Rekognisi Pola (PATTERN RECOGNITION)

Psikologi kognitif “oshe“ 1
Pola dalam hal ini merujuk pada pengertian suatu komposisi stimulus penginderaan yang kompleks
yang dapat dikenali oleh manusia sebagai pengamat sebagai suatu kelompok objek. Rekognisi pola merupakan
proses pengenalan kembali terhadap pola yang pernah dikenal. Oleh karena itu, jika kita melihat wajah teman
kita atau mendengar lagu Iwan Fals, kita dapat mengenal masing-masing persepsi tersebut sebagai sesuatu
yang sebelumnya telah dialami.
Bila dilihat dari jenis prosesnya, pemrosesan informasi memiliki dua jenis pemrosesan, yaitu data
driven & conceptually driven . Pemrosesan data driven dimulai dengan datangnya data penginderaan.
Sedangkan dalam conceptually driven pemrosesan informasi dimulai dengan pembentukan konsep atau
harapan individu tentang informasi yang mungkin dijumpainya.
Rekognisi pola melibatkan baik pemrosesan data dengan data driven (informasi diterima oleh indera)
maupun conceptually driven (pengetahuan yang disimpan di memori). Rekognisi pola (pattern recognition)
merupakan proses yang menjembatani antara proses deteksi sinyal penginderaan yang sederhana (yang
cenderung data driven ) dengan persepsi terhadap pola_pola yang kompleks (yang cenderung conceptually
driven ).
Kemampuan untuk mengenal pola dari informasi penginderaan merupakan ciri khas yang
spektakuler pada manusia dan binatang. Kemampuan ini memungkinkan kita untuk mengenal teman lama
diantara lautan manusia. Kita juga bisa mengenal suatu lagu hanya dengan mendengar beberapa not dari
lagu tersebut. Dengan mata terpejam pun kita bisa menebak dengan benar bunga melati dari aroma yang kita
cium. Pembahasan mengenai pengenalan pola pada bab ini lebih banyak difokuskan pada pengenalan pola
visual.
PENDEKATAN - PENDEKATAN dalam PENGENALAN POLA VISUAL
Terdapat beberapa pendekatan untuk menjelaskan bagaimana proses rekognisi pola visual, antara lain
pendekatan psikologi gestalt, canonic perspectives, pemrosesan bottom-up/top-down, template matching, feature
analysis dan prototype matching.
Psikologi kognitif “oshe“ 2
􀂐 G E S T A L T P S Y C H O L O G Y
Pengenalan pola didasarkan atas persepsi terhadap keseluruhan pola stimulus. Beberapa stimulus
akan dipersepsikan dengan cara yang sama oleh sebagian besar orang.
Sebagai contoh, jika ditunjukkan stimulus berikut :
Sebagian besar orang akan mengenali dan menyebutkannya sebagai segi empat.
Cara kita mengorganisasikan dan mengklasifikasikan stimulus visual telah dipelajari oleh
psikolog Gestalt pada awal abad 20. Pengenalan pola menurut mereka melibatkan keseluruhan stimulus
yang bekerja bersama menghasilkan suatu kesan yang lebih dari sekedar totalitas penjumlahan dari
penginderaan terhadap bagian-bagiannya.
Menurut Wertheimer (1923), beberapa pola stimulus cenderung diorganisasikan secara alami
(spontan). Sebagai contoh, kesan anda terhadap gambar berikut cenderung adalah seri delapan buah titik.
• • • • • • • •
Jika titik-titik tersebut membentuk pola sebagai berikut :
• • • • • • • •
Anda cenderung melihatnya sebagai empat set pola dua titik.
Apabila titik-titik disusun sebagai berikut :
• • • • • • •
• • • • • • •
• • • • • • • • • •
Anda akan cenderung melihatnya sebagai segi empat, segi enam dan segi tiga.
Perhatikan cara mata kita mengorganisasikan arah ke mana segitiga menunjuk. Lihatlah
gambar berikut selama beberapa detik, dan anda akan melihat perubahan arah segitiga dari arah yang
satu kearah yang lainnya.
Psikologi kognitif “oshe“ 3
Salah satu penjelasan terhadap perubahan ini adalah bahwa “mind’s eye” selalu berusaha mencari
alternatif organisasi persepsi. Dalam hal ini, stimulus yang masuk ke retina adalah sama, tetapi
interpretasinya berbeda.
􀁘 􀁘
􀁘 􀁘 􀁘
􀁘 􀁘 􀁘
􀁘 􀁘
􀁘 􀁘
􀁘
Tokoh psikologi Gestalt, khususnya Kohler memiliki asumsi : organisasi spontan terhadap pola
merupakan fungsi dari stimulus sendiri dan hanya sedikit berkaitan dengan pengalaman subjek
sebelumnya. Namun berdasarkan riset-riset (beberapa riset merupakan penelitian lintas budaya),
nampaknya “pengorganisasian alami” terhadap pola lebih berhubungan dengan sejarah persepsi
(pengalaman) subjek.
