第二章知覺案例

1、認(rèn)知心理學(xué)cognitive psychology第2章 知覺(Perception)主要內(nèi)容第一節(jié) 知覺信息與知覺過程第二節(jié) 模式識(shí)別第三節(jié) 結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)效應(yīng)第一節(jié) 知覺信息與知覺過程知覺是只有直接性質(zhì)的心理現(xiàn)象知覺是現(xiàn)實(shí)刺激和已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的相互作用的結(jié)果想一想什么是知覺？傳統(tǒng)認(rèn)知心理學(xué)關(guān)于知覺的傳統(tǒng)觀點(diǎn)關(guān)于知覺的認(rèn)知心理學(xué)觀點(diǎn)知覺是在神經(jīng)系統(tǒng)或腦中留下的烙印，是具有直接性質(zhì)的心理現(xiàn)象；知覺是一種主動(dòng)的和富有挑戰(zhàn)性的構(gòu)造過程；知覺是在刺激下直接產(chǎn)生的，而且似乎是自動(dòng)的；知覺是在已貯存的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的參與下把握刺激意義的過程；某些空間特性的知覺似乎是先天制約的，不依賴過去的經(jīng)驗(yàn)或?qū)W習(xí)；知覺是對(duì)感覺信息

2、的組織和解釋，即獲得感覺信息意義的過程；某些幾何錯(cuò)覺甚至不依賴人所掌握的有關(guān)概念；知覺是現(xiàn)實(shí)刺激和已貯存的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的相互作用的結(jié)果；知覺的一切都是刺激所賦予的，與人已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)無關(guān)，不具有對(duì)感覺信息的組織過程。感覺信息是具體的、特殊的，知覺信息是較抽象的、一般的，具有直接和間接兩種性質(zhì)。一、知覺經(jīng)驗(yàn)在知覺中的作用【實(shí)驗(yàn)一】 Warren(1970)音素恢復(fù)實(shí)驗(yàn)The state governors met with their respective legi*latures convening in capital city . (legislatures )擴(kuò)展實(shí)驗(yàn):It was fou

3、nd that the *eel was on the axle. (wheel)2. It was found that the *eel was on the shoe. (heel)3. It was found that the *eel was on the orange. (peel)4. It was found that the *eel was on the table. (meal)結(jié)論：人在知覺句子時(shí)可以依據(jù)上下文和對(duì)整個(gè)句子的理解，把一個(gè)詞中缺失的音素恢復(fù)起來，但上下文不同，所恢復(fù)的音素也不同。說明這種知覺現(xiàn)象的產(chǎn)生依賴于現(xiàn)實(shí)刺激的信息和已貯存的信息的相互作用?！緦?shí)驗(yàn)二

4、】 Miller&Isard(1963)的句子知覺實(shí)驗(yàn)1.正常句：合乎英語語法并有一定意義的句子A witness signed the official document.Sloppy fielding loses baseball games.2.異常句：合乎英語語法但沒有任何意義的句子A witness appraised the shocking company dragon.Sloppy poetry leaves nuclear minutes.3.非語法句：不符合英語語法且無任何意義的句子A legal glittering the exposed picnic knight.L

5、oses poetry spots total wasted.結(jié)果：句子的正確知覺是句子的類型和音噪比的函數(shù)。（1）在強(qiáng)噪音背景上，三種句子的正確知覺都很少，噪音減弱時(shí)知覺的正確性提高；（2）正常的句子在所有的音噪比水平上都優(yōu)于異常句，而異常句又優(yōu)于非語法句。結(jié)論：正常句優(yōu)于異常句說明人在知覺時(shí)利用了句子的意義，而異常句優(yōu)于非語法句說明人在知覺時(shí)利用了語法。這都說明已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)語言知識(shí)（意義和語法）對(duì)知覺的影響作用是存在的?！緦?shí)驗(yàn)三】 Biederman的場(chǎng)景實(shí)驗(yàn) 正常的 雜亂的 線索在前 線索在后 備擇物在先 備擇物在后結(jié)果：在任何一種情況下，正常場(chǎng)景中靶子的辨認(rèn)率和速度均高于雜亂的場(chǎng)景。

