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时间压力下图形识别眼动策略研究 摘要 图形识别是一种主动地进行信息取样的过程，取样是图形认知加工的第一个 实质性加工环节，其策略对图形识别绩效具有显著影响。图形作为研究策略的主 要材料之一，其优点是可以避免知识经验和语言的影响。国内外已经开展了一些 图形识别的研究，也取得了比较丰硕的成果，这些研究都发现策略在图形识别中 具有重要影响，但这些研究大都是集中在探讨再认时的策略，对于在图形显示时 间受限，即只有正常反应时的6 0 的压力条件下，被试的图形识别策略是怎样的尚 不清楚，因此有必要对时问压力下图形的识别策略进行研究。本研究以不规则图 形、线条图、人脸和汉字为实验材料，其中，不规则图形属于无任何意义的简单 图形；线条图有意义，其识另t l ；h h 工比不规则图形相对复杂；而人脸和汉字是属于 视觉专家化加工的图形，与线条图相比，其识别加工更为复杂。因此，通过对上 述四种实验材料的研究，来探讨在时间压力条件下不同刺激类型的眼动策略对图 形识别的研究具有重要意义。 本研究包括三个实验。实验一以无任何意义的不规则图形为实验材料，采用 图形识别任务探讨时问压力下不规则图形的眼动策略。实验二对有意义的线条图 进行研究，探讨时间压力下线条图的眼动策略。实验三以人脸和汉字这种具有专 家化识别特征的材料为实验刺激，探讨人脸和汉字在时间压力下的眼动策略。 主要研究发现如下： ( 1 ) 图形显示的时间压力显著影响各种图形取样的眼动策略。在有压力条件 下，平均注视时间、首视点注视时问显著短于无压力时问条件；有压力条件下的 注视点数目和平均距离显著短于无压力条件下。 ( 2 ) 前后呈现图片相同条件下的识别绩效显著高于不同条件。 ( 3 ) 人脸识别时的首视点注视时问、注视点平均时问、注视点数和平均距离 的眼动取样特征显著不同于其它物体，这表明人脸识别具有独特的策略。 ( 4 ) 正倒立显示显著影响线条图、人脸和汉字的注视点数，而对不规则图形 的注视点数影响不显著。这提示图形意义影响图形取样的空间策略。 ( 5 ) 取样的平均距离上，时间压力的主效应显著，都表现为无时间压力条件 下显著长于有时间压力条件下。 关键词：眼动策略；图形识别；专家化 e y em o v e m e n t ss t r a t e g yo ff i g u r er e c o g n i t i o n u n d e rt i m 匝p r e s s u r e a b s t r a c t f i g u r er e c o g n i t i o ni sa np r o c e s so fa c t i v e l yi n f o r m a t i o ns a m p i n g ，s a m p i n gi st h ef i r s t a c t u a lp r o c e s so ff i g u r er e c o g n i t i o n t h es a m p i n gs t r a t e g yh a sa ns i g n i f i c a n te f f e c to nt h e p e r f o r m a n c eo ff i g u r er e c o g n i t i o n t h ea d v a n t a g eo ff i g u r et os t u d ys t r a t e g yi st h a ti t c a n a v o i dt h ee f f e c to fk n o w l e d g ea n dp h o n o l o g y t h e r eh a sb e e nm u c hr e s e a r c ho ff i g u r e r e c o g n i t i o n ，a l lo ft h e mf o u n ds t r a t e g ya f f e c tf i g u r er e c o g n i t i o n ，b u tm o s to ft h e mf o c l a so n t h es t r a t e g yo fr e c o g n i t i o n ，t h e r ea r ef e wp a p e r se x p l o r i n gh o wt h es t r a t e g yo ff i g u r e r e c o g n i t i o nu n d e rt i m ep r e s s u r e ，s oi ti sn e c e s s a r yt od i s c u s st h i ss u b j e c t t h es t i m u l u so f t h i sr e s e a r c ha r e i r r e g u l a rg e o m e t r i c ，l i n ed r a w i n g ，h u m a n f a c e sa n dc h i n e s e c h a r a c t e r a m o n gt h e m ，i r r e g u l a rg e o m e t r i ci sm e a n i n g l e s s ；c o m p a r e d w i t h i r r e g u l a r g e o m e t r i c ，l i n ed r a w i n g i s m e a n i n g f u l ，i t i sm o r e c o m p l e x t o p r o c e s s l i n e d r a w i n g ；c o m p a r e dw i t h l i n e d r a w i n g ，h u m a n f a c e sa n dc h i n e s ec h a r a c t e ra r em o r e c o m p l e x ，t h e yb e l o n gt ov i s u a le x p e r t so fp r o c e s s i n g s oi ti si m p o r t a n tt oe x p l o r et h ee y e m o v e m e n t ss t r a t e g yo ff i g u r er e c o g n i t i o nu n d e rt i m ep r e s s u r e t h i s s t u d y i n c l u d e st h r e ee x p e r i m e n t s t h ef i r s t e x p e r i m e n tu s e di r r e g u l a r g e o m e t r i c ，t os t u d yt h ee y em o v e m e n ts t r a t e g yo fm e a n i n g l e s sf i g u r eu n d e rt i m ep r e s s u r e t h es e c o n de x p e r i m e n tu s e dl i n ed r a w i n gt oe x p l o r et h ee y em o v e m e n ts t r a t e g yo f m e a n i n g l e s sf i g u r e t h es t i m u l u s e so ft h i r d e x p e r i m e n ti sm o r ec o m p l e x ，h u m a nf a c e s a n dc h i n e s ec h a r a c t e r t h em a i nf i n d i n g sa n dc o n c l u s i o n so ft h ep r e s e n ti n v e s t i g a t i o na r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) t i m ep r e s s u r eh a sa ns i g n i f i c a n te f f e c to nt h ee y em o v e m e n t ss t r a t e g yo fa l lf o u r t y p e so ff i g u r e s u n d e rt i m ep r e s s u r ec o n d i t i o n ，t h ea v e r a g ef i x t a t i o nt i m ea n dt h ef i r s t f i x t a t i o nt i m ea r el a r g e l ys h o r t e rt h a nn ot i m ep r e s s u r ec o n d i t i o n ；u n d e rt i m ep r e s s u r e ，t h e n u m b e ro ff i x t a t i o n sa n dt h ea v e r a g ed i s t a n c ea r es i g n i f i c a n t l yl e s st h a nn ot i m ep r e s s u r e c o n d i t i o n i l l ( 2 ) t h ep e r f o r m a n c eo ft h ef i r s ta n ds e c o n dp i c t u r ep r e s e n t e du n d e rs a m ec o n d i t i o n i sl a r g e l yh i g h e rt h a nd