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浙江大学硕上学位论文摘要 部件和部件组合关系对手写汉字识别的影响 摘要 汉字识别一直是认知科学研究的重要领域，迄今已取得了很多重要的研究成 果。但以往有关汉字识别的研究都往往只针对正楷字等标准化汉字所进行的探 讨，很少有或者几乎没有研究涉及对手写汉字加工机制的探究。而对手写汉字进 行识别是我们日常生活中必不可少的认知活动，探明手写汉字的加工机制可以加 深我们对汉字认知的理解，也有助于为计算机手写汉字识别算法的改进提供理论 借鉴。 本研究包括两个实验：实验一选取具有不同部件清晰程度的手写汉字作为实 验材料，探究不同部件和部件组合特点对个体手写汉字识别的影响；实验二为排 除实验一中可能存在的选材偏差，选取与实验一中手写汉字对应的正楷字作为刺 激材料，采用与实验一中相同的实验程序，并进一步比较个体对手写汉字和正楷 体汉字的识别。 本研究获得以下结论： 1 手写汉字识别的反应时随着部件和部件组合关系所定义的潦草程度的增 加而几乎呈线性增长，正确率随着潦草程度的增加不断下降。 2 在对手写汉字的识别中，部件和部件组合关系起着非常重要的作用。对 手写汉字进行旋转会破坏手写汉字部件组织图式，增加识别的难度，但对正楷字 进行旋转只会增加其识别的反应时，并不会影响识别的正确率。 3 手写汉字的加工过程包含着自下而上的加工( 原型匹配的过程) 和自上 而下的加工( 有关部件组合关系的图式) 。 关键词：汉字识别 手写汉字部件加工部件组合原型匹配 i v 浙江大学硕士学位论文a b s t r a c t as t u d ya b o u tr a d i c a la n dr a d i c a lc o m b i n a t i o n se f f e c to n h a n d w r i t t e nc h i n e s ec h a r a c t e rr e c o g n i t i o n a b s t r a c t c h i n e s ec h a r a c t e rr e c o g n i t i o nh a sb e e na ni m p o r t a n tr e s e a r c ha r e ao fc o g n i t i v e s c i e n c ef o rs e v e r a ld e c a d e sa n dm a n yi m p o r t a n tr e s u l t sh a v eb e e no b t a i n e d m o s to f p r e v i o u ss t u d i e sh a v eb e e nf o c u s i n go nt h er e c o g n i t i o no fs t a n d a r d i z e dc h i n e s e c h a r a c t e r , b u to n l yf e wh a sc o n c e r n e da b o u tt h er e c o g n i t i o no fh a n d w r i t t e nc h i n e s e c h a r a c t e r h o w e v e lr e c o g n i z i n gt h eh a n d w r i t t e nc h i n e s ec h a r a c t e r si se s s e n t i a li no u r d a i l yl i f e t oe x p l o r et h ep r o c e s s i n gm e c h a n i s mo fh a n d w r i t t e nc h i n e s ec h a r a c t e rc a n n o to n l yd e e p e no u ru n d e r s t a n d i n go fc h i n e s ec h a r a c t e rr e c o g n i t i o n ，b u th e l pt o i m p r o v et h ee f f i c i e n c yo fc o m p u t e ra l g o r i