6、結(jié)論：人在知覺自然環(huán)境中的對(duì)象時(shí)，是以已有關(guān)于自然環(huán)境中諸景物的知識(shí)為依據(jù)的，有關(guān)諸景物的自然的空間關(guān)系的知識(shí)引導(dǎo)我們的知覺活動(dòng)。二、兩種對(duì)立的知覺理論1.假設(shè)考驗(yàn)說2.刺激物說1.假設(shè)考驗(yàn)說代表人物：Bruner、Gregory主要內(nèi)容：知覺是一種包含假設(shè)考驗(yàn)的構(gòu)造過程。人通過接受信息、形成和考驗(yàn)假設(shè)，再接受或搜尋信息，再考驗(yàn)假設(shè)，直至驗(yàn)證某個(gè)假設(shè)，從而對(duì)感覺剌激做出正確地解釋。論據(jù)：Rock（1983）指出，外部刺激與知覺經(jīng)驗(yàn)沒有一對(duì)一的關(guān)系，同一刺激可引起不同的知覺（雙關(guān)圖），不同的刺激卻又可以引起相同的知覺（常性）。同一刺激可以引起不同的知覺【雙關(guān)圖】同一刺激可以引起不同的知覺【雙關(guān)圖

7、】同一刺激可以引起不同的知覺【雙關(guān)圖】同一刺激可以引起不同的知覺【雙關(guān)圖】同一刺激可以引起不同的知覺【雙關(guān)圖】同一刺激可以引起不同的知覺【雙關(guān)圖】同一刺激可以引起不同的知覺【雙關(guān)圖】不同的刺激可以引起相同的知覺【知覺的恒常性】 2.刺激物說(Gibson知覺的生態(tài)學(xué)理論)代表人物：Gibson主要內(nèi)容：自然界的刺激是完整的，可以提供非常豐富的信息，人完全可以利用這些信息，直接產(chǎn)生與作用于感官的刺激相對(duì)應(yīng)的知覺經(jīng)驗(yàn)，不需要在過去經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上形成假設(shè)并進(jìn)行考驗(yàn)。論據(jù)： Gibson的結(jié)構(gòu)密度級(jí)差實(shí)驗(yàn)視崖實(shí)驗(yàn)34假設(shè)考驗(yàn)說VS刺激物說知覺依賴外部刺激的直接作用，這是沒有爭(zhēng)論的。兩種知覺理論爭(zhēng)論的焦點(diǎn)是

8、現(xiàn)實(shí)刺激信息是否需要在過去經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行組織才能產(chǎn)生知覺。認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，知覺依賴過去的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，知覺信息是現(xiàn)實(shí)刺激的信息和記憶信息相互作用的結(jié)果。三、知覺加工1.自下而上加工和自上而下加工2.整體加工和局部加工1.自下而上加工和自上而下加工自下而上（bottom-up）加工：是指由外部刺激開始的加工，通常是說先對(duì)較小的知覺單元進(jìn)行分析，然后再轉(zhuǎn)向較大的知覺單元，經(jīng)過一系列連續(xù)階段的加工而達(dá)到對(duì)感覺刺激的解釋。 自上而下（top-down）加工：是由有關(guān)知覺對(duì)象的一般知識(shí)開始的加工。由此可以形成期望或?qū)χX對(duì)象的假設(shè)。這種期望或假設(shè)制約著加工的所有的階段或水平，從調(diào)整特征覺察器直到引導(dǎo)對(duì)細(xì)

9、節(jié)的注意等。 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)加工（date-driven processing） 概念驅(qū)動(dòng)加工（conceptually-driven processing） 自下而上加工&自上而下加工的聯(lián)系（1）沒有刺激，單靠自上而下加工只能產(chǎn)生幻覺；（2）單靠自下而上加工是無法負(fù)擔(dān)的，也難于應(yīng)付一些刺激所具有的雙關(guān)性質(zhì)或不確定性。（3）一般都承認(rèn)，知覺過程包含互相聯(lián)系的自下而上加工和自上而下加工，只是在不同情況下各有側(cè)重。在良好的知覺條件下，知覺主要是自下而上加工，而隨著條件惡化，自上而下加工的參與也將逐漸增多?！緦?shí)驗(yàn)】 Tulving等（1964）的字詞識(shí)別實(shí)驗(yàn)通過改變刺激的呈現(xiàn)時(shí)間來研究自下而上的加工，而通

10、過改變上下文字詞的數(shù)目來研究自上而下的加工。Countries in the United Nations form a military alliance.The political leader was challenged by a dangerous opponent.A voter in municipal elections must be a local resident.The huge slum was filled with dirt and disorder.上下文靶子詞45無上下文 disorder4字上下文 filled with dirt and disorder.