i f f e r e n tc o n d i t i o n ( 3 ) t h ee y em o v e m e n ts a m p i n go ft h ef i r s tf i x t a t i o nt i m e ，a v e r a g ef i x t a t i o nt i m e ，t h e n u m b e ro ff i x t a t i o na n da v e r a g ed i s t a n c eo fh u m a nf a c e sa r es i g n i f i c a n t l yd i f f e r e n tf r o m t h eo t h e rc o m m o no b j e c t s ，a n dt h i s s u g g e s t st h a tt h er e c o g n i t i o no fh u m a nf a c e si s u m q u e ( 4 ) t h eo r i e n t a t i o nu p r i g h to ri n v e r t e dh a sa ns i g n i f i c a n te f f e c to nt h en u m b e ro f f i x t a t i o n so fi r r e g u l a rg e o m e t r i c , l i n ed r a w i n ga n dc h i n e s ec h a r a c t e r ，t h i ss u g g e s t st h a t t h em e a n i n go ff i g u r e sa f f e c t sf i g u r e s s p a t i a ls a m p i n g ( 5 ) o na v e r a g ed i s t a n c e ，t h em a i ne f f e c to ft i m ep r e s s u r ei ss i g n i f i c a n to na l lf o u r k i n d so ff i g u r e s ，t h a ti st h ea v e r a g ed i s t a n c eo fn ot i m ep r e s s u r ec o n d i t i o ni sl a r g e l y l o n g e rt h a nt i m ep r e s s u r ec o n d i t i o n k e y w o r d s ：e y em o v e m e n t s ；f i g u r er e c o g n i t i o n ；v i s u a le x p e r t i s e i v 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 目录v 第一部分文献综述1 1 人脸和汉字研究2 1 1 人脸识别研究一3 1 2 汉字识别的研究6 2 线条图识别研究9 3 无意义不规则图形识别的研究1 0 4 小结1 0 第二部分研究思路13 1 问题提出1 3 1 1 对有无时问压力下图形识别眼动策略的探讨具有重要意义1 3 1 2 对四种不同类型的图形别眼动策略的探讨具有重要意义1 3 1 3 对四种不同图形在有无时间压力下正倒立的探讨具有重要意义1 4 1 4 对四种图形前后两张图形呈现关系异同的探讨具有重要意义1 4 2 研究思路1 4 3 研究目的1 4 4 研究意义15 第三部分实验研究1 6 1 实验一有无时间压力下不规则图形眼动策略研究1 6 1 1 研究目的1 6 1 2 研究方法1 6 1 3 讨论与小结2 3 2 实验二：有无时间压力下线条图识别实验2 5 v 2 1 研究目的2 5 2 2 材料2 5 2 1 3 结果与分析2 5 2 4 讨论与小结2 9 3 实验三时间压力下人脸识别和汉字识别眼动策略研究3 2 3 1 实验三a ：时间压力下人脸识别眼动策略研究3 2 3 2 实验三b ：时间压力下汉字识别眼动策略研究t 3 9 第四部分综合讨论4 5 4 1 时间压力对图形识别绩效的影响4 6 4 2 时间压力对识别时间策略的影响4 7 4 3 时间压力对空问识别策略的影响4 8 第五部分研究结论和展望5 1 1 本研究的结论5 1 2 创新点5 1 3 展望5 2 参考文献5 3 致谢5 8 攻读学位期间取得的成果6 0 浙江师范大学学位论文独创性声明6 1 学位论文使用授权声明6 1 v l 第一部分文献综述图形识别一直是认知心理学和人工智能研究的一个重要课题。由于认知心理学的兴起和发展，图形识别的研究取得了丰硕的成果。