Random Image Experiment onthult de bouwstenen van menselijke verbeelding

Hier is een merkwaardig experiment. Neem wat witte ruis en gebruik het om een ​​reeks afbeeldingen te maken die in wezen willekeurige rangschikkingen zijn van verschillende gekleurde blokken. Laat deze afbeeldingen aan een aantal mensen zien en vraag of een van de afbeeldingen hen doet denken aan bijvoorbeeld een auto.

Meestal verschijnen deze willekeurige afbeeldingen voor mensen als, nou ja, willekeurig. Maar zo nu en dan zal iemand zeggen dat een afbeelding hen wel aan een auto doet denken. Zet deze afbeelding opzij. En herhaal.

Nadat je op deze manier bijvoorbeeld 100.000 afbeeldingen hebt beoordeeld, krijg je een reeks in wezen willekeurige afbeeldingen die mensen aan auto's doen denken. Neem het gemiddelde hiervan en je zult iets interessants vinden. Het resulterende beeld ziet er inderdaad uit als een wazige auto, niet een specifiek soort auto, maar een zeer algemene sjabloon ervan.

Hoewel onze dataset alleen uit witte ruis bestaat, duikt er een auto op, zeggen Carl Vondrick en zijn vrienden van het Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, die het onderzoek hebben uitgevoerd.

Tegenwoordig zeggen deze jongens dat dit proces de visuele sjabloon extraheert die het menselijk brein gebruikt om objecten zoals auto's te onderscheiden van niet-auto's. En omdat dit proces alleen gebaseerd is op ruis en verbeelding, zeggen Vondrick en co dat het een uniek inzicht geeft in de aard van de menselijke verbeelding.

De experimentele details zijn relatief eenvoudig. Vondrick en co gebruiken het op ruis gebaseerde proces om datasets van 100.000 afbeeldingen te genereren. Vervolgens vroegen ze werknemers van Amazon's Mechanical Turk om elke afbeelding als een auto te classificeren of niet. Ze voeren verschillende kwaliteitsborgingstests uit, zodat ze alleen resultaten bevatten van de best presterende werknemers.

In afzonderlijke tests vragen ze werknemers ook om afbeeldingen te zoeken van mensen, televisies, flessen, sportballen enzovoort. Telkens wanneer de geselecteerde afbeeldingen worden gemiddeld, ontstaat er een wazig sjabloon van deze objecten.

Een van de interessante ontdekkingen die Vondrick en co hebben gedaan, is dat er culturele verschillen zijn tussen verbeeldingen die in verschillende delen van de wereld zijn gevormd. Vraag mensen in India bijvoorbeeld om afbeeldingen te kiezen die hen aan een sportbal doen denken en de resulterende sjabloon is een rode cirkelvormige vervaging. Maar vraag mensen uit de VS om dezelfde oefening te doen en het resultaat is een oranje/bruine waas.

Het verschil is eenvoudig uit te leggen. In India is cricket de meest populaire sport, die wordt gespeeld met een rode bal. Maar in de VS zijn de meest populaire sporten American football en basketbal, die worden gespeeld met oranje of bruine ballen. Het is duidelijk dat het culturele landschap een belangrijke invloed heeft op de menselijke verbeelding.

Een bizarre bevinding is dat toen het team mensen uit Singapore vroeg om auto's te identificeren, het resulterende sjabloon een auto lijkt te tonen, gezien vanaf de voorkant. Daarentegen produceerden mensen in de VS een sjabloon met een auto vanaf de zijkant. Waarom dit zo is, is nog niet duidelijk.

Toch zijn de resultaten meer dan alleen curieus. Vondrick en co hebben de sjablonen gebruikt om algoritmen voor machinevisie te trainen en zeggen dat de resultaten aanzienlijk beter presteren dan andere trainingsmechanismen. Een machine vision-algoritme dat is getraind met een enkele fantasierijke sjabloon van een auto, is bijvoorbeeld veel beter in het herkennen van auto's in andere afbeeldingen dan hetzelfde algoritme dat is getraind met een enkele gewone afbeelding van een auto.

Dat is fascinerend werk dat een belangrijk inzicht geeft in de aard van de menselijke geest. Het biedt ook een belangrijke nieuwe manier om algoritmen voor machinevisie te trainen om zich meer als mensen te gedragen.

Een buitengewoon kenmerk van verbeeldingskracht is dat het mensen in staat stelt objecten te visualiseren die ze nog nooit hebben gezien. Computers zijn hier nog ver van verwijderd, maar het werk van Vondrick en co zou een belangrijke opstap kunnen zijn. We hopen dat onze ideeën een inspiratie zullen zijn voor toekomstig werk aan het bouwen van machines met het vermogen om nieuwe visuele concepten voor te stellen, net als een mens, zegt het team.

Referentie: arxiv.org/abs/1410.4627 : Visuele classificaties verkrijgen uit menselijke verbeelding

zich verstoppen