11、8字上下文 The huge slum was filled with dirt and disorder.呈現(xiàn)時(shí)間靶子詞的正確識(shí)別率結(jié)論：字詞識(shí)別既依賴于自下而上加工，又依賴于自上而下加工，并且在不同的條件下，也可有不同的情況。2.整體加工和局部加工對(duì)于一個(gè)客體，是先知覺其各部分，進(jìn)而再知覺整體？還是先知覺整體，再由此知覺其各部分？【實(shí)驗(yàn)1】Navon（1977）：聽覺干涉實(shí)驗(yàn)總體一致關(guān)系：一致、無關(guān)、沖突；局部一致關(guān)系：一致、無關(guān)、沖突；實(shí)驗(yàn)結(jié)果:(1)聽覺辨別的反應(yīng)時(shí)依賴于聽覺刺激與視覺刺激總體的一致關(guān)系；(2)聽覺辨別的反應(yīng)時(shí)在三種局部的一致關(guān)系下，無顯著差異。結(jié)論：在一些情境中（限短

12、時(shí)），視覺加工的深度有限，只有總體特征可被知覺，而局部特征則不被知覺。【實(shí)驗(yàn)2】Navon(1977)：視覺的字母識(shí)別作業(yè)注意整體注意局部實(shí)驗(yàn)結(jié)果：（1）大字母的識(shí)別要快于小字母；（2）在三種不同關(guān)系下，大字母的識(shí)別未受影響，而小字母識(shí)別的反應(yīng)時(shí)有差異，在沖突關(guān)系下反應(yīng)時(shí)最長(zhǎng)。結(jié)論：總體特征是先于局部特征被知覺的，總體加工是處于局部分析之前的一個(gè)必要的知覺階段，即總體特征優(yōu)先，知覺是從總體到局部的。質(zhì)疑的聲音Kinchla和Wolfe(1979)發(fā)現(xiàn),當(dāng)小字母達(dá)到視角8。時(shí),它比總體特征(大字母)更易識(shí)別。H HH HH H HH HH HS SS SS S SS SS SNavon的補(bǔ)充：總

13、體優(yōu)先效應(yīng)的大小乃至其存在依賴于一定的因素，其中最重要的是視角大小和網(wǎng)像的位置。（1）最佳大小的對(duì)象被首先加工。（2）最佳位置的對(duì)象被首先加工。 從局部到整體的加工 = 自下而上的加工？從整體到局部的加工 = 自上而下的加工？整體加工和局部加工主要針對(duì)刺激的物理特征而言；自上而下的加工與自下而上的加工更多針對(duì)意義特征而言。討 論第二節(jié) 模式識(shí)別模式（Pattern）：指由若干元素或成分按一定關(guān)系形成的某種刺激結(jié)構(gòu)，也可以說模式是刺激的組合。 模式識(shí)別（Pattern Recognition）：當(dāng)人能確認(rèn)他所知覺的某個(gè)模式是什么，并與其他模式區(qū)分開來，模式識(shí)別過程：是感覺信息與長(zhǎng)時(shí)記憶中的有關(guān)信

14、息進(jìn)行比較，再?zèng)Q定它與哪個(gè)長(zhǎng)時(shí)記憶中的項(xiàng)目有著最佳匹配的過程。模板說（模板匹配模型）原型說（原型匹配模型）特征說（特征分析模型）有關(guān)模式識(shí)別的理論假說一、模板說（Template Theory）在人的長(zhǎng)時(shí)記憶中，貯存著許多各式各樣的過去在生活中形成的外部模式的袖珍復(fù)本。這些袖珍復(fù)本即稱作模板（template），它們與外部的模式有一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系；當(dāng)一個(gè)刺激作用于人的感官時(shí)，刺激信息得到編碼并與已貯存的各種模板進(jìn)行比較，然后作出決定，看哪一個(gè)模板與刺激有最佳的匹配，就把這個(gè)刺激確認(rèn)為與那個(gè)模板相同。這樣，模式就得到識(shí)別了。由于每個(gè)模板都與一定的意義及其他的信息相聯(lián)系，受到識(shí)別的模式便得到解釋或

