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从20世纪50年代起，随着认知心理学，以及神经生理学等学科的发展，强调人类心理活动的主动性和意识的重要性，将注意作为人类大脑信息处理的重要机制，从而促进了对注意机制的研究，出现以下几种影响较大的理论模型假设。27728
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①知觉选择模型
英国著名心理学家Broadbent在1958年提出过滤器模型。他认为，来自外界的信息是海量的，但人的感觉通道接受信息的能力以及高级中枢加工信息的能力是有限的，因而对外界大量的信息需要进行过滤和调节。过滤按照“全或无"的原则，只允许一条通道上的信息经过并进行加工，其余通道则全部关闭。美国心理学家Treisman在1960年提出衰减模型。这种理论认为过滤器并不是按照“全或无"的原则工作的，信息在通路上并不完全被阻断，而只是被减弱，其中重要的信息可以得到高级的加工并反映到意识中。以上两种模型合并被称为过滤器一衰减模型：他们属于知觉选择模型，也是早期选择模型，强调集中注意。论文网
②反应选择模型
Deutsch等人根据知觉选择模型存在的问题于1963年提出的反应选择模型，认为注意不在于选择知觉刺激，而在于选择对刺激的反应，各种刺激都可以进入高层视觉被识别，然后对重要刺激采取反应。
③容量分配模型
心理学家Kahneman在1973年提出容量分配模型，他将注意看成一种有限的资源和容量，在所要求的资源和容量不超标的前提下，这些资源可以灵活地分配去完成各种各样的任务。这种理论避开讨论具体位置问题，从能量分配的角度看问题，从某种程度上克服了知觉选择模型和反应选择模型的对立，但没有反映出注意所涉及的具体加工过程。
④特征整合模型
Treisman和Gelade在1980年提出的特征整合模型，该模型根据预注意和集中注意的观点，把注意与知觉加工的内部过程紧密结合。该模型强调了集中注意的增强作用，但是对如何由特征图获得主图从而引导注意的机理没有清楚的表述。
⑤整合竞争假设
J．Duncan在1998年提出整合竞争假设，他认为视场中的物体通过竞争获得注意，而对当前行为重要的物体会获得胜利，视觉信息处理资源被分配到该物体上，同时，对场景中一个物体的注意会抑制对其他竞争物体的注意。该假设强调了获得注意过程中的竞争。
这些心理模型和假说对仿生机器视觉有很重要的指导价值，视觉注意模型就是在这些理论的基础上发展起来的。一般而言设计任何一个视觉注意的计算模型，首先都要涉及到以下三个方面：
①确定模型是否将定位(where)和识别(what)分离
研究表明，人类的视觉系统可以划分为两个子系统，一个子系统用于空间定位，也称where通道，一个用于物体识别，也称what通道。注意所在的where通道和识别所在的what通道之间有着复杂的相互关系，是密不可分的。但目前这两者交互的机理还远远不为人们所了解，所以在这个问题上，大多数注意模型都是以模拟视觉搜索结果为目的，没有考虑识别。
②确定注意是基于数据的还是基于任务的
任务驱动的注意又被称为自上而下的注意，与人的主观意识有关，涉及记忆、控制等模块的分工协作，还包含对感觉信息进行解释的非常复杂过程。目前对这种模型研究得非常少。数据驱动的注意模型，也被成为从下向上的注意，是在Treisman的特征整合理论基础上发展起来的。这种处理思路是从输入图像中提取多个特征，如：颜色、亮度、朝向、深度等，形成各个特征文上的显著图，对这些显著图进行分析、融合得到可能包含待注意目标的兴趣图，然后通过竞争机制选出注意目标。目前大多数对视觉注意机制的研究都集中在这个方面。