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人像辨认类型及辨认人像五官的眼动差异研究 赵晓风 摘要：人像辨认是司法心理学研究的重要内容，其研究的焦点课题是探索判 定人像辨认正确与否的指标及标志。对于此课题，虽然人像辨认的基础研究 面孔识别和其应用研究都取得了一定的成果，但目前还没有新的进展。本研究采 用眼动分析法来探索人像不同辨认类型( 击中，虚报，正确否定，漏报) 的眼动 差异。通过此研究，从理论上试图探索正确辨认和错误辨认的认知加工过程，充 实和丰富视觉信息加工机制的研究；从实践上，试图寻找判定人像辨认正确与否 的眼动指标，为人像辨认的应用和实践提供实证依据。 眼动分析法是目前比较先进和精确的研究方法，将此方法应用到人像辨认研 究中可以采集到更丰富的研究指标。本研究使用眼动分析法，在严格控制的条件 下进行单被试实验，采用多因变量诸如反应时、正确率、注视时间、注视次数、 眼跳幅度等，多角度地反映人像不同辨认类型眼动的差异。研究包括四个实验， 分别研究了外在特征的多少、学习与辨认外在特征的一致性对人像辨认的影响： 人像不同辨认类型的眼动差异：学习与辨认人像的眼动差异：辨认人像五官的眼 动差异。 获得的主要结论有： 1 学习与辨认外在特征的致性对人像辨认影响显著。当学习与辨认外在特征 一致时，人像辨别力显著高于，反应时显著短于、注视次数显著少于学习与辨认 外在特征不一致时。辨认人像外在特征的多少对人像辨别力、反应时、注视次数 的影响都不显著。 2 人像不同辨认类型的眼动差异显著。辨认正确的注视时间短于、注视次数 少于辨认错误的。击中人像的注视时间短于、注视次数少于虚报的，且差异显著： 正确否定人像的注视时间短于、注视次数少于漏报的，且差异很显著。击中人像 的注视时间短于、注视次数或少于漏报的，且差异很显著：正确否定人像的注视 时间短于、注视次数少于虚报的，且差异显著。 3 靶子人像学习阶段和测试阶段眼动的差异显著。学习阶段比辨认阶段的注 视时问长、注视次数多。正确与错误辨认的靶子人像在学习阶段眼动差异不显著， 在辨认阶段眼动差异显著。 4 辨认人像五官的眼动差异非常显著。从眼睛、鼻子、嘴巴、到耳朵注视时间 依次减短，注视次数依次减少。 关键词：人像辨认辨认类型眼动外在特征兴趣区五官 i i t h ed i f f e r e n c eo ft y p e so fp o r t r a i ti d e n t i f i c a t i o n c o r r e s p o n d i n ge y em o v e m e n ta n dt h ed i f f e r e n c eo fe y e m o v e m e n to nf i x i n gf i v es e n s eo r g a n s z h a ox i a o f e n g a b s t r a c t ：p o r t r a i ti d e n t i f i c a t i o ni st h ei m p o r t a n tc o n t e n to ff o r e n s i cp s y c h o l o g y , a n dt h ef o c u st o p i co ft h i si st oe x r i l o r et h ec r i t e r i o na n dm a r ko fj u d g i n gw h e t h e r p o r t r a i ti d e n t i f i c a t i o ni sc o r r e c t t h o u g ht h eb a s i sr e s e a r c ho f p o r t r a i ti d e m i f i c a c i o r r f a c er e c o g n i t i o na n da p p l i e dr e s e a r c ho fp o r t r a i ti d e n t i f i c a t i o na l lh a v es o m e a c h i e v e m e n t , i ti sn on e wp r o g r e s st ot h i st o p i cn o w t h i sr e s e a r c ha p p l y i n gt h e a d v a n c e da n da c c u r a t em e t h o do fe y em o v e m e n ta n a l y s i si st oe x p l o r et h ed i f f e r e n c eo f e v e r yt y p e so fp o r t r a i ti d e n t i f i c a t i o n ( h i t ( h ) f a l s ea l a r m ( f a ) ，c o r r e c tr e j e c t i o n ( c r ) ， o m i t ( o h 0 ) c o r r e s p o n d i n ge y em o v e m e n t i nt h e o r yt h i sr