15、其他的加工。 模板匹配理論示意圖典型的識(shí)別失敗的例證模板說的補(bǔ)充和修正1.預(yù)加工（Preprocessing）過程：在模式識(shí)別的初期階段，在匹配之前，將刺激的外形、大小或方位等加以調(diào)整，使之標(biāo)準(zhǔn)化。 2.模板匹配模型最開始是一種自下而上的加工模型，在預(yù)加工過程提出之后，又涉及到了自上而下的加工，形成了一個(gè)比較完整的模板匹配模型?！緦?shí)驗(yàn)】Phillips（1974） 棋局模式識(shí)別實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在視覺存貯的短時(shí)間內(nèi)，兩個(gè)模式的空間重疊關(guān)系有利于識(shí)別，即是說，模板匹配在模式識(shí)別中在起作用。應(yīng)用機(jī)器的模式識(shí)別條形碼分為4個(gè)部分：1-3位：國(guó)家代碼4-8位：生產(chǎn)廠商代碼9-12位：廠內(nèi)商品代碼第13位：校驗(yàn)

16、碼局限性給記憶帶來沉重的負(fù)擔(dān)，缺少靈活性。難以解釋人何以迅速識(shí)別一個(gè)新的、不熟悉的模式這類常見的事實(shí)。模板說沒有完全解釋人的模式識(shí)別過程。二、原型說（Prototype Theory）在記憶中儲(chǔ)存的不是與外部模式有一對(duì)一關(guān)系的模板，而是原型（Prototype）。原型是一個(gè)類別或范疇的所有個(gè)體的概括表征，反映一類客體具有基本特征。在模式識(shí)別過程中，外部刺激只需與原型進(jìn)行比較，而且由于原型是一種概括表征，這種比較不要求嚴(yán)格準(zhǔn)確匹配，而只需近似的匹配即可。當(dāng)刺激與某一原型有最近似的匹配，即可將該刺激納入此原型所代表的范疇，從而得到識(shí)別。【實(shí)驗(yàn)1】 Posner等(1967，1968)的原型實(shí)驗(yàn)原型

17、 畸變的三角形結(jié)論：被試對(duì)畸變模式進(jìn)行分類是將它們與相應(yīng)的原型作比較的。被試不僅可以從畸變模式中抽象出原型，而且還能掌握這一范畸的實(shí)例的變異性?！緦?shí)驗(yàn)2】Reed（1972）的原型實(shí)驗(yàn)？Reed的原型匹配模型特征抽取關(guān)系模式解釋準(zhǔn)確匹配分類命名進(jìn)入記憶丟失特征反應(yīng)傾向不成功刺激審察具體的像抽象表象再分析評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn)：很好地解釋了模式識(shí)別的靈活性和適應(yīng)性，減輕了人的記憶負(fù)擔(dān)。不足：模型只含有自下而上的加工，不含有自上而下的加工。三、特征說（Feature Theory）模式是由若干元素或成分按照一定關(guān)系構(gòu)成的，這些元素、成分、關(guān)系都可稱為特征（feature） 。外部刺激在人的長(zhǎng)時(shí)記憶中，是以其各種

18、特征來表征的，在模式識(shí)別過程中，首先要對(duì)刺激的特征進(jìn)行分析，即抽取其有關(guān)特征加以合并，再與長(zhǎng)時(shí)記憶中的各種刺激特征相比較，一旦獲得最佳匹配，外部刺激就得到了識(shí)別。【實(shí)驗(yàn)】Neisser（1964）字母識(shí)別的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)論：當(dāng)一些字母的特征有較大差別時(shí)，就容易對(duì)它們作出區(qū)分，否則就會(huì)發(fā)生困難。 【實(shí)驗(yàn)】 Pritchard（1961）固定網(wǎng)像實(shí)驗(yàn)結(jié)論：特征似乎是知覺的單元，一些特征或單元的結(jié)合而構(gòu)成我們所識(shí)別的模式，雖然這種特征的抽取和結(jié)合是我們所意識(shí)不到的?！緦?shí)驗(yàn)】 Hubel&Wiesel（1959，1963）關(guān)于視覺感受野的研究皮層中不同的神經(jīng)元有不同的感受域，這種分工使得個(gè)體能區(qū)分不同模式

