第二章-认知心理学-知觉

第二章知觉•一、知觉的概念和理论•二、知觉的信息加工过程•三、模式识别•四、结构优势效应一、知觉的概念和理论•1、知觉的概念•2、两种对立的知觉理论假设考验说刺激物说1、知觉的概念•思考:普通心理学对知觉是怎样界定的?知觉是人脑对客观事物的各种属性、各个部分及其相互关系的综合的、整体的反映。认知心理学所理解的知觉知觉是将感觉信息组成有意义的对象，即在已贮存的知觉知识经验的参与下，理解当前刺激的意义。简言之，知觉就是对刺激意义的理解，这种刺激意义的理解（获得）就是当前刺激和已贮存的知识经验相互作用的结果。Warren等（1970）的音素恢复效应实验实验时：让不同的被试分别听一个不同的句子，如：Itwasfoundthatthe＊eelwasontheaxle.Itwasfoundthatthe＊eelwasontheshoe.Itwasfoundthatthe＊eelwasontheorange.Itwasfoundthatthe＊eelwasonthetable.在每个句子中，＊表示某个字母缺失。实验结果听第一个句子的被试倾向于将缺失字母（即＊eel）的词听成wheel；听第二个句子的被试则会听成heel；听第三个句子的被试会听成peel；听第四个句子的被试会听成meal。2、两种对立的知觉理论•（1）假设考验说•人通过接收信息、形成和考验假设，再接收或搜寻信息，再考验假设，直至验证某个假设，从而对感觉刺激作出正确解释。（2）刺激物说(直接理论）•刺激物说主张知觉只具有直接性质，否认已有知识经验的作用。•其著名代表人Gibson认为，自然界的刺激是完整的，可以提供非常丰富的信息，人完全可以利用这些信息，直接产生与作用于感官的刺激相对应的知觉经验，根本不需要在过去经验基础上形成假设并进行考验。二、知觉的信息加工过程1、自下而上加工（数据驱动加工）和自上而下加工（概念驱动加工)2、整体加工和局部加工1、自下而上加工和自上而下加工•自下而上加工（Bottom－upProcessing）•指由外部刺激开始的加工，通常是说先对较小的知觉单元进行分析，然后再转向较大的知觉单元，经过一系列连续阶段的加工而达到对感觉刺激的解释。自下而上加工1、从视觉输入开始以视觉的再现结束。2、视觉输入传递顺序，分为高低阶段。3、低阶段依赖视觉输入；高阶段产生知觉再现。4、低阶段的结果，不受高阶段影响。自上而下加工（Top-Downprocessing）•是由有关知觉对象的一般知识开始的加工。由此可以形成期望或对知觉对象的假设。这种期望或假设制约着加工的所有的阶段或水平，从而调整特征觉察器引导对细节的注意等。•例子：教育信息技术学院信息自上而下加工1、输入图形分成字母串；2、将字母串与单词比较，从而确定单词的意义。3、对组成单词理解其意义；4、对不能组成的单词，则返回最初阶段重复加工，直到将字母串全部组成单词。图形知觉中的自上而下的加工认知心理学的一个基本观点：人已有的知识和知识结构对当前的认知活动具有决定性作用。实验研究Tulving,Mandler&Baumal(1964)在字词识别实验中，通过改变刺激呈现时间来研究自下而上加工，而通过改变作为上下文的字词的数目来研究自上而下加工。刺激材料一些句子，如：Thehugeslumwasfilledwithdirtanddisorder.每个句子的最后一个字为要识别的靶子词，在这之前的字词即为上下文。刺激材料类型无上下文disorder4字上下文filledwithdirtanddisorder8字上下文Thehugeslumwasfilledwithdirtanddisorder靶子呈现时间：从0到140ms，梯度为20ms。结果表明随着呈现时间增加，靶子词的正确识别率都逐步提高；有上下文的靶子词的正确识别率均高于无上下文的（甚至没有靶子词时，在有上下文的条件下，被试还可以正确猜出一些靶子词）。