e s e a r c hi st r yt oe x p l o r et h e p r o c e s so fc e g n i t i o np r o c e s s i n go ne o r r e c ta n di n c o r r e c ti d e n t i f i c a t i o n i np r a c t i c et h e p u r p o s eo ft h i sr e s e a r c hi st op r o b et h ec r i t e r i o na n dm a r ko f j u d g i n gw h e t h e rp o r t r a i t i d e n t i f i c a t i o ni sc o r r e c t ，a n dt op r o v i d ee m p i r i c a lp r o o ft oa p p l i e dr e s e a r c ho np o r t r a i t i d e n t i f i c a t i o n a p p l y i n gt h ea d v a n c e da n da c c u r a t em e n l o do fe y em o v e m e n ta n a l y s i st os t u d y i n g p o r t r a i ti d e n t i f i c a t i o nc a no b t a i nr i c hc r i t e r i o na n dd a t e t h i sr e s e a r c hb ym a i n so fm o r e d e p e n d e n tv a r i a b l ea n df r o md i f f e r e n ta n g l e sr e f l e c t st h ed i f f e r e n c eo fe v e r yt y p e so f p o r t r a i t i d e n t i f i c a t i o nc o r r e s p o n d i n ge y em o v e m e m t h i sw i l lr i c ha n dp r o m o t e s t u d y i n gp o r t r a i ti d e n t i f i c a t i o n t h i sr e s e a r c hc o n t a i n sf o u re x p e r i m e n t s ，t h ec o n t e n t so f t h ef o u re x p e r i m e n t sa sf o l l o w s ：t h ee f f e c to f t h ec h a n g e so f e x t e r n a lf e a t u r eo np o r t r a i t i d e n t i f i c a t i o n ，t h ed i f f e r e n c eo fe v e r yt y p e so fp o r t r a i ti d e n t i f i c a t i o nc o r r e s p o n d i n ge y e m o v e m e n t ，t h ed i f f e r e n c eo fe y em o v e m e mo nl e a r n i n ga n di d e n t i f y i n gp o r t r a i t ，t h e d i f f e r e n c eo fe y em o v e m e n to nf i x i n gd i f f e r e n tf a c i a lf e a t u r e s id r a ws o m ec o n c l u s i o n s f o r n lt h i sr e s e a r c h ： 1 t h ec o i n c i d e n c eo fe x t e r n a lf e a t u r eo nl e a r n i n ga n di d e n t i f y i n gh a ss i g n i f i c a n t e f f e c to np o r t r a i ti d e n t i f i c a t i o n i nc o n c o r d a n c eo fe x t e r n a lf e a t u r eo nl e a r n i n ga n d i d e n t i f y i n gd i s c r i m i n a t i o ni ss t r o n g e r , r e a c t i o nt i m ei ss h o r t e r , f i x a t i o ni sf e w e rt h a ni n u n c o n f o r m a b l eo fi t s 2 t h ed i f f e r e n c eo fe v e r yt y p e so fp o