu a nevzťahujú sa na úzku skupinu objektov.zelená a nie hrášková, červená a nie ryšavákategórie základnej úrovne (basic level categories) (Rosch, 1972)

Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb

Page 5: Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie fariebWorld Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

Modelovanie kategorizácie fariebZáver

Univerzálnosť farebných kategórií

Berlin a Kay (1969)

základným farebným termínom zodpovedajú univerzálnekategórie, charakteristické sú pre ne

ich prototypy - najlepší reprezentantihranice medzi kategóriami

ich množstvo je obmedzené na 2 – 11 (podľa angličtiny)biela, čierna, červená, zelená, modrá, žltá, oranžová, ružová,fialová, hnedá, šedá

farebné termíny pribúdajú do jazyka v ustálenom poradí, ktorésa dá interpretovať ako evolučná sekvenciafarebné termíny pribúdajú do jazyka v súlade s teóriouopozičných procesov

Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb

Page 6: Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie fariebWorld Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

Modelovanie kategorizácie fariebZáver

World Color Survey

(svetová farebná štúdia)

snaha preskúmať hypotézy B&K na širšej empirickej báze110 jazykov bez písma a z neindustrializovaných kultúr330 farebných vzoriek z Munsellovho farebného priestoru apaleta – mriežka so všetkými vzorkami

2 úlohy: pomenovať všetkých 330 vzoriek a určiť najlepšíchreprezentantov pre každý použitý termín

Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb

Page 7: Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie fariebWorld Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

Modelovanie kategorizácie fariebZáver

Analýza dát z WCS

farebné termíny jazykov WCS sa zhlukujú (klastrujú) douniverzálnych farebných kategóriímiera klasterizácie – disperzia geometrických centier farebnýchtermínov (pre každého probanda osobitne) je vyššia než unáhodných dátešte vyššia miera klasterizácie najlepších reprezentantovtermínov (kategórií)týchto klastrov je približne 11

8 chromatických: červená, ružová, zelená, hnedá,žltá-alebo-oranžová a modrozelená3 achromatické: čierna, biela, šedá

Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb

Page 8: Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie fariebWorld Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

Modelovanie kategorizácie fariebZáver

Prečo sú farebné kategórie univerzálne

farebná kompozícia životného prostredia(Yendrikhovskij, 2001)

vlastnosti bežného denného osvetlenia(Shepard, 1992)

tvar ideálneho perceptuálneho farebnéhopriestoru (Munsellovho)(Jameson a D’Andrade, 1997)

vznikajú v procese sociálnej interakcie(Steels a Belpaeme, 2005; Belpaeme a Bleys, 2005)

Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb

Page 9: Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie fariebWorld Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

Modelovanie kategorizácie fariebZáver

Model kategorizácie farieb

inšpirovaný Roschovej teóriou prototypových javovkaždá kategória je reprezentovaná jedným prototypompríslušnosť prvkov do kategórie sa odvíja od ich vzdialenosti odprototypusémantika rozlišovacích kritérií (Šefránek, 2002; Takáč, 2007)reprezentácia farieb: priestor CIEL*a*b*

perceptuálny farebný priestor - reflektuje rozdiely vo vnímanífarieb ľudským okomEuklidovská metrika

Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb

Page 10: Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie fariebWorld Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

Modelovanie kategorizácie fariebZáver

Rozlišovacie kritéria

Šefránek (2002), Takáč (2008)

Lokálne reagujúce detektoryjadro: prototyp kategórie – bod vo vstupnom priestore kritéria(priemer všetkých pozorovaných vzoriek)aktivačná funkcia kritéria, vracia číslo z intervalu <0,1>,reakciu na vzdialenosť vstupu od prototypu

aktivačná funkcia:

r~p(~x) = exp (−k.d(~p,~x)), (1)

mahalanobisova metrika:

d2Σ−1(~p,~x) = (~x − ~p)T Σ−1(~x − ~p), (2)

prototyp aj metrika aktivačnej funkcie sa priebežne počítajú zprezentovaných vstupov – adaptívnosť

Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb

Page 11: Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie fariebWorld Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

Modelovanie kategorizácie fariebZáver

Simulácia učenie s učiteľom

na dátach z World Color Surveypre každý zo 110 jazykov vytvoríme idealizovaného umeléhohovorcu, ktorý sa učí pomenovávať farbyInicializácia: množina rozlišovacích kritérií, 1 kritérium prekaždý farebný termín z jazykaTrénovacia sada: všetky odpovede všetkých probandov(cca 24 x 330 položiek)

Učenie: každé kritérium dostáva na vstup farebné hodnotytých vzoriek, ktoré boli označené termínom, ktorý tútokategóriu vystihuje

Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb

Page 12: Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie fariebWorld Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

Modelovanie kategorizácie fariebZáver

Výsledky

porovnanie: odozvy naučených RK so štatisticky spracovanýmidátami z WCSnie len víťazné (winner-take-all) termíny, ale aj distribúciuodpovedí probandov a distribúciu aktivácií rozlišovacích kritériík-násobná prekrížená validáciaúspešnosť približne 90% pri rôznych kdisperzia centier kategórií bola (ako sme predpokladali) cca 3xnižšia než u dátrozlišovacie kritéria boli schopné „odšumiť“ dáta(z psychologických experimentov)

Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb

Page 13: Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie fariebWorld Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

Modelovanie kategorizácie fariebZáver

Výsledky vizuálne

Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb

Page 14: Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie fariebWorld Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

Modelovanie kategorizácie fariebZáver

Výsledky vizuálne

Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb

Page 15: Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie fariebWorld Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

Modelovanie kategorizácie fariebZáver

Výsledky vizuálne

Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb

Page 16: Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie fariebWorld Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

Modelovanie kategorizácie fariebZáver

Globálne porovnanie v priestore farebných vzoriek

(vľavo dáta z WCS, v pravo výsledky simulácií pre všetky jazyky)

Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb

Page 17: Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie fariebWorld Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

Modelovanie kategorizácie fariebZáver

Simulácia vzniku zdieľaného lexikónu farebných termínov

Belpaeme (2002), Steels a Belpaeme (BBS, 2005)

Steels: sémantika jazykových hierhra na rozlišovaniehra na hádanie

Agentypercepcia v CIEL*a*b*vnútorná reprezentácia kategórií: adaptívna sieťdopredná sieť z RBF neurónovRBF neuróny sa inicializujú na konkrétnu hodnotu, ktorá sanemení, mení sa len váha z RBF neurónu do sumačnej jednotky

Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb

Page 18: Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie fariebWorld Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

Modelovanie kategorizácie fariebZáver

Hra na rozlišovanie

hrá sa ju každý agent sámvytvára sa repretoár vnútorných reprezentácií farieb –farebných kategóriíje úspešná v prípade, že sa agentovi pre konkrétnu zvolenúvzorku (predmet) z ostatných viacerých (kontext) vybavíunikátna kategória, (hovoríme, že agent odlíšil predmet odkontextu)

Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb

Page 19: Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie fariebWorld Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

Modelovanie kategorizácie fariebZáver

Hra na hádanie

hrajú dva agenty vo vopred (náhodne) stanovených roliachhovorca a poslucháčahlavným cieľom je adaptácia repertoára kategórií a slovníkaagenta v roli poslucháča smerom k hovorcovi

Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb

Page 20: Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie fariebWorld Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

Modelovanie kategorizácie fariebZáver

Výsledky

porovnanie rozlišovacích kritérií a adaptívnych sietíoverenie schopnosti rozlišovacích kritérií pri učení bez učiteľa(hra na rozlišovanie)porovnanie na základe diskriminačného úspechu agentov(moving average cez 20 posledných hier)10000 rôznych farebných hodnôt (z Belpaeme a Bleys, 2005)priemerný úspech populácie 10 agentov hrajúcich sa 1000 hiercez 100 simulácií:

u agentov vybavených adaptívnymi sieťami: 95,095%u agentov s rozlišovacími kritériami: 92,539%

Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb

Page 21: Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie fariebWorld Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

Modelovanie kategorizácie fariebZáver

Porovnanie úspešnosti agentov

Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb

Page 22: Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie fariebWorld Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

Modelovanie kategorizácie fariebZáver

Výsledky vizuálne

Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb

Page 23: Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie fariebWorld Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

Modelovanie kategorizácie fariebZáver

Zhrnutie

Hypotéza o univerzálnych základných farebných kategóriáchpotvrdená na základe rôznych štúdiíRozlišovacie kritéria naučené na dátach z WCS tento fenoménpodporujúVýsledky simulácií ukázali, že prototypový model kategorizáciezaložený na sémantike rozlišovacích kritérií je vhodný preproblematiku pomenovávania farieb a farebných kategórií aporovnateľný s existujúcimi modelmi pre danú problematiku.

Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb

Page 24: Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie fariebWorld Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

Modelovanie kategorizácie fariebZáver

Koniec

Ďakujem za pozornosť

Kristína Rebrová[email protected]

Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb

Page 25: Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacích kritérií

Vnímanie, kategorizácia a pomenovávanie fariebWorld Color Survey a univerzálnosť farebných kategórií

Modelovanie kategorizácie fariebZáver

Zoznam relevantných publikácií

Rebrová, K., Takáč M. Modelovanie kategorizácie farieb pomocou rozlišovacíchkritérií. In: Kognice 2010: Reprezentace významu (v tlači)

Rebrová K. Modelovanie kategorizácie farieb. (Modeling of color categorization)In: Kelemen J., Kvasnička V. (zost.), Kognice a umělý život X, Slezskáuniverzita v Opavě, Opava, 2010. s. 311 – 317

Rebrová, K., Takáč M. Vnímanie a pomenovávanie farieb a farebných kategórií.Kapitola v: Kvasnička, V. et al. (zost.), Umelá inteligencia a kognitívna veda II,Vydavateľstvo STU, Bratislava, 2010. s. 411 – 436

Rebrová, K. (2009) The World Color Survey Visualization. V Rascmány, M.:Learning and Perception, Volume 1, Supplement, Akadémiai Kiadó, Budapešť,2009, s. 34

Kristína Rebrová Modelovanie kategorizácie farieb