较长的刺激呈现时间更有利于无上下文的靶子词的识别，而上下文的作用这时却减弱。自上而下加工和自下而上加工的交互作用•试想一下拼图游戏：最初阶段，只有一些拼块的形状和颜色配合逐步地思考拼到哪里？几个拼块相互拼接，在尝试错误中不断尝试。接下来，这回大致有个整体的轮廓了，可以预测所要描述的是一个什么样的图案，这回，根据已有的这方面知识，开始寻找可以拼的拼块。2、整体加工和局部加工Navon(1977)区分总体特征（GlobalFeature)和局部特征，前者可看作整体，后者可看作部分。例如，一个大的字母“Ｈ”可由一些小的字母“Ｓ”构成。这样，大的字母“Ｈ”就是整体或总体特征，小的字母“Ｓ”就是部分或局部特征。实验过程实验采用Ｓtroop作业的一种变式－视听干涉。先呈现一个视觉刺激，持续80ms，在视觉刺激开始呈现后40ms，被试通过耳机可以听到H或S的读音，按键作出相应的反应，记录其反应时。被试要始终注视视觉刺激，视听两种刺激的作用有40ms的重叠。听觉刺激和视觉刺激的关系（1）一致：被试听到的和看到的字母相同；（2）无关：被试听到某个字母，但看到的是长方形；（3）冲突：被试听到的是一个字母，而看到的是另一个字母。实验结果结果表明当视觉的总体特征（大字母）与听觉刺激相一致时，听觉辨别的速度加快；当视觉的总体特征不同于听觉刺激时，听见辨别就会受到干涉，速度就变慢了；但是，听觉辨别的速度不受局部特征（小字母）的影响。三、模式识别1、模式识别概述2、模式识别过程3、模式识别理论一、模式识别概述模式是指由若干元素或成分按一定关系形成的某种刺激结构，也可以说模式是刺激的组合。模式识别（PatternRecognition)是感觉信息与长时记忆中的有关信息进行比较，再决定它与长时记忆中哪个项目有着最佳匹配。二、模式识别过程•分析•比较•决策三、模式识别理论•1、模板说•2、原型说•3、特征说1、模板说（1）在人的长时记忆中，贮存着许多各式各样的过去生活中形成的外部模式的袖珍复本。这些袖珍复本即称作模板（Template),它们与外部的模式有一对一的对应关系。（2）刺激信息得到编码并与已贮存的各种模板进行比较，然后作出决定，看哪一个模板与刺激有最佳的匹配，就把这个刺激确认为与那个模板相同。（3）模式就得到识别了。模板匹配样例预加工在模板匹配模型增加了一个预加工过程，即在模式识别的初期阶段，在匹配之前，将刺激的外形、大小或方位等加以调整，使之标准化。这样就可以大大减少模板数量。演示2、原型说•原型说的突出特点是，它认为在记忆中贮存的不是与外部模式有一对一关系的模板，而是原型(Prototype)。•原型被看作一类客体的内部表征，即一个类别或范畴的所有个体的概括表征。这种原型反映一类客体具有的基本特征。支持实验Posner(1967）利用9个点构成几种基本的模式，如三角形、字母M或F以及随机点模式。在一组实验中，他们先让被试看16幅畸变模式，这些畸变模式一个个地随机呈现，要求被试将所呈现的每个畸变模式划入某个范畴（原型），对他们的每次分类操作均给予反馈。练习完之后，要求被试对一组新的图形进行分类，记录被试的错误率及正确反应的时间。老图形原图形（新）畸变小畸变大错误率（％）20324456反应时间（秒）2.882.933.623.753、特征说•特征说认为外部刺激在人的长时记忆中，是以各种特征来表征的，在模式识别过程中，首先要对刺激的特征进行分析，然后将这些抽取的特征加以合并，再与长时记忆中的各种刺激的特征进行比较，一旦获得最佳的匹配，外部刺激就被识别了。•例如：A、G、B等字母。特征包括：水平线、垂直线，大约45°度角的线、曲线等。•特征分析说能够说明对于模式至关重要的是那些特征间的关系。例如：A.处于两条大约45°的线在顶部相交，而横跨的一条水平线与这两条线都相交。特征说的证据•神经生理学的证据•心理学的证据神经生理学的证据感受野的研究感受野：在感觉系统中，能够引起某一神经细胞反应的受刺激区域，称为该神经细胞的感受野。