l i n d s a y & n o r m a n ( 1 9 7 2 ) 提出了模板匹配模型；k a b r i s k ( 1 9 6 4 ) 提出了傅里叶模型；s e l f r i d g e ，n i s s e r ( 1 9 6 8 )的特征分析模型；p o s n e r ( 1 9 7 2 ) 提出的自上而下和自下而一k 的加工模型以及m a r r( 1 9 8 2 ) 的计算匹配理论等，它们之间的争论从未停止过。在图形的信息编码方式上，也存在不同的见解。s n o d g r a s s 等( 1 9 7 5 ) 认为图形的比较主要是比较两个图形的视觉相似性，即视觉策略，而词的比较则主要是获得语义信息，即语义策略。图形的编码不涉及言语编码，而t o m p s o n 等( 1 9 9 4 ) 的研究则认为在图形加工中存在言语编码。二十世纪八十年代，由于眼动实验法在技术上的不断进步，为图形识别提供了新的工具，并由此发现了不同图形识别的新规律。眼动在视觉认知中起着非常重要的作用。图像识别时的眼动是有一系列快速的眼球跳动( s a c c a d e ) 来改变注视点的位置，又由注视停顿来采集信息。在图像识别的过程中，眼动注视点并不是均匀地分布在整幅图像上，我们的注视点主要是被具有高对比度的区域所吸引，诸如边界( m a n n a n ，r u d d o c k ，w o o d i n g s ，1 9 9 7 ) ，边角、对称( l o c h e r n o d i n e ，1 9 8 7 ) ，以及比较复杂的形状，如不规则的轮廓( l o f t u s & m a c k w o r t h ，1 9 7 8 ：r i c h a r d s & k a l 往m a n ，1 9 6 9 ) 。注视点位置的变化以及注视停顿的长短，都是由中枢神经系统所抉定的，由脑通过颅神经控制眼外肌运动来实现，以达到最佳有效的方式采集信息以便进行图形的识别和处理。眼动可以把我们对物体感兴趣的点带到眼睛的中央窝，这个区域可以为我们阅读、识别物体和熟悉的人等提供高分辨率的图片信息。在一个给定的场景或图片上，虽然没有必要意识到具体关注的是场景或图片的什么位置，但是眼动会影响基于视觉认知任务的绩效。n o t o n ，e t ，a l ( 1 9 7 1 ) 提出视觉扫视路径的概念，不同个体在观察同一场景时会有极其相似的扫视路径，尤其是在刺激呈现的最初几 第一部分文献综述 秒( a n t e s ，1 9 7 4 ：b u s w e l l ，1 9 3 5 ：m a c k w o r t h & m o r a n d i ，1 9 6 7 ：m a n n a n ，r u d d o c k ，& w o o d i n g ，1 9 9 5 ) 。这意味着图片上具有一些独有的特征来吸引我们的注视点，于是 就产生了比较固定的眼动模式。另外，扫视路径也受个体自身因素，如注意、意向、 经验、记忆( n o t o n s t a r k ，1 9 7 1 ：y a r b u s ，1 9 6 7 ：z i n g a l e k o w l e r ，1 9 8 7 ) 等的 影响。那么，对于不同物体的识别加工，其眼动是怎样的，是否一致等问题尚不清 楚。 本实验以不规则几何图形、线条图、人脸和汉字为实验材料。其中，不规则几 何图形时无意义的；与不规则图形相比，线条图是有语义的；而人脸和汉字又是比 线条图更为复杂的图形加工。前人的研究大多集中在在取样策略的时间进程上，且 很大部分是探讨再认识的策略，对于在时间压力条件下，不同图形识别的眼动策略 是怎样的，尚不清楚，于是本研究旨在对这一问题进行探讨。 1 人脸和汉字研究 人脸作为人类生命有机体的一部分，在同常生活可以说是最为常见的事物。人 脸对我们正常生活的有序进行起着非常重要的作用。通过对人脸的观察，我们可以 判断出不同人的年龄、性别、种族、社会地位以及当时的情绪等，在某种程度上甚 至可以大致判断出一个人的秉性如何。人们在做出这些判断时所用的时问是非常短 的，于是人类究竟是如何在较短的时间内对人脸进行加工，即人脸的加工机制是怎 样的，就成为众多心理学家感兴趣的的领域。从本质上讲，我们研究人脸认知加工 的基本规律和特点不但有助于我们理解人脸研究中出现的种族效应、倒置效应以及 人脸的认知加工是如何发展的等现象，而且还可以为我们提供有关人类一般视知觉 加工规律的信息，同时也可以有效地促进机器人视觉加工的研究发展。同时也可以 为面孔识别困难个体的认知能力提供一些帮助。 而汉字作为我们正常沟通、交流不可缺少的工具，不同于西方的字母语系，有 其自身的特殊性，集音、形、义三者为一体。探讨有无时间压力对汉字识别的影响 具有重要意义。 2 第一部分文献综述1 1 人脸识别研究国内外关于人脸识别和人脸加工机制的研究已非常之多。最初的人脸认知研究大多采用的是人脸的抽象图形作为实验材料。近些年，随着计算机技术和图像处理技术的发展，实验材料逐渐采用自然的人脸图片以及经过各种图像处理软件( 如m a t l a b ) 处理过的人脸，如高通、低通滤波滤过的人脸图片，又诸女h m o o n e yf a c e 、g r e e a b l e 图形等。