视觉注意是人工智能领域中视觉认知研究的关键议题,涉及生理学、心理学、计算机科学与认知哲学等多个学科,是人工智能跨学科研究中的前沿方向。本书立足科学与哲学协同定位,系统探索视觉注意的认知机制、计算建模及哲学基础,构建整合性研究框架,内容涵盖实证研究的关键发现、技术建模的演进突破及哲学层面的深度思辨。本书从分学科梳理研究脉络切入,在生理与心理层面上归纳视觉注意的认知机制,并追溯相关计算模型的技术发展历程,进而探讨涉及注意本质的哲学议题,最终提出科学实证与哲学思辨双向协同的创新研究范式。本书学术深度与跨学科视野并重,可为认知科学、计算机视觉、科学哲学等领域的研究者及高校师生提供理论参考与实践参照,助力视觉注意研究迈向多学科深度融合的新阶段。
序
人工智能快速发展的今天,人们清楚地意识到:机器智能不仅需要作为数学支持的推理算法,还需要对生物神经和心理逻辑的研究,更需要在哲学层面对自然智能和机器智能研究进行归纳和本质探究,借此开发更具类人思维的机器智能。
机器视觉是人工智能的重要领域。视觉注意是人类视觉的生理现象在机器中模拟人类看见的能力,无疑具有重要的理论意义和应用价值。它不仅能摆脱全图处理的算力困扰,还能有效提高图像辨识能力。视觉注意已引起各领域专家学者的关注和研究兴趣。生物学家解码视觉通路的信号传递,心理学家构建注意分配的理论框架,计算机科学家设计显著图模型哲学家则追问注意的表征本质等基础问题。
《基于人工智能视闽的视觉注意研究》探索认知哲学思辨中的深层根基。该书针对视觉注意这一关键问题展现科学与哲学的双向协同,是解决各研究领域常于技术细节而缺乏哲学反思哲学思辨又易脱离实证数据的有益尝试。无论是认知科学研究者、人工智能领域的实践者,还是关注心智本质的哲学学者,都可能从书中获得启发,共同推动自然智能与机器智能的深度对话。
是为序。
孙即祥
2025年10月
赵晶晶,中国人民解放军国防科技大学副教授,主要从事自然辩证法和人工智能哲学的研究,先后主持国家社会科学基金项目2项、省部级等项目多项,发表学术论文20余篇。
刘星彤,中国人民解放军国防科技大学副教授,主要从事网络空间安全方面的研究,先后获得军队科技进步二等奖,湖南省优秀博士学位论文等奖项,主持国家级、省部级项目多项,发表学术论文30余篇。
第一章 导论
1.1 研究缘起:多学科合作研究的一次尝试
1.2 研究路径
1.2.1 研究进路:从理论研究和实际问题两个角度切入
1.2.2 研究思路:以系统的视角看待视觉注意问题
1.3 关于视觉注意的分学科研究概要
1.4 本书章节安排
第二章 视觉注意相关的认知机制考察
2.1 引言
2.2 机制
2.3 生理学视角下的视觉研究
2.3.1 关于视觉的基本认识
2.3.2 视觉系统的功能组织
2.3.3 视觉通路理论
2.3.4 视觉意识理论
2.4 心理学视角下的注意研究
2.4.1 关于注意的基本认识
2.4.2 关于注意的心理学理论
2.5 已有的共识与争论
2.6 小结:整合视角下的视觉注意
2.6.1 视觉注意的两个阶段
2.6.2 视觉注意的两种机制
2.6.3 学习与记忆注意中的相关因素
2.6.4 记忆对于视觉注意的导向作用
第三章 视觉注意的计算机视觉研究
3.1 引言
3.2 视觉注意计算模型的发展历程
3.2.1 早期的探索与后续的多角度建模
3.2.2 机器学习与高阶信息的融入
3.2.3 深度学习的兴起与模型性能的提升
3.3 建模核心问题
3.3.1 视觉注意计算模型的基元选择问题
3.3.2 视觉注意计算模型的特征选择问题
3.3.3 视觉注意计算模型的融合策略问题
3.4 公用数据集
3.4.1 视角焦点相关的眼动数据集
3.4.2 显著物体标注的数据集
3.5 小结:不能忽视的基本问题
第四章 视觉注意中的认知哲学问题述评
4.1 引言
4.2 视觉注意中的表征问题
4.2.1 不同的表征观对视觉注意研究的启示
4.2.2 表征的标准模型对视觉注意研究的启示
4.3 视觉注意与认知科学的不同研究纲领
4.3.1 视觉注意与心智的表征-计算研究纲领
4.3.2 视觉注意与具身认知研究纲领
4.4 人称问题
4.5 方法论问题
4.6 视觉注意与观察渗透理论
4.6.1 观察渗透理论
4.6.2 视觉注意中的理论渗透
4.6.3 观察渗透理论对视觉注意计算建模的启示
4.7 小结:对实现问题的思考
第五章 结语:科学与哲学的双向协同
5.1 主要研究问题回顾
5.2 以系统的观点看待认知理论与计算建模
实践
参考文献