r t r a i ti d e n t i f i c a t i o nc o r r e s p o n d i n ge y e i i i m o v e m e n ti ss i g n i f i c a n t t oc o r r e c ti d e n t i f i c a t i o nf i x a t i o nd u r a t i o ni ss h o r t e ra n dt h e n u m b e ro ff i x a t i o ni sf e w e tt h a nt oi n c o r r e c ti d e n t i f i c a t i o n 2 e v e r yt y p e so fp o r t r a i t i d e n t i f i c a t i o nc o r r e s p o n d i n ge y em o v e m e n th a v e d i f f e r e n c e t oc o r r e c ti d e n t i f i c a t i o nf i x a t i o nd l t r a t i o ni ss h o r t e ra n dt h en u m b e ro f f i x a t i o ni sf e w e rt h a nt oi n c o r r e c ti d e n t i f i c a t i o n 3 t ot a r g e tp i c t u r e ，i nl e a r n i n gs t a g et h ed i f f e r e n c eo fc o r r e c ta n di n c o r r e c t i d e n t i f i c a t i o no fp o r t r a i ti d e n t i f i c a t i o nc o r r e s p o n d i n ge y em o v e m e n ti sn o ts i g n i f i c a n t ， b u ti ni d e n t i f y i n gs t a g et h ed i f f e r e n c eo f i t si sv e r ys i g n i f i c a n t 4 t h ed i f f e r e n c eo fe y em o v e m e n to nf i x i n gf i v es e n s eo r g a n si ss i g n i f i c a n t f i x a t i o nd u r a t i o na n d 恤en u m b e ro ff i x a t i o nr e d u c eg r a d u a l l yf o r me y e ，n o s e ，a n d m o n t h t oe 跣 k e y w o r d s ：p o r t r a i ti d e n t i f i c a t i o n t y p e so f i d e n t i f i c a t i o n e y em o v e m e n t e x t e r n a lf e a t u r e i n t e r e s tr e g i o nf i v es e n s eo r g a n s i v 学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，论文中不包含其他个人已经 发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得陕西师范大学或其它教育机构的学位 或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中 作了明确说明并表示谢意。 作者签名：杰垒望塾! 鱼 学位论文使用授权声明 本人f 哥意研究生在校攻读学位规问论文工作的知识产权单位属陕西师范大 学。本人保证毕业离校后，发表本论文或使用本论文成果时署名单位仍为陕西师 范大学。学校有权保留学位论文井向国家主管部门或其它指定机构送交论文的电 子版和纸质版；有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校 图书馆、院系资料室被查阅；有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索； 有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。 作者签名 引言 人像辨认是公安司法实践中经常性的活动，也是司法心理学研究的重要课题。 据统计，美国每年有7 5 ，0 0 0 人因被目击证人指认而作为犯罪嫌疑人送上法庭【l 】。 因目击者辨认错误造成的错判比其他原因造成错判的数量要多，故这一问题已引 起公安司法工作者的高度重视。我国虽然未作此类统计，但目击证人辨认错误导 致误判和错判的案例并不少见。证人辨认是审理犯罪案件的重要线索和证据，是 司法活动必不可少的环节。其中，人像辨认是证人辨认的重要内容。