这些高新技术的应用在很大程度上推动了人脸认知的深入发展。来自行为、神经心理学、神经生理学方面的研究表明人脸识别和人脸加工是由特定的认知和神经机制来加工执行的( f a c es p e c i f i c i t yh y p o t h e s i s ) ，这种加工是区别于一般物体的。f o d o r ( 1 9 8 3 ) 将人脸与其他物体相比时发现，至少认知功能的一个方面是领域特异性的，从根本上讲，二者之间的心理加工过程和生理机制是不同的( d o w n i n g ，j i a n g ，s h u m a n ，k a n w i s h e r ，2 0 0 1 ：s a x e p o w e l ，2 0 0 6 ) 。关于人脸加工的f a c es p e c i f i c i t yh y p o t h e s i s 的研究主要来神经心理方面、行为方面、神经生理学、电生理学、神经成像以及眼动等方面的研究。1 1 1 神经心理方面的研究来自神经心理方面的证据主要表现在脑损伤病人的面孔失认症上。病人在脑部受损后，并没有丧失对某个人的完全认知，通过这个人的声音和口头表述，可以知道是谁，但是却识别不出这个人的面孔。在人脸认知方面存在缺陷的人通常也会伴随着其他相关任务的的认知不能，如物体再认。些发展性面孔失认症病人( d u c h a i n ee ta 1 ，2 0 0 4 ) 并没有明显的神经心理病变，但是在人脸知觉上却表现出特定的缺陷( d u c h a i n e ，y o v e l ，b u t t e r w o r t h ，& n a k a y a m a ，2 0 0 6 ) 。其中一例特殊病人c k ( m o s c o v i t c h ，w i n o c u r ，& b e h r m a n n ，1 9 9 7 ：m c m u l e n ，f i s k ，p h i l l i p s ，m a l o n e y ，2 0 0 0 ) 在物体识别上存在缺陷，但是却有正常的人脸识别能力。这也表明了人脸识别机制和物体识别机制是不同的，是可以分离的。总的来说，面孔失认症和认识不能病人这些有选择的案例支持了f a c es p e c if i c it yh y p o t h e s is 。1 1 2 行为方面研究行为方面人脸特异性加工的研究。在正常被试上经典的行为研究在许多方面也3 第一部分文献综述表明人脸识别和物体识别加工的分离。人脸特异性加工最主要的标志就是人脸加工的倒置效应，即当刺激倒立时，人脸的再认绩效的下降显著大于其他物体。y i n ( 1 9 6 9 )的实验，比较了日常生活中常见的并且经常以一种方向呈现的几种物体，如人脸、房子和飞机。研究发现，当这些物体正立呈现时，其再认绩效成绩都比倒立呈现时要好，当倒立呈现时，再认绩效都有所下降，其他物体的下降仅为2 一1 0 ，而人脸再认绩效最大达到2 5 。其他的人脸特异性加工的行为标志，t a n a k a & f a r a h ( 1 9 9 3 )研究显示：被试对两张人脸的某个部分( 鼻子) 的识别绩效在整张脸呈现时要显著好于单独呈现( 只呈现两个鼻子) ，即人脸加工的部分一整体( p a r t w h o l e ) 效应；y o u n g ，h e l a w e ll ，h a y ( 1 9 8 7 ) 研究发现：对人脸上半部分( 下半部分) 的识别在对齐情况下的绩效要显著地低于不对齐情况下，即人脸中加工中存在的组合效应( c o m p o s i t ee f f e c t ) 。以上研究都表明对正立人脸的加工是以一种与众不同的整体( h o l i s t i c ) 方式加工的( m c k o n e ，m a r t i n i ，& n a k a y a m a ，2 0 0 1 ：t a n a k a f a r a h ，2 0 0 3 ) 。在倒立的人脸和其他非人脸物体的加工中，这种整体( h o l i s t i c ) 效应要么消失，要么显著地降低( r o b b i n s & m c k o n e ，2 0 0 7 ：t a n a k a & f a r a h ，1 9 9 3 ) ，这些研究都证实了这种整体( h o l i s t i c ) 加工方式是特定于正立人脸的。1 1 3 人脸的电生理研究人脸特异加工的电生理研究。对头皮电极的研究发现，人脸加工发生在刺激呈现后的1 7 0 m s ( g e n t i n ，a 1 1 i s o n ，p u c e ，p e r e z ，& m c c a r t h y ，1 9 9 6 ：d o w n i n g ，c h a n ，p e e l e n ，d o d d s ，& k a n w i s h e r ，2 0 0 6 ：j e f f r e y s ，1 9 9 6 ) 。