t h mi nr e c o g n i z i n gh a n d w r i t t e nc h i n e s e c h a r a c t e r t h i ss t u d yi n c l u d e st w oe x p e r i m e n t s i ne x p e r i m e n t1 ，w es e l e c t e d5d i f f e r e n t k i n d so fc u r s i v ec h i n e s ec h a r a c t e r sa se x p e r i m e n t a lm a t e r i a lt oe x p l o r et h er a d i c a l a n dr a d i c a lc o m b i n a t i o n se f f e c t so nh a n d w r i t t e nc h i n e s ec h a r a c t e rr e c o g n i t i o n i n e x p e r i m e n t2 ，w eu s e dt h er e g u l a rs c r i p tc h a r a c t e r sa se x p e r i m e n t a lm a t e r i a l ，w h i c h c o r r e s p o n d e dt ot h ec h a r a c t e r si ne x p e r i m e n t1 i nd o i n gt h i s ，w ec a ne x c l u d et h e p o s s i b i l i t yo fi n c o r r e c te x p e r i m e n t a lm a t e r i a ls e l e c t i o na n dc o m p a r er e g u l a rs c r i p t c h a r a c t e rr e c o g n i t i o nw i t hh a n d w r i t t e nc h i n e s ec h a r a c t e rr e c o g n i t i o n m a i nc o n c l u s i o n so ft h i ss t u d ya r ea sf o l l o w i n g ： 1 r e a c t i o nt i m en e e d e dt or e c o g n i z eh a n d w r i t t e nc h i n e s ec h a r a c t e ri n c r e a s e d l i n e a r l yw i t ht h ei n c r e a s eo fi n t e l l i g i b l ed e g r e eo fh a n d w r i t t e nc h i n e s ec h a r a c t e r , a n d t h ea c c u r a c yo fr e c o g n i t i o nd e c r e a s e dw i t hi t si n c r e a s e 2 r a d i c a la n dr a d i c a lc o m b i n a t i o np l a y e da ni m p o r t a n tr o l ei nh a n d w r i t t e n c h i n e s ec h a r a c t e rr e c o g n i t i o n t or o t a t et h eh a n d w r i t t e nc h i n e s ec h a r a c t e rc a ni m p a i r t h es c h e m ao fr a d i c a lo r g a n i z i n ga n dt h u sm a k i n gr e c o g n i t i o nm o r ed i f f i c u l t ，b u th a d l i t t l ee f f e c to nr e c o g n i z i n gr e g u l a