人像辨认的 正确性极大地影响着司法公正的实施，因而研究和分析人像辨认的过程及规律是 司法理论与实践的重要内容。 近年来，面孔识别、人像辨认的研究逐渐成为司法领域和心理学界共同关注 的课题。随着司法活动的科学化、公正化的发展，司法心理学关于人像辨认正确 性的研究目趋受到了重视。人像辨认的基础面孔识别也是目前认知心理学研 究中的重要课题。随着计算机技术、脑成像技术、电生理技术的发展和认知心理 学研究的不断深化，面孔识别研究取得了许多成果，为人像辨认研究奠定了一定 的科学基础。 长期以来，司法心理学关于人像辨认研究的一个焦点课题就是探索辨认正确 与否的标志。要解决实践中警方、法官如何判定目击者的辨认是否正确，如何有 效的促进目击者认定嫌疑，排除无辜，减少错误辨认，增加正确辨认，必须寻找 判定辨认正确性的指标。虽然对此问题的研究也取得了一定的成果，但还需更进 一步的研究。人像辨认传统的研究方法和研究指标相对比较单一，一般采用普通 的行为实验法，采集到可以分析的因变量只有反应时和正确率。眼动分析法是通 过对眼球运动的分析来反映信息加工的相关机制，它是目前比较先进和精确的研 究方法，将此法应用到人像辨认研究中可以采集到更丰富的研究指标。本研究使 用眼动分析法，采用多因变量诸如反应时、正确率、注视时间、注视次数、眼跳 幅度等，多角度地反映人像不同辨认类型眼动的差异。这将充实和丰富人像辨认 的研究，促进其研究的深化。 一、研究综述 ( 一) 人像辨认的研究概况 人像辨认是对曾经见过的人进行辨认，并确定在特定场合、特定时间是否见 过某人。在公安、司法实践中，人像辨认主要是对嫌疑人的辨认，它是公安、司 法领域中目击辨认的主要内容，是诉讼活动中同一认定的重要环节，因而，也是 司法心理学的重要研究课题 2 j 。从辨认材料而言，人像辨认分为全身人像辨认、半 身人像辨认及头像辨认。从辨认形式上而言，可分为现场辨认、录像辨认、幻灯 片辨认、照片辨认、模拟画像辨认和人像组合辨认等【3 】。无论从材料还是形式来看， 涉及最多、最主要的都是集中在头像、面孔的辨认上。 1 人像辨认的研究范式 人像辨认在实验研究中的范式有两种，目击辨认范式与面孔再认范式【4 】，二者 各有特点。目击辨认( e y e w i t n e s si d e n t i f i c a t i o n ) 范式一般是现场实验，采用大样 本，它更接近现实，更有应用意义。但在目击辨认范式中，每个被试一般只做一 个辨认决策，因而往往需要大量的被试，一般是上百个，这样才能充分的评估效 标。目击辨认范式一般是被试问设计，不易通过变化刺激来重复实验，刺激本身 的差异不能被控制。故由于目击辨认范式的花费较大，刺激呈现时间和被试决策 时间都较长，辨认中对无关变量与随机误差的控制难，严重影响实验效率，使得 目击辨认范式的研究价值很难实现。入像辨认的应用研究采用此范式的多些。面 孔再认( f a c er e c o g n i t i o n ) 范式一般是在实验室实验，设计灵活多样。尤其是被试 内设计，需要的被试相对较少，但每个被试可以作多个决策，几十个被试就可以。 例如，w e b e ra n db r e w e r 用面孔再认范式在四种条件下去检测c a ( 信心和正确性) 的效标，只需要4 8 个被试。面孔再认范式可以用大量的刺激，通过对刺激的随机 化，平衡和随机的分配这些刺激到各种实验条件下，从而可以平衡刺激个体的差 异。在人像辨认的研究中，也常用面孔再认范式。 2 人像辨认研究中信号检测法的应用 人像辨认是再认的问题，也是信号检测的问题。因为人像辨认中的靶子相当 于信号，非靶子相当于噪音，辨认就是做出“是”与“否”的判断，区分出靶子 和非靶子。司法理论与实践关于人像辨认的研究也直在探索如何促进认定嫌疑、 排除无辜，减少错误辨认、增加正确辨认，就是提高击中率，降低错报率，减少 漏报率，提高正确否定率。即寻找如何区分击中与虚报，正确否定与漏报的有效 方法与指标，从而判定辨认正确与否提供更多的依据。一些研究通过被试报告的 主观信心和反应时来区分击中与虚报，正确否定与漏报，但都没有得出统一的结 论。 信号检测法可以更好的将辨别力和反应偏向区分。人像辨认中除了辨别力对 辨认的影响外，被试的动机、态度等因素也影响辨认，而用信号检测就可以更好 地将辨别力和反应偏向区分，从而更切合实际。许多人像辨认研究都用信号检测 方法研究辨别力和反应偏向对人像辨认的影响，以及如何促进提高辨别力，降低 反应偏向。 3 人像辨认正确性指标的研究 ( 1 ) 辨认信心与正确性关系的研究 近年来，司法心理学的许多研究是在寻找能够判定一个辨认是否正确的潜在 的独立标志【5 。即如何判断辨认是正确的，还是错误的。这些研究集中于寻找辨 认信心与正确性的关系，企图把辨认信心作为辨认正确性的一个指标。在生活实 践中，只有目击者见过犯罪嫌疑人，而且有些情况下目击者对犯罪嫌疑人的记忆 也是极其模糊的，所以目击者辨认正确与否，其他人无法判断，往往是在辨认完 后，询问目击者对自己辨认结果的信心有多大，如果目击者的信心较大就认为辨 认结果是可靠的，否则就不可靠。 但通过实验证明，并不是在所有情况下信心与正确性都是高相关，并非证人 对自己的辨认有较高的信心就意味着辨认结果的正确。大部分评论和元分析得出 的结论是信心和正确性只有弱相关，平均相关系数从o 0 7 到0 2 8 t ”。