視覺搜索中的非對稱性試驗報告

1、視覺搜索中的非對稱性實驗報告1.引言非對稱性搜索是指在若干個甲類項目（干擾項）中找到一個乙類項目（靶子），與從同樣的若干個乙類項目（干擾項）中找到一個甲類項目（靶子），兩者的搜索速度有顯著差異，出現(xiàn)非對稱現(xiàn)象。也就是說，當(dāng)甲乙兩類項目互易靶子或干擾項的角色時，搜索所需時間不同。Neisser （1963）首先發(fā)現(xiàn)并研究了視覺搜索的非對稱現(xiàn)象。典型的搜索非對稱的實驗由Treisman設(shè)計。Treisman自八十年代以來進(jìn)行了一系列非對稱性搜索實驗，其中拓?fù)涮卣髋c非拓?fù)涮卣鞯姆菍ΨQ性是較為復(fù)雜的一種，而且結(jié)果也不確定。Treisman應(yīng)用封閉圓和開口圓做靶子分別進(jìn)行視覺搜索的實驗。以封閉圓和開口圓

2、作為靶子， 開口的大小分成三種，分別占圓周長的1/2, 1/4和1/8。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)對這兩類靶子的搜索存在著強(qiáng)烈的非對稱性，開口圓的搜索是快速的，基本不受開口大小和干擾項數(shù)目的影響；但是，封閉圓的搜索卻是較慢的、系列的?？傮w上，開口圓的搜索要快于封閉圓的搜索。本實驗通過對封閉圓和開口圓分別做靶子進(jìn)行視覺搜索實驗，來了解視覺搜索中的非對稱性現(xiàn)象以及封閉性這一拓?fù)涮卣髟谇白⒁饧庸ぶ械淖饔谩?.方法被試某師范大學(xué)心理學(xué)院本科生19名。器材計算機(jī)及PsyTech心理實驗系統(tǒng)，選擇視覺搜索中的非對稱性實驗。實驗材料：靶子：開口圓或封閉圓。開口大?。喝N，1/2、1/4、1/8 （指開口占圓周長的比例）。

3、畫面大?。焊蓴_項的數(shù)目，1個、6個、12個。實驗設(shè)計采用3X 3X2X 2的組內(nèi)設(shè)計。自變量一：畫面大小 A,即干擾項的數(shù)目，其中 A1=1, A2=6, A3=12;自變量二：開口大小 B,即開口占圓周長的比例，其中 B1=1/2, B2=1/4 , B3=1/8;自變量三：是否開口 C,其中C1=#D圓，C2=閉口圓；自變量四：有無靶子 D;其中D1韋靶子，D2W靶子。因變量為反應(yīng)時間。實驗程序：按實驗要求在屏幕上搜索一段圓弧（開口圓）或一個圓圈（封閉圓）。搜索到了，請按下紅鍵；如果沒有找到，請按下綠鍵。如果按錯鍵，要求立即改正。每六個試次后休息10秒鐘。每六次試驗后休息10秒鐘，共6組試

4、驗，即36次試驗。數(shù)據(jù)處理采用統(tǒng)計軟件SPSS.17.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。對 19組數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后進(jìn)行一系列重 復(fù)測量方差分析得出總體結(jié)果。3.結(jié)果3.1畫面大小分析表一：畫面大小主效應(yīng)IIIdfFSig.12/6/1Sphericity Assumed2.941E721.471E724.151.000Greenhouse-Geisser2.941E71.5251.928E724.151.000Huynh-Feldt2.941E71.6381.796E724.151.000Lower-bound2.941E71.0002.941E724.151.000表一：不同回面大小平均反應(yīng)時回向大小

5、均值標(biāo)準(zhǔn)誤差95%置信區(qū)間下限上限1988.18939.227905.7751070.60261347.52293.0621152.0061543.038121478.785110.9611245.6661711.904表三：均值多重比較差分的95%置信區(qū)間a(I)回向大小(J)回向大小均值差值(I-J)標(biāo)準(zhǔn)誤差Sig. a下限上限16_ _ _ _ _ *-359.33366.843.000-499.765-218.90112*-490.59690.806.000-681.374-299.81961_ _ _ _ _ *359.33366.843.000218.901499.76512*-1

6、31.26357.550.035-252.170-10.356121*490.59690.806.000299.819681.3746*131.26357.550.03510.356252.170由表一、表二和表三可知，搜索 1個項目的時間(M=988.189, SD=39.227)顯著小于搜索 6 個項目的時間(M=1347.522,SD=93.062)及搜索 12 個項目的時間(M=1478.785 , SD=110.961), p.001。搜索6個項目的時間(M=1347.522, SD=93.062)顯著小于搜索 12個項目的時間 (M=1478.785, SD=110.961) ,