Penekanan psikolog kognitif dalam mempelajari rekognisi pola lebih pada struktur dan proses
internal yang berkaitan dengan rekognisi pola yang kompleks, tidak seperti studi gestalt mula-mula
yang menekankan karakteristik stimulus sederhana.
􀂐 P E R S P E K T I F C A N O N I C
Perspektif canonic merupakan perluasan ide dari para ahli Gestalt. Perspektif canonic merupakan
pandangan-pandangan yang paling baik dalam merepresentasikan suatu objek atau image-image yang
datang pertama kali di dalam pikiran ketika kita mengingat kembali suatu bentuk.
Salah satu penjelasan teoritis yang umum untuk pendekatan canonic adalah bahwa melalui
pengalaman umum dengan berbagai objek, kita mengembangkan ingatan-ingatan yang permanen atas
pandangan-pandangan yang paling mewakili (representasional) dan suatu sudut pandang yang
mendekati jumlah informasi maksimal dari suatu objek. Kajian atas Perspektif canonic menjelaskan
kepada kita tentang perspektif bentuk, namun sekaligus juga memberikan informasi yang lebih banyak
tentang pemrosesan informasi pada manusia, pembentukan prototype (tipikalitas objek-objek yang
direpresentasikan dalam memori) dan ekonomi pikiran.
Sebuah data eksperimen mendukung gagasan di atas, yaitu eksperimen dari Palmer, Rosch &
Chase (1981). Mereka melakukan pemotretan suatu seri objek-objek yang umum dari berbagai sudut.
Subjek diminta menentukan foto yang mana yang paling tipikal atau paling familiar.
Psikologi kognitif “oshe“ 4
Langkah selanjutnya (eksperimen bagian kedua), kepada subjek dipertontonkan (satu persatu)
foto-foto kuda dan objek-objek yang lain dan diminta untuk menyebutkan nama objek tersebut secepat
mungkin. Seperti dugaan, foto dari Perspektif canonic dikenali paling cepat (waktu reaksi paling kecil).
Reaksi waktu (terhadap foto-foto lain) semakin bertambah (lebih lama) sesuai dengan fungsi jarak
penilaian dari canonicality.
Penjelasan atas hasil eksperimen tersebut adalah :
(1) Lebih sedikit bagian dari objek yang tidak dapat dilihat.
(2) Sudut pandang canonic merupakan sudut pandang yang paling sering kita lihat.
(3) Sudut pandang canonic merupakan sudut pandang yang paling ideal atau paling baik.
􀂐 P E M R O S E S A N B O T T O M - U P VS T O P - D O W N
Bagaimana kita mengenali suatu pola ? Persoalannya, apakah kita mengawalinya dengan
pengenalan bagian-bagian yang selanjutnya menjadi dasar pengenalan terhadap keseluruhan (bottomup
), ataukah diawali dengan hipotesis terhadap keseluruhan dan selanjutnya menjadi dasar untuk
mengidentifikasi dan merekognisi bagian-bagiannya (top-down).
Contoh :
􀁨 Bottom-up : Mengidentifikasi anjing karena kita telah mengenal kembali bulunya, keempat
kakinya, matanya, kupingnya, dll.
􀁨 Top-down : Mengenal kembali bulu anjing, mata anjing, kuping anjing, kaki anjing karena kita
telah mengidentifikasi anjing.
Beberapa teoris (seperti Palmer 1975) berpendapat bahwa dalam berbagai situasi, interpretasi
terhadap bagian-bagian dan keseluruhan berlangsung secara simultan (bersama-sama) baik top-down
maupun bottom-up . Pengenalan kembali (rekognisi) terhadap objek dipengaruhi oleh harapan subjek yang
ditentukan oleh konteks. Hal ini nampak dari hasil eksperimen.
􀁨 Eksperimen dari Palmer (1975) menunjukkan bahwa pengenalan bagian-bagian wajah lebih mudah
dilakukan ketika dalam konteks (bentuk kepala) dari pada ketika tanpa konteks (tanpa “bingkai”
bentuk kepala).
􀁨 Eksperimen Biederman dkk. (1972) menunjukkan bahwa ketika subjek diminta untuk mencari objek
dalam dunia nyata (contoh mencari objek dalam kampus atau objek di jalan raya, pengenalan,
ketepatan dan waktu yang dibutuhkan untuk mengidentifikasi objek berhubungan dengan ketepatan
penempatan objek.
Kita mengharapkan untuk melihat objek-objek tertentu dalam konteksnya (contoh: stetoskop di
ruangan dokter, kompor didapur). “Pengetahuan terhadap dunia” memfasilitasi pengenalan terhadap objek
pada konteks yang familiar dan menghambat kita untuk mengidentifikasi pada konteks yang tidak
cocok.
Psikologi kognitif “oshe“ 5
􀂐 T E M P L A T E M A T C H I N G
Template matching merupakan salah satu ide yang digunakan untuk menjelaskan bagaimana
otak kita mengenali kembali bentuk-bentuk atau pola-pola.