rs c r i p tc h a r a c t e r s 3 h a n d w r i t t e nc h i n e s ec h a r a c t e rp r o c e s s i n gc o n s i s t so fab o t t o m - u pp r o c e s s i n g ( p r o t o t y p em a t c h i n g ) ，a n dat o p - d o w np r o c e s s i n g ( s c h e m ao fr a d i c a lc o m b i n a t i o n ) k e y w o r d s ：c h i n e s ec h a r a c t e rr e c o g n i t i o nh a n d w r i t t e nc h i n e s ec h a r a c t e r r a d i c a lp r o c e s s i n gr a d i c a lc o m b i n a t i o n p r o t o t y p em a t c h i n g v 浙江大学硕士学位论文 浙江大学研究生学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝江盘堂或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示谢意。 学位做作者签名：i 勿i 趁 签字日期刖 年5 月7 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解逝婆盘堂有权保留并向国家有关部门或机 构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权澎江盘堂 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：t 易i 赵导师签名： 签字日期：跏l9 年0 月7 日 岁毛乡 签字日期：触，口年多月j 7 日 浙江大学硕士学位论文致谢 致谢 首先，我要感谢张彤老师和郑锡宁老师三年来对我的悉心指导与关怀。尤其 是张老师，作为我硕士研究生阶段的导师，张老师有着丰富的学识，谦虚认真的 ( 张老师不喜欢“严谨”这个词) 治学态度，乐观豁达的生活态度，这都将是我 今后工作和生活中学习的榜样。我会铭记和践行张老师的教诲：心理学应该要为 社会的发展做出贡献。衷心祝愿张老师和郑老师身体健康，一生平安。 我还要感谢同届的陈辉、鲁比比同学、同一个实验室的王丽同学、李建军师 弟、曾宇静师妹和陈真真师妹。你们让我三年来的研究生生活充实而欢乐。祝你 们身体健康，前程似锦。 最后，我要特别感谢我的父母、兄弟姐妹对我的无条件理解和支持。我唯有 用努力才能报答你们。 i i i 浙江大学硕士学位论文 1引言 汉字识别一直是认知科学研究的重要领域( c h e n ，m u & s u n ，2 0 0 7 ) 。心理 学对汉字识别的研究早在20 世纪2 0 年代就已经开始了。但直到近2 0 年来，随 着认知心理学的蓬勃发展，围绕汉字识别问题的研究也得到了迅速发展，研究方 法不断地得到改进，计算机等新的实验技术的引入更是促进了汉字认知的内部过 程和结构等汉字识别领域的研究( 吴喜娜，2 0 0 4 ) 。 1 1 汉字识别的以往研究 汉字识别是一个极其复杂的认知加工过程，因为影响汉字识别的因素众多， 而这些因素之间又往往会产生复杂的交互作用。下面将从研究内容和研究方法两 个方面来介绍有关汉字识别的以往主要研究。 1 1 1 汉字识别研究的主要内容 1 1 1 1 汉字频率与汉字识别 字频，即汉字在汉语书面材料中出现的次数，作为汉字的一个整体属性，是 一种客观的统计指标，它常常被研究者用来代表汉语读者对汉字的实际接触频率 和熟悉程度( 江新，2 0 0 6 ) 。已有研究表明，汉字的认知加工存在字频效应，即 高频字比低频字更容易被识别( 郭小朝，1 9 9 9 ) 。 虽然汉字的频率是一个客观的统计指标，并且也有汉字信息字典等权威 资料能够提供汉字的频率数据，但由于新技术尤其是互联网很大程度上促进了人 们使用文字进行交流，这样汉字频率的计算也就显得越发困难。