大量的e r p s 并h e e g 研究也支持这种结果，h a l g r e n ，r a i j ，m a r i n k o v i c ，j o u s m a k i ，h a r i ( 2 0 0 0 ) ，l i ue ta 1 ( 2 0 0 2 ) 。最初的研究表明：n 1 7 0 不是对i d e n t i t y 信息敏感，主要是反映了人脸信息的结构编码( b e n t i n d e o u e l1 ，2 0 0 0 ) 。也有研究发现，对相似人脸识别的n 1 7 0 波幅小于对不同人脸识别的波幅( j a c q u e s & r o s s i o n ，2 0 0 6 ) 。更重要的是这种对i d e n t i t y 信息的n 1 7 0 适应( 对重复的人脸n 1 7 0 波幅小于未重复过的人脸) 只针对正立的人脸而非倒立的( j a c q u e s ，d a r r i p e ，& r o s s i o n ，2 0 0 7 ) 。由于人脸识别研究的行为结果总是伴随事件相关电位n 1 7 0 的变化，于是，许多研究者认为n 1 7 0成分是特异于面孔的，表现在：识别普通物体时，其n 1 7 0 成分的出现有所延迟，且4 第一部分文献综述 峰值较小( b e n t i n ，d e o u e l l ，& s o r o k e r ，1 9 9 9 ：e i m e r ，1 9 9 8 ，2 0 0 0 ：e i m e r & m c c a r t h y ， 1 9 9 9 ：r o s s i o ne ta 1 ，1 9 9 9 ) 。d i a m o n da n dc a r e y s ( 1 9 8 6 ) 的研究发现狗专 家对狗刺激的识别也存在倒置效应。于是，有人就提出是否人脸加工的专家化可以 扩展到其他的非人脸专家化加工中去。t a n a k a 禾h c u r r a n ( 2 0 0 1 ) 对狗专家在识别狗 和鸟专家识别鸟时的脑电波。结果发现物体识别专家在识别各自专业领域的物体时， n 1 7 0 的峰值最大，出现的时刻也有所提前，而在识别非专业领域内的物体时，1 7 0 峰 值较小，出现的时间有所推迟。r o b b i n s & m c k o n e ( 2 0 0 7 ) 没能复制出d i a m o n da n d c a r e y s ( 1 9 8 6 ) 的研究，m c k o n e ，k a n w i s h e r ，a n dd u c h a i n e ( 2 0 0 7 ) 对近些 年的行为研究实验进行了整理，也没有发现在物体专家化中有类似于人脸加工的。 l i u ，h a r r i s 和k a n w i s h e r ( 2 0 0 2 ) 发现面孔识别从面孔呈现后1 0 0m s 内，被试 已经将面# l n 激与非面# l n 激区分开了，并且面孔识别是由专门的基因决定( z h u ， 2 0 1 0 ) 。而人脸加工的电生理反应的来源究竟是f f a ( h a t g r e n e ta 1 ，2 0 0 0 ) 还是s t s ( b e n t i ne ta 1 ，1 9 9 6 ) ，由于e r p 、e e g 的分辨率较低，这仍是值得进一步探讨的 问题，随着科技的不断发展，这个问题将会得到解决。 1 1 4 脑成像研究 人脸加工的脑成像研究。早在二十世纪初，来自p e t 的研究就表明在腹视觉通路 尤其是梭状回脑区，就与各种各样的人脸知觉任务相联系，这部分的脑区激活较强 ( h a x b ye ta 1 ，1 9 9 1 ：s e r g e n t ，o h t a ，& m a c d o n a l d ，1 9 9 2 ) 。对人脸皮质区特异 性的f m r i 研究开始于2 0 世纪中期，研究发现梭状回对人脸的反应比线条图、字符串 ( p u c e ，a 11is o n ，a s g a r i ，g o r e ，& m c c a r t h y ，1 9 9 6 ) 和花( m c c a r t h y ，l u b y ，g o r e ， & g o l d m a n 一r a k i c ，1 9 9 7 ) 以及其他非人脸刺激( 包括日常生活用品、房子和手) 都要强烈( k a n w i s h e r ，m c d e r m o t t ，c h u n ，1 9 9 7 ) 。s t s 、o f a 和f f a 是人脸加工时 激活最强烈的三个脑区，其中f f a 最为活跃和稳定( k a n w i s h e re ta 1 ，1 9 9 7 ) 。另 外，关于这些脑区的激活在进行人脸加工时存在半球不对称性，三个脑区都是右半 球的激活要大于左半球。