機(jī)器學(xué)習(xí)為物理學(xué)提供了分析藝術(shù)的指標(biāo)

一項(xiàng)國(guó)際研究合作報(bào)告稱，對(duì)上一個(gè)千禧年產(chǎn)生的藝術(shù)作品進(jìn)行系統(tǒng)化的人工智能分析，可以揭示有關(guān)歷史進(jìn)化藝術(shù)趨勢(shì)的信息。此外，結(jié)果很好地映射了關(guān)于藝術(shù)史的風(fēng)格和時(shí)期的規(guī)范概念。

藝術(shù)分析通常是比較性的，并且歷史上由個(gè)體研究人員進(jìn)行，這限制了研究的規(guī)模。單個(gè)學(xué)者一次比較少數(shù)幾幅畫是不切實(shí)際的。然而，近幾十年來(lái)，大量的歷史藝術(shù)品已被數(shù)字化并免費(fèi)提供，從而實(shí)現(xiàn)了藝術(shù)分析的定量方法，這些方法以前是不可行的，如果不是不可能的話。

在由美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊發(fā)表的新研究中，研究人員分析了由在線百科全書維基藝術(shù)主辦的137,364件視覺藝術(shù)品(主要是繪畫)的數(shù)據(jù)集。該網(wǎng)站包含超過2,000種藝術(shù)家的作品，超過100種風(fēng)格。

每個(gè)文件都轉(zhuǎn)換為矩陣表示。通過應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，研究人員分析了相鄰像素之間的關(guān)系，并計(jì)算了兩個(gè)復(fù)雜度量度：歸一化置換熵H和統(tǒng)計(jì)復(fù)雜度 C.

H值量化圖像的像素排列中的無(wú)序程度。例如，接近零的值表示常規(guī)圖像，例如由極簡(jiǎn)主義畫家產(chǎn)生的圖像。接近1的值表示看起來(lái)不規(guī)則或更無(wú)序的像素，例如Jackson Pollock的滴水畫。

統(tǒng)計(jì)復(fù)雜度C是工作結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的度量。在像素排列中呈現(xiàn)無(wú)序或有序的極端的繪畫產(chǎn)生零，因?yàn)檫@樣的工作具有低結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到更復(fù)雜的空間模式時(shí)，該值為正。

將這兩種測(cè)量結(jié)合起來(lái)產(chǎn)生了復(fù)雜性 - 熵平面，作者指出這是一種已應(yīng)用于許多其他領(lǐng)域的技術(shù)。這些措施不僅可以在一定的誤差范圍內(nèi)預(yù)測(cè)繪畫的風(fēng)格和周期; 他們的分析揭示了1000年來(lái)藝術(shù)的清晰軌跡，其復(fù)雜性 - 熵平面的過渡與藝術(shù)文獻(xiàn)中的規(guī)范時(shí)期相對(duì)應(yīng)。

具體而言，研究人員可以清楚地看到與現(xiàn)代藝術(shù)之前和之后的時(shí)期相對(duì)應(yīng)的熵和復(fù)雜性的明顯變化，以及從現(xiàn)代藝術(shù)到后現(xiàn)代藝術(shù)的轉(zhuǎn)變。他們?cè)跁r(shí)間軸上描繪了這些轉(zhuǎn)變，并報(bào)告說“不難想象從第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，從現(xiàn)代到后現(xiàn)代的過渡是由歷史書??中的后現(xiàn)代主義開始的事件所驅(qū)動(dòng)的。”

研究人員指出，由于他們將分析局限于這兩種復(fù)雜度量，因此不可能完全捕捉到可能在藝術(shù)中編碼的信息豐富性。“然而，”他們寫道，“然而，我們的結(jié)果表明，簡(jiǎn)單的物理啟發(fā)指標(biāo)可以與藝術(shù)史學(xué)家提出的概念聯(lián)系起來(lái)，更重要的是，這些措施確實(shí)帶有關(guān)于藝術(shù)品，風(fēng)格和進(jìn)化的相關(guān)信息。”