特征觉察器：在大脑中存在着专门负责对外部刺激信息特征加工处理的特殊细胞。简单细胞:脑中那些对投射到眼睛视网膜上各种简单的光线模式最为敏感地作出反应的细胞。复杂细胞：复杂细胞的功能与简单细胞相同，但是它们不像简单细胞那样受视网膜上的位置的严重影响。也就是说，如果一个复杂线条觉察器细胞要最好地作出反应，则只需要线条的方位和亮度合适，而线条在视网膜上的位置则并不重要。超复杂细胞心理学证据•固定网像的研究•物体在视网膜上的映像并不是恒定的，它的位置总是在变化着。•如果用技术手段把映像固定在视网膜的确切相同的位置时，对物体的知觉就消失了。•Pritchard（1961）采用一种技术使客体在眼睛运动条件下，在视网膜上成像的位置不变，即得到客体的固定网像（StoppedImage)。•实验材料1234123412341234Neisser(1964)的实验材料：6个一行的字母，共用很多行。被试任务：在所看的材料中（许多行字母中），尽快地搜寻到一个特定的字母（靶子）。（在下页材料中，靶子字母都为Z。）ODUGQRQCDUGOCQOGRDQUGCDRURDGQODUZGROUCGRODDQRCGUODUGQRQCDUGOCQOGRDQUGCDRURDGQOIVMXEWEWVMIXEXWMVIIXEMWVVXWEMIMXZEWIVIMEXWIVMXEWEWVMIXEXWMVIIXEMWVVXWEMIMXVEWIaBSelfridge的“鬼城”模型•该模型以特征分析为基础，将模式识别过程分为4个层次，每个层次都有一些“鬼”来执行某个特定的任务，这些层次顺序地进行工作，最后达到对模式的识别。※马尔（Marr)计算理论•要素图。这种表征和描述是两维的。•二又二分之一维略图。这种表征是阴影、双眼视差、运动等方面的信息。•三维模型表征。四、结构优势效应1、字词优势效应2、客体优势效应•结构优势效应整体的结构在模式识别中所起的有利的作用。位于整体结构中的对象的知觉速度高快于结构不严密的组织中知觉对象的知觉速度。1、字词优势效应Reicher(1969)首先在实验中确定字词优势效应：识别一个字词中的字母的正确率要高于识别一个单独的同一字母。Reicher用速示器给被试呈现一组刺激材料。材料分为：（1）一个或两个单个字母（2）一个或两个由4个字母组成的字词（3）一个或两个由4个字母组成的无意义的字母串（非字词）实验过程每次实验时，先给被试呈现一个注视点，然后短暂地呈现上述刺激材料中的一种，紧接着呈现掩蔽刺激（）和供选择的两个字母。这两个字母的位置对应于所要测试的刺激材料中的字母位置。被试任务：回答这两个字母中的哪一个是刚才在刺激材料中的这个位置上看见过的，记录其正误。实验过程分有先行信息（Precue)和无先行信息(Postcue)两种。刺激呈现时间呈现时间分为短、中、长3种。短的呈现时间达到60%正确辨认率所需的时间，长的时间为达到90%正确辨认率所需的时间再加5ms，中等呈现时间为短-长的呈现时间的中点值。全部实验应用的呈现时间范围为35-85ms。演示实验实验结果2、客体优势效应Weisstein&Harris(1974)研究了包含在不同图形中的直线线段的觉察或识别。他们发现，识别一个“客体”图形中的线段要优于识别结构不严的图形中的同一线段或单独的线段。这种现象称作客体优势效应。刺激材料实验过程实验之前，被试要熟悉没有上下文图形的4个单独的靶子线段（a-d）。实验在暗室中进行，被试先需将双眼对准荧光屏上的一个可见的注视点，然后自己启动开关，在荧光屏上立即出现一个刺激图形（f-i），随后出现掩蔽刺激并持续100ms。演示实验知觉缺失失认症：感知感觉能力严重缺失的人。•同步失认症•视觉失认症•空间失认症•脸部失认症思考题•名词解释：假设考验说、刺激物说，自上而下加工、自下而上加工，模式和模式识别，原型和原型匹配假设，“鬼城”模型，结构优势效应•1、认知心理学对知觉是怎样界定的？•2、模式识别的理论有哪些？•3、支持特征分析说的证