很多研究者都转 而使用习得年龄( a g eo fa c q u i si ti o n ，a o a ) 和频率轨迹( f r e q u e n c yt r a j e c t o r y ， f t ) 等更加准确并且易于计算的指标来代替字频研究其对汉字识别的影响。 习得年龄( a o a ) 指的是第一次学习一个词汇所处的年龄。在过去的3 0 年里， 有众多的研究已经发现人们对生命早期习得的词汇的加工比生命后期习得的词 汇更加高效。并且a o a 被证明影响着英语、法语、意大利语、荷兰语、土耳其语、 日语和汉语等众多语言的加工。但 - j 得年龄和字频有着很大的关联，在许多时候， 习得年龄早的汉字也是字频高的汉字，所以a o a 效应和字频效应存在着混淆，研 究者也试图通过研究a o a 对词汇识别的影响来区分其效应和字频或词频效应之 间的区别。s t a d t h a g e n g o n z a l e z 等人( 2 0 0 4 ) 就曾用英语中的专业词汇分离a o a 因素和词频因素研究了习得年龄( a o a ) 对视觉词汇识别的影响。结果发现，专 浙江大学硕士学位论文引言 家对后习得但高频的词汇( 如：心理学家对“认知”做出反应) 比后习得且低频 的词汇( 如：化学家对“认知”做出反应) 做出的反应要更好一些，这揭示了当 词汇在a o a 因素得到很好匹配时的词频效应；而在忽略了a o a 因素的影响之后， 被试在后 - - j 得且高频词汇的条件下和早习得且低频词汇的条件下的表现是相似 的。此外，c h e n 等人( 2 0 0 9 ) 用三个实验检验了习得年龄对汉字识别过程中早 期正字法加工的影响。结果发现，早期习得的汉字经简单掩蔽后的识别正确率要 高于后来习得的汉字；测量汉字的视觉持续阈限( v is u a ld u r a t i o nt h r e s h o l d ， v d t ) 也发现早期习得汉字比后习得汉字在更短的时闻内就能成功地得到识别。 研究者还在要求正字法加工的词汇决定任务中发现了显著的a o a 效应。这些结果 都表明，词汇识别中的a o a 效应不仅仅在语音和语义加工阶段起作用，而且还会 影响识别的早期知觉加工阶段，也为a o a 效应的研究提供了跨语言证据。 频率轨迹( f r e q u e n c yt r a j e c t o r y ，f t ) 是一种比“习得年龄( a o a ) ”更 好的一种研究受年龄限制的学习效应的测量指标。它指的是，在一生中发生的频 率的分布情况。例如，一些词汇在儿童期有一个高的发生频率，但是在成年期却 只有一个低的发生频率( i e ，h i g h - t o - l o w 频率轨迹) ；而另外一些词可能会 是相反的模式( i e ，l o w t o - h i g h 频率轨迹) 。y o u 等人( 2 0 0 9 ) 就曾在对a o a 效应研究的基础上，研究了频率轨迹( f t ) 效应对汉字识别的影响。在实验中， 研究者操纵了频率轨迹和汉字正字法对读音可预测性以及汉字正字法对意思可 预测性之间的关系。结果显示，和受评的a o a ( r a t e da o a ) 相比，汉字的频率 轨迹受到其它词汇属性的影响，并且还能解释很大一部分的a o a 的变化，a o a 是 一个真的会影响词汇处理的因素；频率轨迹效应并不总是出现，而只是会出现在 当正字法到语义之间的映射趋向于更不一致时的任意映射条件下。这样的结果支 持字母语言研究中提出的输入和输出表征之间的任意映射假说( a r b it r a r y m a p p i n gh y p o t h e sis ) 。 1 1 1 2笔画和部件与汉字识别 有关笔画和部件对汉字识别的影响的研究由来已久。j u s t 等( 19 83 ) 就曾 用眼动记录为指标、中文科技文章为材料对笔画数效应进行了研究。结果发现， 词的注释时间随汉字笔画数的增多而延长。当笔画从1 画增加到2 4 画时，注视 时间增加10 6 m s ，平均每增加1 画多用4 6 m s 。此外，喻柏林等人( 1 9 9 7 ) 还用 浙江大学硕士学位论文引言 命名范式研究了笔画类型对直立和倾斜汉字识别的影响。他们首次用笔画类型概 念来描述一种汉字整体视觉结构特征。结果发现，汉字无论处于垂直正位下，还 是处于以4 5 。