面孔失认症病人通常都是右半球受损，这与人脸加工脑区 的半球不对称性是相一致的( b a r t o n ，p r e s s ，k e e n a n ，0 c o n n o r ，2 0 0 2 ：s e r g e n t s i g n o r e t ，1 9 9 2 ) 。也有研究发现，与呈现在右视野相比，人们对呈现在左视野 的人脸识别更好( r h o d e s ，1 9 8 5 ：s e r g e n t b i n d r a ，1 9 8 1 ) 。行为上的的偏侧化 第一部分文献综述 研究支持了人脸加工右脑占优势。 1 1 5 眼动研究 眼动技术的发展，为图形识别的研究开辟了一条新的途径。对人脸的眼动研究 发现，人脸的识别相对于其他图形而言，具有独特性。被试在进行人脸识别时，有 一个比较规则、固定的扫视途径，取样的注视点停留在脸部的局部特征上，如眼睛、 鼻子、嘴巴等器( l u r i a & s t r a u s s ，1 9 7 8 ：m e r t e n s ，s i e g m u n d ，g r u s s e r ，1 9 9 3 ： m l p h i l l i p s & d a v i d ，1 9 9 7 ：w a l k e r ，f i n d l a y ，i b u n g ，& l i n c o l n ，1 9 9 6 ： w a k e r s m i t he ta 1 ，1 9 7 7 ) 。也有研究发现，在人脸识别中存在左侧偏爱( g i l b e r t b a k a n ，1 9 7 3 ) 。 e v e r d e l le ta 1 ，( 2 0 0 7 ) 在眼动研究中也发现了人脸的左侧偏 爱，有人认为这是由于人脸加工右半球占主导的缘故( b u r r p e r r e t t ，1 9 9 7 ： r o s s i o ne ta 1 ，2 0 0 3 ) 。 h e l e n a ( 2 0 0 3 ) 发现空间频率会影响人脸图形的识别，具有中等空间频率的图形 易于识别。s a n d r a ( 2 0 0 3 ) 对面孔再认困难病人的人脸识别特征进行研究，发现面孔 再认困难病人识别正常人脸和反转人脸时采用不同的的眼动取样策略。曹晓华等 ( 2 0 0 7 ) 对人脸图形识别的眼动特征的研究发现显示方式和显示条件对人脸识别绩 效影响显著。本研究主要从时间压力维度一t - 来探讨图形识别的眼动策略，以丰富和 深化有关图形识别的研究。 1 2 汉字识别的研究 关于汉字识别的现有文献中，绝大部分是关于语言任务的研究( t a nl h ，l a i r d a r ，l ik ，f o xp t ，2 0 0 7 ) 。作为语标语系的汉字，有许多独特的特征是字母语系 不具备的( h u n ga n dt z e n g ，1 9 8 1 ：w a n g ，1 9 7 3 ) 。作为语标语系的汉字，其形状与意 义的关系比字母语系( c h e na n dj u o l a ，1 9 8 2 ：l e c ke ta 1 ，1 9 9 5 ) 形、义更紧密。 对曰语阅读的研究表明，在阅读假名( 同本汉字，由汉语简化而来) 时，主要依赖 从枕骨到顶骨的背侧通道；但在加工日本汉字时，主要依赖枕骨和颞叶之间的腹侧 通道，尤其是左半球中部梭状回、枕颞结合( o t j ) 区的激活尤其强烈( l a we ta 1 ， 1 9 9 1 ：n a k a m u r ae ta 1 ，2 0 0 0 ，2 0 0 2 ：s a k u r a ie ta 1 ，2 0 0 0 ：t o k u n a g ae ta 1 ，1 9 9 9 ： 6 第一部分文献综述 u c h i d ae ta 1 ，1 9 9 9 ) 。这个区域在先前的神经心理研究中总被称作v w f a ( b i n d e ra n d m o h r ，1 9 9 2 ：w a r r i n g t o na n ds h a lli c e ，1 9 8 0 ) 。 汉字不像字母语系的字词那样，是由字母组成。每一个汉字都由笔画或笔画组 合组成，即字根，组成了各种各样的汉字，形状上，每个汉字都是一个方块字。8 0 的汉字都是形声字，由语音部分和可能提供发音和语义的字根组成( z h o u ，1 9 7 8 ) 。 汉字中字根的位置是约定俗成的，符合一定的规则，在汉字认知中起着非常重要的 作用( f e l d m a na n ds i o k ，1 9 9 9 ：t a f ta n dz h u ，1 9 9 7 ) 。当用汉字作为实验材料时， 能从根本上影响研究的效能，并且这种结构信息的加工是发生在早期阶段( y e ha n d l i ，2 0 0 2 ) 。 w e n j u ik u o ，e t a l ( 2 0 0 4 ) 对汉字正字法加工和语音加工进行了f m r i 研究。实验 材料为真词、伪词和无意义图形，探讨了同音异义词、汉字、伪词和无意义图形在 正字法水平和语音加工水平的中枢机制。