7、p.01。由此可得，項目越多，搜索時間越長。開口大小分析表四：開口大小主效應(yīng)源III型平方和df均方FSig.1/21/418Sphericity Assumed6195848.82723097924.4147.082.003Greenhouse-Geisser6195848.8271.9473182173.4997.082.003Huynh-Feldt6195848.8272.0003097924.4147.082.003Lower-bound6195848.8271.0006195848.8277.082.016表五：不同開口大小平均反應(yīng)時開口大小均值標(biāo)準(zhǔn)誤差95%置信區(qū)間下限上限1/21

8、201.11473.8401045.9821356.2461/41207.33362.3781076.2831338.3841/81406.048107.9981179.1541632.943表六：均值多重比較(I)開口大小(J)開口大小均值差值(I-J)標(biāo)準(zhǔn)誤差Sig. a差分的95%置信區(qū)間a下限上限1/21/4-6.21957.026.914-126.027113.5881/8*-204.93462.618.004-336.490-73.3781/41/26.21957.026.914-113.588126.0271/8*-198.71565.866.007-337.094-60.336

9、1/81/2*204.93462.618.00473.378336.4901/4*198.71565.866.00760.336337.094由表四、表五和表六可知，搜索開口1/2圓的時間(M=1201.114, SD=73.840)小于搜索開口 1/4圓的時間(M=1207.333, SD=62.378),但是這種差異不顯著；但是顯著小于搜索開口 1/8 圓的時間(M=1406.048,SD=107.998) , p=.05。搜索開口 1/4 圓的時間(M=1207.333, SD=62.378)又顯著小于搜索開口 1/8圓的時間(M=1406.048, SD=107.998, p.01。由

10、此可 得，開口越小，所需的搜索時間越長。是否開口分析表七：是否開口主效應(yīng)源III 型平方和df均方FSig.開口 /閉口Sphericity Assumed1174452.70311174452.7032.325.145Greenhouse-Geisser1174452.7031.0001174452.7032.325.145Huynh-Feldt1174452.7031.0001174452.7032.325.145Lower-bound1174452.7031.0001174452.7032.325.145表八：是否開口平均反應(yīng)時是否開口均值標(biāo)準(zhǔn)誤差95%置信區(qū)間下限上限開口1230.06

11、177.8561066.4921393.631閉口1312.93682.8371138.9011486.970由表七和表八可知，搜索開口圓的時間(M=1230.061, SD=77.856)小于搜索封閉圓的時間(M=1312.936, SD=82.837),但是這種差異不顯著。3.4有無靶子分析表九：有無靶子主效應(yīng)源III型平方和df均方FSig.有靶子/無靶子 Sphericity Assumed1.253E711.253E719.779.000Greenhouse-Geisser1.253E71.0001.253E719.779.000Huynh-Feldt1.253E71.0001.25

12、3E719.779.000Lower-bound1.253E71.0001.253E719.779.000表十：有無靶子平均反應(yīng)時95%置信區(qū)間是否開口均值標(biāo)準(zhǔn)誤差下限上限有靶子1136.13565.695998.1141274.155無靶子1406.86394.7811207.7351605.990由表九和表十可知，判斷有靶子的時間(M=1136.135, SD=65.695)顯著小于判斷無靶子的時間(M=1406.863, SD=94.781) , F=19.779 , p.001 。3.5交互作用分析3.5.1畫面大小*開口大小交互作用顯著表H一:畫面大小 *開口大小交互作用源III型平

13、方和df均方FSig.畫面大小* 開口大小 Sphericity Assumed8074978.48842018744.6227.327.000Greenhouse-Geisser8074978.4882.8132870083.9237.327.000Huynh-Feldt8074978.4883.3882383191.8167.327.000Lower-bound8074978.4881.0008074978.4887.327.0143.5.2畫面大小*是否開口交互作用顯著 表十二：畫面大小 *是否開口交互作用源III型平方和df均方FSig.回面大小* 是否開口Sphericity Ass

14、umed4744449.97722372224.9884.940.013Greenhouse-Geisser4744449.9771.3023644711.7114.940.028Huynh-Feldt4744449.9771.3613484985.7934.940.026Lower-bound4744449.9771.0004744449.9774.940.0393.5.3畫面大小*是否開口交互作用顯著 表十三：畫面大小 *是否開口交互作用源III型平方和df均方FSig.回面大小* 是否開口Sphericity Assumed1.337E726684734.26514.455.000Gre