因而，目击 辨认的信心不是正确性的一个有效标志，这在法庭上被许多专家证人所认同。 ( 2 ) 辨认时间与正确性关系的研究 d u n n i n ga n dp e r r e t t a s 在2 0 0 2 年的研究检测正确的积极反应的反应时阈限， 研究结论认为：1 0 1 2 秒是区分正确和错误的积极辨认( 击中，虚报) 的最好时间 界限；在这之前做出的9 0 积极反应是正确的。而n t h a n w 曲e ra n d n e i l b r e w e r ， g a r yl w e l l s 等人的研究却不支持这一结论。他们的研究没有发现在l o 秒时间以 内有较高的正确率。但是发现当被试高信心和1 0 秒的时间界限同时出现时，才得 到了较高的正确率。因此高信心( 9 0 一1 0 0 ) 和1 0 秒时间界限的结合将会产生 较高的正确决策( 8 8 1 ) 口】。认为影响区分正确和错误辨认反应时的因素很多， 有记忆中形象的质量( 随着不同目击者编码条件的变化而变化) ，目击者的决策标 准( 队列的期望、概率，指导语) 等。这两个研究都对正确和错误的积极辨认时 间的分界进行探讨，却得出不同的结果，正如v a ny a n d t s ( 2 0 0 0 ) 的再认记忆信息 积累模型( i n f o r m a t i o na c c u m u l a t i o nm o d e lo fr e c o g n i t i o nm e m o r y ) 所说的，最佳 的时间界限将随着分辨率、难度、辨认任务而变化。这一理论认为正确和错误的 辨认反应时将随着编码和提取条件的变化而变化。由于两个实验研究条件不同， 因而得出了不同的结果。 4 影响辨认正确性因素的研究 在人像辨认中，被试首先要进行记忆的检索，提取记忆的原型，然后进行辨 认。尹华站、黄希庭的研究认为，对目击记忆的检索和对靶事件的辨认受到多种 因素的影响，最主要的影响因素是特征编码效应、干扰效应和检索策略效应 8 】。 第一，目击者特征编码效应。特征编码效应是指目击者对经历的靶事件的各 种属性在识记时会进行特征编码。t u l v i n g 等认为对靶事件的回忆取决于当时什么 被编码和怎样编码。其中靶事件痕迹主要包括靶事件的背景、发生情景，知觉的 性质，目击者当时的思想，情感等。靶事件能否被回忆起来依赖于记忆搜索的线 索，搜索的线索与痕迹匹配则更容易回忆。如果原来的场景以物理的、心理的形 式恢复时目击者应能回忆出更多的细节。也就是说在目击取证情况下，信息输出 模式应该与信息储存模式匹配才能达到更高的正确性。 第二，干扰效应。干扰效应是指目击者记忆受到干扰，从而出现信息提取困 难和检索错误。相关事件对靶事件的干扰，诸如目击者遇到的与犯罪事件相似的 事件，目击后事件都对靶事件有干扰。干扰竞争贮存理论认为相关事件信息会加 速靶事件记忆痕迹的分裂，促使记忆痕迹发生改变。此外，社会因素和反应偏向 也会产生干扰，诸如询问者的语气、表情等的暗示、社会舆论、目击者的经验等 因素。 第三，检索策略效应。目击者的检索是有意识的，需要注意和使用策略的一 个过程。注意是有限的，任何使注意偏离检索的事情都可能降低回忆的准确性。 询问者的询问方式和程序也影响目击者的检索策略。目前研究最多的是对目击者 辨认的靶事件和相关事件的呈现策略。在目击者辨认照片时，照片的呈现方式影 响目击者的检索策略。 人像辨认的呈现形式有单独呈现和列队呈现两种。“s h o w u p ”形式呈现的是单 独辨认，即一次只呈现一个、只辨认一个犯罪嫌疑人或一张照片。“l i n e u p ”形式 呈现的是队列辨认，即一次呈现几个、从几个犯罪嫌疑人或犯罪嫌疑人的照片中 辨认出一个。“l i n e u p ”形式呈现的队列辨认又分为两种。一种是同时性的“l i n e u p ”， 就是向目击者同时呈现若干人的照片，让其从中辨认是否有犯罪嫌疑人，如果有 确定为哪一个。这是警察通常用的一种方法。心理学家发现，这种方式有很大的 弊端。在辨别中目击者会用“相对判断策略”( r e l a t i v ei u d g m e n ts t r a t e g y ) ，就是目 击者会在呈现的一列人中相互比较，看哪一个最接近于他记忆中的犯人，当嫌疑 人照片在呈现人照片当中时目击者可能通过比较会选他，但当嫌疑人不在所呈现 的照片中时目击者还用“相对判断策略”，就会导致将无辜者选为嫌疑人的人数增 4 加( 虚惊率的增加) ( s t e b l a ye ta 1 ，2 0 0 1 ；w e l le ta 1 ，1 9 9 4 , w e l l se ta 1 ，1 9 9 8 ) 。另一种 是在1 9 8 5 年l i n d s a y 和w e l l s 提出的辨认程序继时性的“l i n e u p ”，以限制目击者 使用相对判断策略。就是每次只呈现张照片的继时呈现法，要求在下一张呈现 前必须对上一张照片做出是或否y e s n o 的辨认决断。这种方法使得目击者必须将 每一张照片与自己记忆中的嫌疑人的形象进行比较( 目击者必须使用绝对判断策 略a b s o l u t ej u d g m e n ts t r a t e g y ) 。