间隔递增的七种倾斜角度下，都存在笔画类型效应，并且这种效 应有别于线条倾斜效应和笔画数效应。 部件是那些汉字中重复出现的整体笔画模式，其和字母语言中的字母类似， 是汉字识别中的功能性正字法单元( c h e n & a 1 l p o r t ，1 9 9 6 ) 。许多部件还能进 行组合，形成新的部件。所以部件具有特殊的地位，很多研究者针对汉字的部件 展开了研究。 彭聃龄、王春茂( 1 9 9 7 ) 采用命名作业和真假字判断作业研究了部件数效应。 结果表明：汉字识别过程中还存在着部件数效应，它指的是汉字的部件数越多就 越容易得到识别。部件影响汉字识别的作用主要表现在低频字中。 韩布新( 1 9 9 6 ) 用整字识别、整合识别等任务研究了部件组合频率在汉字识 别中的作用，发现部件组合频率可促进高频两部件合体字的识别；在先后呈现两 组成部件时这种作用仍然存在；但在识别高频三部件左右型合体字时，位于左边 的部件组合表现出易化作用；位于右边的部件组合表现出干扰作用；部件组合有 与部件类似的频率效应。 t a f t & z h u ( 1 9 9 7 ) 用三个实验探讨了关于汉字识别过程中是否包含了对次 词素信息加工的问题。实验用了字决定任务，对汉字的部件以及非字中部件的频 率特征进行了操纵。实验的结果表明，汉字的右部件的频率影响了对两部件汉字 的反应，而部件作为汉字的左半部分和右半部分的地位影响了对非字的反应；部 件频率的影响对部件位置是敏感的。对于三部件汉字来说，复合部件( 由两个子 部件组成) 的频率对反应几乎无影响，而其子部件的频率则对反应有影响。因此， 可以得出，在汉字识别的过程中，所有的简单部件的表征都独立得到了激活；复 合部件尽管经常出现，但在这里却没有得到激活。根据这些结果，作者还提出了 一个位置特异性的多层次交互激活模型( m u l til e v e li n t e r a c ti v e - a c ti v a ti o n f r a m e w o r k ) 。 周新林、曾捷英( 2 0 0 3 ) 就曾探讨了汉字早期字形加工中的部件数效应。他 们以大学生为被试，要求被试识别重复速示方式下的具有不同部件数的汉字字 形。结果发现，4 部件字比在通透性、笔画数、字频和像素数上匹配的2 部件字 浙江大学硕七学位论文 引言 更容易识别字形，这表明在字形加工中存在着部件数效应。他们根据这个结果还 提出了一个字形加工的部分线索模型，它指被试可以根据汉字的部分线索( 例如 部件) 识别整个汉字。 陈传锋、黄希庭、余华( 2 0 0 2 ) 从部件加工的角度设计了两个实验，分别运 用部件启动作业和部件启动再认范式，考察了结构对称汉字识别的加工特点。结 果发现：在部件加工层面也存在着显著的结构对称效应。即同一个部件，作为结 构对称字的构成部件的启动效应明显大于它作为非对称字的构成部件的启动效 应；作为结构对称字的构成部件被识别的反应时和错误率均显著地小于它构成非 对称字时被识别的反应时和错误率。这意味着结构对称汉字中的部件( 或笔画) 比非对称汉字中同样部件( 或笔画) 具有加工优势，显示出多层次的结构对称效 应。 y e h l i ( 2 0 0 2 ) 也用分类实验和视觉搜索实验研究了汉字部件和汉字结构 之间的关系对汉字识别的影响。结果表明，在结构信息和部件信息相冲突的条件 下，汉字之间的视觉相似性的主观判断是基于汉字的总体特征的( 如：结构) ， 而不是基于汉字中包含的常用部件。在视觉搜索中，搜索效率显示结构和部件都 会引起视觉相似性。当目标汉字和干扰汉字有着相同的结构并且共享一个常用部 件时，搜索的斜率最大( 目标汉字和干扰汉字拥有最大的相似度) ，而当目标一 干扰字是不同的结构或者不共享部件时的目标斜率不是最大。 y e h l i ( 2 0 0 4 ) 还在有关重复盲( r e p e a t e db 1 i n d ，r b ) 的快速视觉系列 呈现实验中发现：当两个汉字是相同或者相似的时候，或者两个汉字拥有同一个 部件的时候，被试对两个汉字的报告就会发生一些失败。但是当两个汉字不同时 或者两个汉字没有共同的部件的时候，被试的成绩却很好。但汉字的这种重复盲 现象的发生是有条件的：对于两个相同的汉字，如果汉字呈现的时间超过5 0 毫 秒，并且两个汉字中间有一个汉字间隔( 1 a g = 1 ) ，那么重复盲就容易发生。