行为研究已经证实语言加工是内隐且高度 自动化的( a c l e o d ，1 9 9 1 ：v a no r d e n ，1 9 8 7 ) 。目前关于汉字识别的研究主要集中 在以下几个方面： ( 1 ) 字形属性对汉字识别的影响。关于汉字的加工单元存在两种 观点：一种认为汉字识别首先要对汉字的笔画、部件等字形特征进行分析，然后将 分析的结果整合识从而得以别汉字，于是在汉字识别的过程中就存在笔画数效应和 部件效应。张武田( 1 9 9 2 ) 发现在高频字当中存在笔画数效应；彭聃龄等( 1 9 9 7 ) 采用命名作业和真假字判断任务也发现存在显著的笔画数效应。另一种观点认为汉 字识别直接是以整个字为单元进行的，强调字形识别的整体性。许多研究表明在汉 字的识别过程中，要经过特征分析( 朱晓平，1 9 9 2 ) 。( 2 ) 语音在汉字识别中的作 用。汉字是表意文字，集音、形义于一体，字形并不能直接表征语音。理论上讲， 语义的激活有两条途径：一是通过视觉输入激活心理词典中的字形表征，直接激活 语义表征；二是以语音为中介，先由字形表征的激活传输到语音表征上，然后再激 活语义表征。对于汉字语音和字形在阅读中作用的发展变化研究发现，初学阅读者 更依赖语音，而熟练阅读者更依赖字形。( 3 ) 语义在汉字识别中的作用。在心理词 典中，每一个词条都包含了与这个字相对应的音、形、义，语义的激活并不封闭在 语义系统内，而是会立即自动地扩散到相应的语音和字形表征中。启动词不仅对与 语义相关的字有启动效应，同时对相关词同音词、形似同音单字词的命名也有显著 促进作用；而对与相关词形似音不同的词却有抑制作用( 毕彦超，周晓林等1 9 9 8 ) 。 第一部分文献综述 ( 4 ) 汉字识别与大脑。由于汉字自身的特异性，在识别汉字时是否像识别字母语系 的拼音文字一样，是左半球占优势。高定国等( 1 9 9 3 ) 对汉字认知与大脑两半球之 间的关系进行了回顾和梳理，大致有两种观点：一种认为汉字认知主要是左半球的 功能，另一种认为汉字是大脑左右半球并用的“复脑文字”。高定国等人倾向于后 者，并有研究支持，郭可教、杨奇志( 1 9 9 5 ) 的研究表明字形、字音和字义的认知 均与大脑两个半球有关，显示出对汉字认知的复脑效应。张武田等人( 1 9 9 8 ) 的研 究结果也显示，当对汉字的字音或字义进行匹配时，两半球之问的加工优于半球内 的加工，即两侧大脑半球协同活动要比单侧半球加工效果好 另外，文化教育对认知的影响一直是心理学家感兴趣的重要研究领域。文盲被 试作为一种特殊群体，由于社会经济等原因，他们缺乏对字形的表征。因此研究他 们的语言加工有助于更深入地理解文字的形音义。国外有许多学者对文盲进行了大 量的研究( k o s m i d i s ，t s a p k i n i ，f o li a ，v l a h o u k i o s s e o g l o u ，2 0 0 4 ：l o u r e i f oe t a 1 ，2 0 0 4 ：p e t e r s s o n ，r e is ， & i n g v a r ， 2 0 0 t ：v e n t u r a ， k o li n s k y ， f e r n a n d e s ，q u e r i d o m o r a i s ，2 0 0 7 ) ，并取得了许多成果。曹晓华等( 2 0 0 9 ) 对 中国的文盲进行了研究，主要从文盲对文字的语音、语义加工、文字加工策略等行 为方面以及文盲文字加工的脑功能方面进行了探讨。 韩玉昌等( 2 0 0 3 ) 对图画和中英文识别的加工模式进行了研究，发现人眼对图画、 中文词和英文词三种材料识别加工的眼动模式不同。吴冰，孙复川( 1 9 9 9 ) 对旋转 汉字识别加工的眼动研究表明旋转汉字的识别时间和识别过程中的眼动注视次数都 随旋转角度线性增加，从眼动实验数据证实了旋转汉字识别过程中存在着方向归一 化的心理旋转操作。黄希庭等( 2 0 0 4 ) 研究了视角对高频汉字识别的影响，发现不 同视角条件下的反应时总体差异不显著，反应时随视角的变化曲线为抛物线，开口 向上，汉字识别的最适宜视角为l0 。ll 。l a m b e r t s 等( 2 0 0 2 ) 发现，在不 同时间压力下，被试的取样采取策略性调整，发现物体特征对随机取样影响显著。 曹立人等( 2 0 0 3 ) 发现，在无时问压力下，成人被试取样的优先序基本保持恒定。 尽管人脸和汉字在形状和功能上具有高度的不同，但是许多学者仍然把人脸识 别和汉字识别放在一起进行比较研究，这是因为二者在许多维度上是非常相似的： ( 1 ) 平时见到的人脸和汉字都是正立的而非倒置的。( 2 ) 汉字和人脸都有特征信息 和结构信息。( 3 ) 通常在加工汉字和人脸时都是个体层面的。不同的人对人脸加工 第一部分文献综述 和汉字加工的速度不同，有的个体人脸加工能力特别强，而有的人在人脸加工上则 存