19、的特征。生理學(xué)研究特征覺察器（feature detector）：動(dòng)物的視覺系統(tǒng)含有一些專門化的神經(jīng)細(xì)胞，它們只對(duì)有一定特征的刺激作出反應(yīng)或有最大反應(yīng)。貓和猴：垂直光條或水平光條覺察器青蛙：邊界覺察器、凸邊覺察器、運(yùn)動(dòng)邊界覺察器鴿和兔：垂直邊覺察器、水平覺察器人也可能有這種對(duì)刺激的特征覺察器。McCollough效應(yīng)依賴于圖形的方位的這種顏色后效稱為McCollough效應(yīng)（簡(jiǎn)作ME)。what和where通路運(yùn)動(dòng)不能癥Selfridge的“鬼城”模型（pandemonium model）映像鬼（ image demon）特征鬼（ feature demon ）認(rèn)知鬼（cognitive de

20、mon）決策鬼（decision demon）R評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn)：（1）避開預(yù)加工的困難和負(fù)擔(dān)，使識(shí)別有更強(qiáng)的適應(yīng)性。（2）極大地減輕了記憶的負(fù)擔(dān)。（3）帶有更多的學(xué)習(xí)色彩。 不足：(1)只有自下而上加工；(2)是典型的從局部到整體的加工。第三節(jié) 結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)效應(yīng)結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)效應(yīng)（structure-superiority effect）： 整體的結(jié)構(gòu)在模式識(shí)別中所起的有利的作用。字詞優(yōu)勢(shì)效應(yīng)客體優(yōu)勢(shì)效應(yīng)構(gòu)型優(yōu)勢(shì)效應(yīng)字母優(yōu)勢(shì)效應(yīng)句子優(yōu)勢(shì)效應(yīng)一、字詞優(yōu)勢(shì)效應(yīng)字詞優(yōu)勢(shì)效應(yīng)（word-superiority effect）：識(shí)別一個(gè)字詞中的字母的正確率要高于識(shí)別一個(gè)單獨(dú)的同一字母。ORWDWORDGAMEORWDG

21、AEM注 視點(diǎn)刺激呈現(xiàn) 掩蔽刺 激和供選擇 字母DWORD KDDG【實(shí)驗(yàn)】Reicher（1969）刺激呈現(xiàn)時(shí)間35-85ms短中長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)過程有先行信息無先行信息無先行信息有先行信息2字詞2字母2非字詞2字詞1非字詞1字母1字詞85刺激呈現(xiàn)時(shí)間被試平均錯(cuò)誤辨別次數(shù)質(zhì)疑的聲音單個(gè)字母比字詞易忘掉？單個(gè)字母比單詞在速示器中的刺激面積小？有趣的例外對(duì)字詞優(yōu)勢(shì)效應(yīng)的解釋推論說：知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，自上而下加工。編碼說：知識(shí)表征。字詞語音編碼；字母視覺編碼。加工說：整體加工和局部加工。87二、客體優(yōu)勢(shì)效應(yīng)客體優(yōu)勢(shì)效應(yīng)（object-superiority effect）：“客體”圖形中的線段要優(yōu)于識(shí)別結(jié)構(gòu)不嚴(yán)的圖形中的同一線段或單獨(dú)的該線段。靶子線段 上下文圖 形部分刺激 圖形掩蔽 圖形【實(shí)驗(yàn)】 Weisstein,Harris（1974）三維圖形中的線段識(shí)別實(shí)驗(yàn)被試按鍵 呈現(xiàn)一段時(shí) 間 (5-44ms)后，消失 呈現(xiàn)100ms后， 消失 判斷刺激圖形屬于哪個(gè)靶子?在一個(gè)結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娜S圖形中的線段識(shí)別要優(yōu)于結(jié)構(gòu)較差的圖形的同一線段。結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膱D形易成為一個(gè)知覺組織單元。【實(shí)驗(yàn)】Earhard（1980）非三維圖形中的線段識(shí)別實(shí)驗(yàn)三維性并不是產(chǎn)生客體優(yōu)勢(shì)效應(yīng)的必要因素。表盤式上下文圖形坐標(biāo)式上下文圖形靶