对于 只有部分部件相同的汉字，当汉字的呈现时间少于5 0 毫秒，并且两个汉字相继 连续出现的时候( 1 a g = 0 ) ，那么重复盲就容易发生。这一结果支持汉字识别的部 件加工模型。 d i n g 、p e n g t a f t ( 20 0 4 ) 利用启动程序研究了和目标相同的部件或者组 合部件的短暂前呈现的启动效应。结果显示，虽然由于图形的相似性，启动部件 4 浙江大学硕上学位论文引言 并没有促进低频目标的检测，但是对包含启动部件的目标的检测有很大的促进作 用。这种促进作用还表现在当启动汉字和目标汉字在同样的位置享有同样的部件 时，有促进作用；而享有的部件在不同位置时，没有促进作用( 汉字部件的空间 特性) 。换句话说，当启动汉字和目标汉字的共同部件在不同的位置时，启动效 应被抑制了。这些结果显示，部件在汉字识别中具有特殊的地位，汉字部件的位 置信息在汉字的编码中也得到了表征，简单汉字( 部件) 和复杂汉字被表征在不 同的水平上。d i n g 等人根据这一结果进一步明细了汉字识别的多层次交互激活 模型。 根据以上研究所得到的结论，汉字的加工要经过笔画、部件和整字三个层次。 但由于汉字中的很多部件既可以是某些汉字的部件，有可以独立地成为一个简单 的汉字，所以汉字加工的层次模型就显得更加复杂一些。另外，部件对汉字识别 的影响还常常同汉字的结构等因素交织在一起。 1 1 1 3汉字正字法与汉字识别 任何一种文字都有自己的正字法规则( o r t h o g r a p h i cr u l eo 语言学家把正 字法可以定义为：使文字的拼写符合标准的方法。心理学家早就开始了对字母语 言文字的正字法对词汇识别的影响进行了研究，并且在最近取得了很重要的进展 ( p e e r e m a n ，2 0 0 9 ；c o n r a d c a r t e i r a s2 0 0 9o 研究表明汉字的正字法对部件 的识别有促进作用。喻柏林等( 1 9 9 0 ) 曾用汉字的部件命名作业，比较了真字、 假字和非字命名反应时，发现真字的部件命名反应时长于假字的部件命名反应 时，又长于非字部件命名的反应时。 p e n g 和l i ( 1 9 9 5 ) 采用了c a r a m a z z a ( 1 9 8 8 ) 的方法，用真假字判断的方 法，研究了汉字正字法对汉字识别的影响。结果表明，汉字的正字法知识是人们 加工汉字时必须依赖的一种语言知识，因为它提供了汉字的字内冗余性 ( r e d u n d a n c yw i t h i nc h a r a c t e r ) ，自上而下地对汉字产生影响。 张积家、王惠萍( 1 9 9 6 ) 采用命名任务探讨了正字法深度对汉字词读音时间 的影响。结果发现，正字法深度对汉字词的读音时间有重要影响。对于高频字， 汉字的读音反应时的顺序( 由快到慢) 是规则形声字、象形字、会意字和不规则 形声字，但规则形声字、象形字、会意字之间的差异没有达到显著水平，只有规 则形声字与不规则形声字之间差异显著。但在低频时，规则形声字与会意字、不 浙江大学硕士学位论文引言 规则的形声字，象形字与不规则的形声字的读音反应时的差异均达到显著水平。 整个研究表明，对于表意的汉字而言，正字法深度也是存在的，并对汉字词的读 音时间产生重要的影响。 李虹等( 2 0 0 6 ) 以不同年级的儿童为研究对象，通过图形判断和真假字判断， 探讨汉语儿童正字法意识的萌芽发展及其与识字量之间的关系。结果发现：( 1 ) 汉语儿童正字法意识是从无到有逐步发展的。( 2 ) 正字法意识分为多个层次，正 字法意识的发展要以一定的识字量为基础，阅读中汉字识别能力的不同发展阶段 分别与正字法意识的不同层面密切相关。 顾介鑫等( 2 0 0 7 ) 还应用事件相关电位技术( e v e n t - r e l a t e dp o t e n ti a l ， r e p ) 研究了词汇识别中汉字正字法的作用。结果表明，p d 2 5o 是视觉词汇识别 中汉字正字法作用的特异性成分，表明汉字正字法作用在刺激词呈现2 5o m s 后开 始体现，该成分可能反映了视觉词汇识别中人脑对汉字部件组合规则和汉字拼读 规则的加工过程；双音节词汇判断中n d 4 0 0 可能反映了视觉词汇识别中人脑对汉 字部件语义组配的加工过程；p d 6 0 0 则可能反映了人脑重新分析汉字部件语义组 配的加工过程。 