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【編者按】我們總是更關注硬件軟件如何做到人臉識別，那我們的大腦本身是如何進行對人臉的識別和信息處理的呢？我們的大腦是如何判斷一張臉美不美呢？本文由知乎@葉賭徒 授權轉載，為了方便讀者閱讀，雷鋒網(wǎng)編輯做了不改變原意的修飾，并刪減了文中標注的引用文獻，感興趣的讀者可在本文下留言或移步知乎了解更多。
第一印象的自動化形成
人臉識別中很重要的一點就是第一印象（First Impression），因為我們通常會通過第一印象來了解對方，分析對方的性格特征，以此判斷是不是可以與這個人交往，尤其是對于陌生人。 這種第一印象的形成現(xiàn)在通常是被認為是自動化的，不是大腦有意為之的。很多研究已經(jīng)證明，即使一張臉只出現(xiàn)了100毫秒，人們也能分析出這張臉的大概表情是什么樣；甚至在33毫秒的條件下，人們的分析水平也高于平均值 。那么現(xiàn)在問題來了：為什么第一印象的識別會形成這樣的自動化的特性呢？
一種說法是生物進化讓我們形成了這種特性，在短時間能產(chǎn)生對他人的第一印象會讓我們在極短時間內判斷他人對自身是否有威脅，是否可以親近，這種方式會讓我們更好的生存下去。
在日常生活方面，這種自動化的第一印象也有很大影響。比如，美國競選的備選人的臉是否具有競爭性（Competence）很大程度會影響他們的競選結果。研究發(fā)現(xiàn)，大約2/3的選舉是被那些群眾認為臉部具有競爭特性的候選人贏得的。此外，1991年一份對美國小法庭判決的研究也發(fā)現(xiàn)，娃娃臉或者具有吸引力面孔的犯人更能獲得陪審團的同情，更容易獲得輕判或者勝訴。
Oosterhof 和Todorv在2008年發(fā)展了一個2D模型（D即dimension，一個D是trustworthiness，即信任度，一個D是dominance，即支配度）。這個模型表現(xiàn)了人對面部的識別含義大部分會被大腦歸類為“這張臉是否值得信任”或者“這張臉是不是很有支配感”。
大腦如何處理人臉信息
人臉識別，尤其是第一印象的形成可以說是人類自身的經(jīng)驗可能占了很大作用。前人的研究已經(jīng)證明了人可以在極短的時間內對看到的面孔進行“打分”以及評價。那么回到本文核心的問題：大腦是如何處理的人臉信息的。
我們的大腦有專門分辨物品的區(qū)域、文字的區(qū)域、身體部位的區(qū)域，由于人臉實在是太特殊了，大腦單獨又為人臉進化出了一個人臉識別區(qū)，名字叫梭狀回面孔區(qū)（fusifrom face area，F(xiàn)FA，借用WIKI百科的圖，就是中間天藍色的那個區(qū)域）。首先在我們的靈長類伙伴身上發(fā)現(xiàn)，然后Kanwisher（1997）正式確定人類也有這個區(qū)域，只是名稱不同而已。當我們看到了臉孔時，我們的梭狀回面孔區(qū)立即會產(chǎn)生反應進行分析處理。如果這個區(qū)域受到破壞，就會產(chǎn)生人臉失認證（Prosopagnosia）。
那么我們的大腦對所有人臉的判斷都一視同仁嗎？其實并不是的，而且，大腦對人臉信息的處理也有快有慢。上面的答案只是涵蓋大體情況，具體的情況實在太多了解釋起來就無窮無盡了。比如同樣一個明星，就有人覺得帥有人覺得丑，畢竟個人審美的差異還是很大的。
不過在這里，還有2個有關人臉信息判斷的現(xiàn)象值得介紹一下。
1、整體性加工機制（Holistic Processing）
首先是大腦對人臉的識別有一個整體性加工的機制（Holistic Processing）。以下面這個著名的圖片為例（這里需要說明一下，這張圖片出自果殼網(wǎng)對面部識別的一篇文章，即撒切爾效應，Thatcher effect，據(jù)我以前的教授Peter Thompson說，這是他在1980年進辦公室時偶然看到倒置的書上的人臉無意間發(fā)現(xiàn)的）：
從圖片我們看到，每一列的上下兩圖其實是同一張圖，只是方向相反而已，然而在圖片倒置時，我們很難看出區(qū)別（上排2張），正向時我們卻一眼能看到兩張臉巨大的區(qū)別（下排2張）。這種認知差異不僅存在于我們對于人臉的識別，對于其他事物，如字母、人體姿態(tài)等等也有同樣的特性。
再舉一個例子，如下圖（當年著名的明星Paul Newman，1998）：
我們也可以發(fā)現(xiàn)，當人臉為正時，我們更能發(fā)現(xiàn)人臉的變形。
2、面孔合成效應（Composite Effect）
另外一個現(xiàn)象是面孔合成效應（Composite Effect），這一研究成果出自Andy Young教授。如果將2張不同的人臉進行上下分割，然后再進行組合，如下圖：
我們會發(fā)現(xiàn)，如果兩張不同的臉合在一起的時候看起來更像一個全新的面孔，如果分開，我們又更易將其區(qū)分為兩張已知的面孔（圖片有年頭而且是歐美名人，所以我們看的話效果會較差）。
為什么我們識別倒置的臉的能力那么差呢？
原因是我們的大腦對倒置的人臉遠不如我們對其正向的時候那么熟悉，并且臉倒置的同時我們區(qū)分個體信息的特征如五官也倒置了，所以我們就更難在倒置的時候分辨人臉。但是，我們在看倒置的合成面孔時，卻更易認出倒置的合成面孔，大腦這不是自己打自己臉嗎？但是這卻不怪我們大腦，因為如上圖，當2張臉合在一起時，我們的整體性分析機制會將2個不同的臉看成一張，但是當其倒置時，整體性機制被破壞，所以我們又能輕易的分辨出上下半臉的不同了。
總而言之，我們大腦在看到人臉的起始階段是將人臉作為一個整體進行分析，而非從細節(jié)如五官入手來進行認知。眼睛就像掃描儀，看到了臉的同時，大腦就幾乎同時做出了相應地反應。這個分析方法的好處就是能快速地對人臉進行加工，認出我們熟悉的人。所以，越是熟悉的人，我們的大腦對其的分析也就越快。
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