15、enhouse-Geisser1.337E71.7287737271.62414.455.000Huynh-Feldt1.337E71.8957056247.45814.455.000Lower-bound1.337E71.0001.337E714.455.0014.討論數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示， 畫面大小、開口大小和有無靶子主效應(yīng)顯著，即被試的反應(yīng)時間受這三個因素影響。而是否開口主效應(yīng)不顯著， 但是搜索開口圓的平均反應(yīng)時還是小于搜索閉口圓 的平均反應(yīng)時。畫面大小與搜索時間畫面大小的確影響靶子的搜索。這樣的情況可能是由于任務(wù)需要分配更多的注意資源一般認(rèn)為，人的心理資源是有限的，任何時候心理資源所集中處

16、理的信息量也是有限的而注意的資源也是有限的，人們要利用有限的心理資源把外部刺激（感覺）和內(nèi)部刺激（思維和記憶）的一部分的激活減弱，而使目標(biāo)刺激（作為搜索目標(biāo)的刺激）的激活增強(qiáng)，從而利用有 限資源于重要的任務(wù)。由此，畫面比較大的時候，認(rèn)知負(fù)荷比較大，搜索所需的時間就比較長。開口大小與搜索時間搜索開口 1/2圓的時間與搜索開口 1/4圓的時間沒有顯著差異； 但是搜索開口 1/2圓的時間 顯著小于搜索開口 1/8圓的時間。搜索開口 1/4圓的時間又顯著小于搜索開口1/8圓的時間。這一結(jié)果與Terisman的實驗結(jié)果存在歧義。其中搜索開口1/2圓與開口 1/8圓的時間差異可以用Terisman的猜測解

17、釋，即封閉性可看作封閉程的連續(xù)體，可在不同程度上被封閉圓 和開口圓共有，當(dāng)二者差別大時（開口比例為1/2）,封閉圓較易搜索，而開口小時搜索就慢。是否開口與搜索時間是否開口主效應(yīng)不顯著，但是搜索開口圓的平均反應(yīng)時還是小于搜索閉口圓的平均反應(yīng)時。這一結(jié)果和Terisman的實驗結(jié)果存在歧義。原因可能如下： （1）本實驗沒有很好地控制額 外變量。如實驗器材的選用，實驗的環(huán)境，被試的疲勞程度，被試的態(tài)度或?qū)嶒灥倪^程不熟悉等等。（2）傳統(tǒng)的理論認(rèn)為視覺搜索的非對稱性是視覺基本特征的前注意或平行加工 的結(jié)果，視覺系統(tǒng)在前注意階段，對項目的顏色、運動、方向、封閉等拓?fù)涮卣魇瞧叫屑庸?的，或者說是自動加工的

18、。如果靶子在某個維度上與其它干擾項存在顯著的不同，這種“特征花牌 （feature singleton ）就能在極短的時間內(nèi)得到自動搜索和加工。本實驗的靶子 詞在某個維度上與其它干擾項是否存在顯著不同有待考證。（3）被試運用的可能是自由無序掃描而非系列搜索或平行搜索，而視覺搜索的非對稱性理論認(rèn)為視覺搜索的非對稱性是視覺基本特征的前注意或平行加工的結(jié)果。被試的策略不同結(jié)果可能也就不同了。這一結(jié)果也可以用“熟悉性理論”來解釋。Malinowski（2001）認(rèn)為在熟悉的干擾子中搜索熟 悉的靶子是容易的，因為：在顯示系列中，干擾子的數(shù)目一般要大于目標(biāo)的數(shù)目，所以熟悉的干擾子使背景項目更容易組群，并且熟悉的干擾子也容易組群。由此得出：干擾子的熟悉性，而不是靶子與干擾子之間熟悉性的不同決定了搜索的效率。兩者都強(qiáng)調(diào)了刺激熟悉性的重要性。在“對于封閉圓的熟悉度大于開口圓的”假設(shè)前提下，一是因為熟悉的干擾子激活度小于新穎的干擾子，所以導(dǎo)致上述結(jié)果。.結(jié)論畫面的干擾數(shù)目對搜索時間有影響。開口圓的搜索要快于閉口圓的搜索。.不足與改進(jìn)不足（1）被試均為心理系的學(xué)生，對于本實驗的假設(shè)、結(jié)果、理論有一定的了解。我們不能保 證被試有與前人保持一致研究結(jié)果的傾向性。（2）被試樣本量太小，不足以代表整體，從而說明相關(guān)問題。