他们的研究表明在“靶子组”( 有犯罪嫌疑人的照 片组) 中，同时呈现方法和继时呈现方法的正确辨认率几乎是相当的，但是继时 呈现的错误辨认率比同时呈现方法要低大约2 5 。这说明继时呈现策略优于传统 的同时呈现策略剀。 5 人像辨认的基础面孔识别的认知模型 人像辨认的过程包含面孔识别，面孔识别是人像辨认的基础。不论什么形式 的人像，辨认时还是集中在头像、面孔的识别上。因而，人像辨认的过程总是离 不开面孔识别。近年来，有关面孔识别认知过程的研究很多。在过去的2 0 年里， 面孔认知的研究主要围绕着面孔的特征信息和结构信息进行的。特征信息指的是 面孔上相对独立的器官及其性质，如眼睛的形状、颜色等。结构信息指的是这些 面部器官之间相对的空间关系【l “。研究者们提出了各种理论来解释面孔认知中的 各种现象，最典型的理论与模型有以下几种： ( 1 ) 面孔识别的整体说 认为面孔识别是整体的( h o l i s t i c ) ，结构的，而物体识别是分析的、基于部分 的。面孔在记忆中以整体来表征，几乎不会分解为部分，因此不存在对面孔部件 的专门的编码。面孔的结构信息即面孔各分之间的关系，对面孔的视觉表征很重 要。面孑l 知觉强调构成面孔的各个成分组织成一个粘着的总模式，而不是孤立特 征的简单排列。t a n a k aj 等人的研究也证实了面孔识别的整体假说 1 1 1 。 ( 2 ) 面孔识别的专家系统说 g a u t h i e r 等人提出来的，认为面孔识别之所以特殊，是由于它要求在一个相对 同质的物体范畴中，对亚范畴进行专家水平的分类，而人类是完成识别不同个体 面孔这种特殊任务的专家。等认为，大脑的面孔反应区对所有物体都有反应，而 之所以对面孔反应强，是因为我们都是识别面孔的专家【1 2 1 。 ( 3 ) 动态双重路线模型 d eg e l d e r 提出了动态双重路线模型，并得到了电生理学及神经心理学有关研 究的支持。该模型对面孔的觉察与识别进行了区分，认为觉察是指觉察到面孔刺 激的存在，而对面孔识别不敏感；识别是对面孔的特征信息( 如性别，年龄，熟 悉性等) 进行再认，它与客体识别系统有部分重叠。在此模型中，来自觉察系统 的输出能直接引起辨别系统的快速反应，同时还个客体识别系统提出输入，这时 客体识别系统是作为面孔识别系统发挥作用的，是动态的1 13 1 。 ( 4 ) b r u c e _ i n g 的面孔识别认知模型 认为面孑l 识别首先进行结构编码，然后将输出的结果送入两条独立的通道。 第一条是有关视觉处理的，包括表情分析、面孔语言和直接视觉处理三个平行的 处理单元；第二条是有关面孔识别的，包含面孔识别单元、个体特征单元和名字 产生单元三个串形处理过程f l ”。 ( s ) n b c 模型 v a l e n t i n e 等人提出n b c 模型的认为【l ”，人们在对面孔进行再认时，是把它与 记忆中的常模脸或平均脸进行对比，根据偏差来辨认。该模型强调常模脸在面孔 再认中的作用，对面孔进行有效的编码，要依赖面孔结构中的细微差异；对面孔 不同方面的加工可能会采用不同的常模。 ( 6 ) a b c 模型 与n b c 模型相反，否认常模在面孔编码过程中的作用 1 6 】。假设面孔在一个多 维空间中呈常态分布，作为独立点得到表征，平均脸或常模脸位于中心，越靠中 心面孔密度越大，并且与常模脸接近的面孔看起来比较典型，而位于空间边缘的 面孔就显得更特异一些。a b c 模型不仅局限于面孔，它也适合于对具有同样结构 的客体进行编码。 ( 二) 眼动分析法在面孔识别、人像辨认中的应用 1 眼动分析法研究概述 眼动即眼球的运动，通过对眼球运动的分析可以反映信息加工的相关机制。 视觉是人类从外部世界获取信息的最主要方式，视觉系统是脑神经中枢的重要组 成部分，其获取的信息直接影响人类的生存。脑神经学的研究发现，人在用脑的 时候会引起眼球的运动，在试验心理学早期历史中，中外心理学家就开始注意眼 动特征及其规律在心理学中的意义。利用眼动分析法来探索人在各种不同条件下 的信息加工机制也成为当代心理学研究的重要范型【1 7 l 。 眼动心理学的研究是一个方兴未艾的领域，其技术手段、研究思想和涉及的 课题领域都还处在迅速的发展过程中，尤其在我国，随着各大学纷纷开办心理学 专科和投入大量资金( 其中包括眼动仪实验室) 进行眼动心理学的研究，随着计 算机技术的不断发展，动眼仪的智能化也将日新月异，国内将有一大批学者和心 理学家来从事眼动心理学的研究，使眼动心理学研究出现规模化和专业化。 当前眼动心理学的研究还是以资料积累为主，因为还有许多研究还是停留在 眼动现象的测定与描述，对眼动的内在原因分析不够，虽然也存在一些理论模型 假设，但是，这些模型虽然能够在一定范围内解释实验现象，却不能在较高的抽 象层次上说明信息加工的机制，还需要在实验资料积累的基础上进一l 步发展，尤 其是需要在结合了现代认知神经科学研究结果的基础上，建立具有广泛解释效度 的心理加工理论。 ( 1 ) 人类眼睛的特殊形态 人类眼睛有着独特的形态：面积较大的暴露在外的巩膜与较黑的虹膜形成了 较大的对比，这种亮度的高度对比与其他灵长类相比要更加显著。g i b s o n 和p i c k 认为巩膜与虹膜的这种高度对比有利于几何线索的提取，而这些线索传统上被认 为是知觉注视方向的必要成分。