幻觉欺骗神经网络的方式与人类被欺骗的方式相同

时间：2022-05-20 17:25:04 来源：

在这三种情况下，圣家族教堂都是相同的颜色，但由于周围的颜色而看起来不同。这是视觉上的错觉。

神经网络会幻想视觉幻觉吗？

这是由马塞洛·贝塔尔米奥（MarceloBertalmío）领导的信息和通信技术系的研究人员以及瓦伦西亚大学的研究人员耶苏斯·马洛（JesúsMalo）研究的问题。

卷积神经网络是一种人工神经网络，其中的神经元以与生物大脑的视觉皮层中的神经元非常相似的方式组织成感受野。如今，在各种自治系统（例如面部检测和识别，自治车辆等）中都发现了卷积神经网络（CNN）。这种类型的网络在许多人工视觉任务（例如图像分割和分类）以及许多其他应用程序中非常有效。

卷积网络的灵感来自于人类视觉系统的行为，尤其是其基本结构，这种基本结构是由包含线性运算和非线性运算的复合模块串联而成的。发表在视觉研究高级在线版上的一项研究比较了卷积网络中的视觉幻觉现象及其对人类视觉的影响。信息和通信技术系（DTIC）的成员AlexanderGómezVila，AdrianMartín，JavierVázquez-Corral和MarceloBertalmío进行了一项研究，瓦伦西亚大学的研究员JesúsMalo参加了这项研究。

“由于CNN与我们的视觉系统之间的这种联系，在本文中，我们希望了解卷积网络是否遭受与我们的视觉系统类似的问题。因此，我们专注于视觉错觉。视觉错觉是我们的大脑对图像的感知与实际不同。”研究的第一作者戈麦斯·维拉（GómezVila）解释说。

在他们的研究中，作者训练了CNN来完成人类视觉还执行的简单任务，例如去噪和去模糊。他们观察到的是，在这些实验条件下训练的这些CNN也像视觉幻觉欺骗人类一样，被亮度和彩色视觉幻象“欺骗”。

此外，正如戈麦斯·维拉（GómezVilla）所解释的那样，“对于我们的工作，我们还分析了这种错觉何时导致网络中的响应并非物理上预期的那样，但它们也不符合人类的感知，”也就是说，CNN会获得与人类会感觉到的错觉不同的错觉。

这项研究的结果与长期以来的假设一致，该假设将低级视觉错觉视为优化自然环境（人类在日常生活中所见）的副产品。同时，这些结果突出了人类视觉系统与CNN人工神经网络之间的局限性和差异。

参考：“色彩幻觉还欺骗了CNN来执行低级视觉任务：A. Gomez-Villa，A。Martín，J。Vazquez-Corral，M。Bertalmío和J. Malo的分析和启示，2020年9月4日，视觉研究。DOI：
10.1016 / j.visres.2020.07.010

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