Template dalam konteks rekognisi pola menunjuk pada konstruk internal yang jika cocok
(match ) dengan stimulus penginderaan mengantar pada rekognisi suatu objek. Atau pengenalan pola
terjadi jika terjadi kesesuaian antara stimulus indera dengan bentuk mental internal.
Gagasan ini mendukung bahwa sejumlah besar template telah tercipta melalui pengalaman hidup
kita. Tiap-tiap template berhubungan dengan suatu makna tertentu.
Contoh proses identifikasi bentuk geometri :
Energi cahaya yang terpancar dari suatu bentuk mengena pada retina mata dan diubah menjadi
energi neural yang kemudian dikirim ke otak. Selanjutnya terjadi pencarian di antara templatetemplate
yang ada. Jika sebuah template ditemukan sesuai (match ) dengan pola tadi, maka subjek
dapat mengenal bentuk tersebut. Setelah kecocokan antara objek dan template terjadi, proses lebih
lanjut dan interpretasi terhadap objek bisa terjadi.
Teori Template matching memiliki keunggulan dan kelemahan, yaitu :
􀁨 Keunggulan :
(1) Jelas bahwa untuk mengenal bentuk, huruf atau bentuk-bentuk visual lainnya diperlukan kontak
dengan bentuk-bentuk internal.
(2) Template matching adalah prosedur pengenalan pola yang sederhana yang didasarkan pada
ketepatan konfigurasi informasi penginderaan dengan “konfigurasi” pada otak. (Contohnya :
barcode)
􀁨 Kelemahan :
Jika perbandingan eksternal objek dgn internal objek 1:1, maka objek yang berbeda sedikit saja
dengan template tidak akan dikenali. Oleh karena itu, jutaan template yang spesifik perlu dibuat
agar cocok dengan berbagai bentuk geometri yang kita lihat dan kenal. Jika memang penyimpanan
memori di otak seperti ini, otak tentu seharusnya sangat kewalahan dan pencarian informasi akan
memakan waktu, padahal pada kenyataannya tidak demikian.
􀂐 F E A T U R E A N A L Y S I S
Ini merupakan pendekatan lain yang menjelaskan bagaimana kita menyarikan informasi dari
stimulus yang kompleks. Teori ini mendukung pernyataan bahwa persepsi pola merupakan pemrosesan
informasi tahap lanjut (higher order) yang didahului oleh langkah datangnya stimulus kompleks yang
diidentifikasi berdasarkan tampang-tampang sederhananya. Dengan demikian, menurut pendekatan ini,
sebelum suatu informasi visual dimengerti secara penuh, terlebih dahulu komponen-komponenya dianalisa
secara minimal.
Psikologi kognitif “oshe“ 6
Contoh :
“P A N A H”, bukan diterjemahkan ke dalam definisi (misalnya: benda panjang berujung
runcing yang merupakan pasangan dari busur), bukan digambarkan dlm imajinasi (“⇐”), bukan
dibaca sebagai “PANAH”, atau bukan pula dieja per huruf (P-A-N-A-H).
Tetapi features atau komponen dari masing-masing huruf dideteksi dan dianalisis. Misalnya,
huruf A dari “PANAH” dipecah ke dalam gua garis diagonal ( / \ ) dan satu garis horizontal ( ⎯ ), atau
sudut runcing ( /\ ) atau dasar yang terbuka ( / \ ), dan seterusnya.
Persepsi Pola Dan Gerakan Mata
Pendekatan langsung yang dilakukan terhadap feature analysis adalah observasi terhadap
gerakan dan fiksasi mata. Riset mengenai hal ini mengasumsikan bahwa bila kita menatap pada
tampang (feature ) tertentu pada pola dengan waktu yang lama, berarti kita sedang menyarikan atau
memeras informasi yang lebih banyak daripada tampang (feature ) yang hanya dipandang sekilas. Riset
semacam ini telah dilakukan oleh Mackwoth (1965,1970) dan Yarbus (1967).
􀂐 P R O T O T Y P E M A T C H I N G
Pendekatan ini merupakan alternative dari template matching dan feature analysis . Pandangan
ini beranggapan bahwa pembentukan prototype adalah lebih mungkin daripada membentuk template
khusus atau sejumlah feature dari pola yang berbeda-beda, yang diaktifkan pada waktu merekognisi.
Adanya prototype memungkinkan kita untuk mengenali suatu pola meskipun pola tersebut
mungkin tidak identik dengan prototype dan hanya serupa (similar).
Proses Prototype matching :
Beberapa jenis abstraksi disimpan didalam long term memory (LTM) dan abstraksi tersebut
berperan sebagai bentuk dasar (prototype) . Suatu pola yang diamati akan dicek dengan prototype
yang ada, dan jika ditemukan keseuaian, pola tersebut akan dikenali.
Contoh : Kita dapat mengenali mobil VW meskipun memiliki bentuk dan warna yang berbeda
dengan yang kita lihat.
Prototype bukan sekedar abstraksi terhadap satu set stimuli, tetapi juga merupakan contoh atau
representasi yang terbaik dari suatu pola.