因此，k o b a y a s h i 和k o h s h i m a 认为这种特殊的形 态可能是进化的产物，有利于人类对注视方向的知觉，从而促进我们这个高度社 会化的种族的联合注意从发展心理学的角度看，联合注意是理解他人意图的 一个重要前提。这种特殊的形态作为一种演化产物有着重要的心理学适应功能。 ( 2 ) 眼动的形式 眼动有三种形式：注视( f i x a t i o n ) 、眼跳( s a c e a d e s ) 和追随运动( p u r s u i t m o v e m e n t ) 。注视：是指眼睛的中央窝对准某一物体的时间超过1 0 0 毫秒，在此 期间被注视的物体成像在中央窝上获得更充分的加工而成清晰的图像。但注视不 等于眼睛的静止，注视中常常伴随着三种形式的极为细微的眼动：自发性的高频 眼球微颤、慢速漂移( s h o ws h i h t s ) 和微跳( m i c r o s a c c a d e s ) 。这些细微眼动是视 觉信息加工所必须的信息提起机制。一般认为，慢速漂移使目标逐渐离开中央窝 的中心，而由微d , n g 动纠正这个偏差，以保持正确的注视状态，这就使得被注视 物体在视网膜上的成像位置不断发生变换以克服视网膜适应导致的视像消失，而 眼球震颤则可将刺激信息调制成交流信号以便能穿过视觉通道。眼跳：是注视 点或注视方位的改变，这种改变往往是个体意识不到的。眼跳的速度很快，最高 可达每秒4 5 0 度，眼跳的幅度则可以从2 分度到2 0 分度。眼跳过程中可获取刺激 的时空信息，但几乎不能形成刺激的清晰像，所以眼跳可以实现对视野的快速搜 索和对刺激的信息选择。追随运动( p u r s u i t m o v e m e n t ) ：当被观察物体与眼睛存 在相对运动时，为了保证眼睛总是注视这个物体，跟珠会追随物体的移动，追随 运动常常伴有较大的眼跳和微跳，它是“由运动目标的速度信息输入到中枢神经 系统，眼睛为了追随这个目标而引起的一种连续反馈的伺服运动”。 上述三种眼动方式经常交错在一起，目的均在于选择信息、将要注意的刺激 物成像于中央窝区域，以形成清晰的图像。眼动可以反映视觉信息的选择模式， 对于揭示认知加工的心理机制具有重要依据。研究发现，两眼的跳动几乎完全一 致，这为眼动研究提供了居多便利。 ( 3 ) 眼动分析的基本指标 注视次数( 注视点的多少) 。注视的次数反应了被试加工的程度。 注视时间。指对一个注视点的平均停留时间。即指将眼睛的中央窝( f o v e a ) 对准某一物体的过程。注视时间的长短往往反映加工时间的长短。注视时间的长 短反映被试对材料加工的程度。就一个被试而言，时间越长，加工越深。对不同 被试而言，时间长，加工速度就慢。所以，注视时间有不同的意义。要与多个指 标一起分析。 眼跳距离。眼跳距离大小反映一次注视内容的多少。加工理解内容的数量。 回视( r e g r e s s i v ee y em o v e m e n t ) ) 。大多数眼动( 不包括从每行行尾到下一行 的眼动) 是前进式的，即从左到右运动。回视是指眼睛又退回到刚才注视过的内 容上，对刚才看过的内容进行进一步加工。 瞳孔直径。瞳孔直径的大小反映被试在阅读理解过程中心理负荷的定量化 指标。认知加工的紧张程度越高，被试的瞳孔直径越大。瞳孔直径变化与情绪有 关。1 9 6 0 ，h e s s 瞳孔直径变化与认知加工难度有关。 兴趣区。是指研究者所关注的被试对刺激的注视区域。兴趣区的划分可根 据研究目的确定。 ( 4 ) 眼动研究的理论基础 眼动的理论基本都是关于阅读的。以眼动为指标考察阅读过程是心理语言学 和阅读心理学研究的一个重要领域。在该领域的研究中，关键的一个问题就是如 何将眼动过程与阅读时读者的心理活动对应起来，阅读过程的眼动理论就是试图 解决这一问题。由于眼动过程与阅读时的心理活动过程并不是简单的一一对应关 系，因此心理学家们根据自己的研究成果，提出了各自的眼动理论来解释阅读过 程【1 8 】。 第一、早期的眼动理论。早期的眼动理论主要以描述性的模型解释阅读时眼 动过程与认知过程的关系，其中较有代表性的理论为视觉缓冲器加工理论、直接 假说和眼一脑假说、聚光灯理论、m o r r i s o n 的眼动理论。 视觉缓冲器加工理论 该理论是由b o u m a 和d ev o o g d 19 于1 9 7 4 年提出来的。他们认为，阅读课文 的局部特征不直接影响读者的眼动过程。在阅读课文过程中，眼睛是按照固定的 速度向前移动的，注视时间的长短不能反映该注视点所注视内容的难度。因为每 次注视时，读者都提取视觉信息，并存储在工作记忆的缓冲器中。在阅读过程中， 眼睛的注视点虽然已经移动到课文的下一个地方，但是大脑对前面存储在缓冲器 中的内容的加工仍然进行着。在阅读过程中，被提取的信息不断地输送到工作记 忆的缓冲器中，因为工作记忆对信息的处理能力是有限的，所以当所加工的内容 难度过大时，缓冲器中的内容就来不及加工。这时，眼睛移动的速度就会降低下 来，使在缓冲器中的信息得以继续进行加工。课文内容的难易只是影响注视课文 的总时间，而每个注视点的时间与所注视课文内容的难易没有关系。总之，该理 论主张在阅读过程中，读者的眼动过程同认知加工过程之间没有关系。后来有许 多实验发现，这种观点不正确，因为在阅读过程中，每个注视点的持续时间与正 在阅读的内容有关系。 j u s t 和c a p e n t e r 的直接假说和眼一脑假说 j u s t 和c a r p e n t e r 提出了直接假说( i m m e d i a c ya s s u m p t i o n ) 和眼脑假说 ( e y e - m i n d a s s u m p t i o n ) 【2 0 】。直接假说认为读者在阅读文章时，对遇到的每一个实词 进行解释，有时会冒着出错的危险对一些词进行猜测。直接假说认为对所阅读内 容在各个水平上的加工不是延迟进行，而是即时进行的。眼一脑假说认为只要被 试正在加工这个词，他就会注视这个词。也就是说被试所加工的词正是他所注视 的那个词。所以对某个词的加工时间就是对该词的总注视时间。一些研究支持上 述两种理论。j u s t 和c a r p e n t e r 的研究表明，被试往往注视需要较多加工的地方。 上述两种假说除了在阅读研究中得到验证外，在空间问题解决研究中也得到了验 证。但是，人们也对这两种假说提出了异议。当被试注视一个词时，还可以用边 缘视觉获得该词右侧词的部分信息，也就是说，对个词的某些加工在正式注视 它之前就已经进行了。这样，对一个词的总注视时间并不能精确地反映对这个词 加工所需要的时间。综上所述，j u s t 和c a r p e n t e r 的理论有一定的实验证据支持， 但该理论对于一些问题尚不能完满地解释，例如，对一个词的注视时间在多大程 度上反映了对该词的加工时间。 “聚光灯”理论 m c c o n k i e 认为，可能存在种独立于眼动的内部注意的转移机制，这种注意 转移机制像个聚光灯，在进行阅读时，聚光灯会沿着阅读材料移动。当对词的 加工遇到困难时，比如遇到低频词，聚光灯就会停止移动。这时就会有一个信号 传到眼动系统，使眼睛移动至遇到困难的地方。这个眼动理论的优点是简单明了， 它的基本内容就是当我们的内部注意机制在阅读过程中遇到困难时，就会有信号 使眼睛移动到出现困难的地方。但是这个理论也存在着明显的不足，即如果要等 遇到了困难之后，才开始计划进行一次眼跳，这使眼跳前的那次注视时间过长。 此外，怎样做出及何时做出“遇到困难”的判断均是比较模糊的概念。 m o r r i s o n 的眼动理论模型 m o r r i s o n 2 1 提出了一个精细的眼动理论模型用以解释阅读过程中的眼动。他保 留了聚光灯理论中将内部注意机制比喻成个聚光灯的思想，但是作了一定的修 改。他认为，眼动是由于成功地加工而引起的，而不是由于遇到困难而引起的。 m o r r i s o n 认为，内部注意机制一次只加工一个词( 词n ) 。使注意机制向下一个词 ( 词n + i ) 移动的信号是对前一个词的成功识别。当注意机制移动到下个词的 时候，就会有一个信号传到眼动控制系统，进而发生眼跳，使眼睛注视下个区 域。m o r r i s 0 1 1 的理论可以解释阅读过程中的一些重要现象。对副中央窝的预视效 应的解释。副中央窝预视效应是指当读者注视词n 时，还同时可以获得词n + i 和 词n + 2 的某些信息。而m o r r i s o n 认为，在眼动发生之前注意的焦点已经指向第 n + 1 个词上了。对注视的解释。m o r r i s o n 认为，在同一时间里可以计划出不只一 次的眼动。每次注意机制移动到一个新词上时，新的眼动信号就发出了，而不论 先前发出的指令是否被执行。对跳读的解释。跳读是指在阅读过程中，有些词根 本就未被注视，而被跳越过去。在同一时间里，被试可以计划出一次以上的眼动。 同时似乎存在一种机制，如果所计划的第一次眼动和第二次眼动之间间隔过于短 暂，该机制就会取消第一次眼动计划。在有些情况下，即使取消了第一次眼动计 划，它仍然会影响下次眼动的距离，即眼跳的距离。 m o r r i s o n 的理论比较系统，它可以解释一些眼动的基本事实，所以该理论为 一些心理学家所接受。但是，该理论也存在不足：第一，不能解释为什么有的词 被注视过若干次，为什么会出现回视；第二，不能解释注视停留位置是如何选择 的。后来，人们又不断丰富和发展了他的理论。 第二、新近的眼动理论。与早期眼动理论相比，新近的眼动理论不但对认知 加工与阅读中眼动关系进行了定性的说明，而且进行了定量的描述。 o r e g a n 的战略战术模型 j u s t 、c a r p e n t e r 和m o r r i s o n 等人的模型都认为阅读中的眼动主要受认知因素 的控制。而o r e g a n 则对此有不同的看法，他认为，影响眼动的最主要因素是读 者在注视早期获得的非词汇水平的信息，即眼睛在一个词上的最初停留位置，如 果注视点落在一个词的最佳位置( 靠近词的中部) ，那么就只有一次注视。而当注 视点落在一个不适宜的位置，通常会有一次回视。在某个词上的注视位置在很大 程度上决定着该次注视的停留时间，以及下一次注视的位置。按照战略战术模型 ( s t r a t e g y t a c t i c s m o d e l s ) ，一次注视持续时间的长短主要是由眼动限制决定的。对某 一个词回视的可能性不依赖于该词的特性，而是取决于较低水平的视觉因素( 如 注视点落在该词的位置) 。语言因素只影响持续时间较长的注视，