1 1 1 4汉字识别的时间进程 汉字识别的加工一般包括字形或正字法加工、语音加工和语义加工。汉字识 别的时间进程就是汉字识别的加工过程中正字法加工、语音加工和语义加工的时 间顺序。拼音文字的研究表明( p e r f e t t i t a n ，1 9 9 8 ) ，在阅读过程中，词汇 的形一形关系可能比形一义关系来得更加可靠。于是，语音形式( 由字形形式激 活) 就变成了词汇识别的真正组成部分，而非一个附加部分。这些都暗示在许多 情况下，单字阅读的过程中对语音形式的通达要早于语义通达。 p e r f e t ti t a n ( 1 9 9 8 ) 用两个启动命名实验检验了汉字词汇阅读中的字形 和语义激活的时间进程，这两个实验在启动类型和启动一目标时间间隔( s o a ) 上有所区别。实验结果显示具有确切意思的词汇的语义启动要快于模糊意义的词 汇；字形启动促进作用发生在4 3 m s 的s o a 上，在更长的s o a 上有抑制作用；字 形抑制作用的开始和语音促进作用的开始相冲突，暗示存在着一个单一的识别时 刻。在s o a 上起促进作用的序列是：( a ) 字形，( b ) 语音，( c ) 语义。 z h o u m a r s l e n - w i l s o n ( 1 9 9 9 ) 用一个语音调节的语义启动技术检验了汉 浙江大学硕士学位论文 字阅读过程中语音和正字法对语义激活的限制作用。研究结果显示：当同音的启 动字和目标字之间没有正字法相似性时，没有显著的启动效应；当启动字和目标 字之间包含相同的语音部件的时候，出现了显著的启动效应；启动字对目标字的 启动在正字法相似性上和读音相似性上对语义的启动调节作用程度相同。汉字阅 读通达语义的过程既受到语音的调节，又受到正字法的调节，以及它们之间交互 作用的调节，并且语音对语义的激活时刻比正字法对语义的激活时刻要晚。 语言的内在特性往往会决定该语言的加工时间进程。字母语言中，正字法和 语音不可避免地混淆在一起，字形和语音往往是无法独立分离的，而汉语作为一 种接近表意文字的语言，其汉字具有英语等字母语言文字系统无法比拟的复杂 性：汉字是二维的，很多汉字都包含了一个语音部件和一个语义部件，这样在识 别汉字的时候，可以通过汉字中的语音和语义部件直接地通达汉字的语音和语义 表征。所以汉字的字形信息和语音信息的加工过程是可以独立分离的( z h a n g ， 20 0 9 ) 。另外，词汇产生通常是从语义开始的，然后才是正字法或语音输出，所 以其和词汇识别过程在很大程度上是一个互为相反的过程。研究词汇产生的时间 进程有助于揭示语义信息、正字法信息以及语音信息之间的内在关系和交互作 用。 z h a n g 等( 2 0 0 9 ) 使用图画一词汇干扰实验范式研究了汉语口语词汇产生中 的正字法效应和语音促进效应。实验结果表明：语音促进效应在s o a 为o m s 和 15 0 m s 时出现，而正字法促进效应在三个s o a 水平上都出现，这表明正字法促进 效应和语音促进效应是独立的，两类效应可能出现在图画命名过程中的不同加工 阶段；当s o a 为+ 1 5 0 m s 时，正字法因素与语音因素之间存在显著的交互作用， 汉语词汇产生的后期可能存在正字法信息和语音信息之间的双向联结。 此外，z h a n g 等( 2 0 0 9 ) 还采用双重任务实验范式( d u a l - c h o i c eg o n o g o t a s k ) 和事件相关电位技术( e v e n t - r e l a t e dp o t e n t i a l ) 研究了汉语词汇产生 中语义和正字法编码的时间进程。实验结果表明，在词汇产生过程中，语义编码 先于正字法编码大约1 7 6 2 0 2 m s 。语义条件下的n 2 0 0 反映了语义编码；与此同 时，由于正字法判断任务的复杂性，正字法条件下所对应的n 2 0 0 比较复杂，亦 有可能反映了正字法信息的提取和判断两个加工过程。 1 1 1 5汉字识别的加工模型 浙江大学硕士学位论文 随着对汉字识别的各方面研究的深入，许多心理学家开始尝试建立有关汉字 识别的认知加工模型。从上世纪8 0 年代开始，出现了众多的有关汉字识别的认 知加工模型，其中主要模型有：多层次交互激活模型( m u l t i - l e v e li n t e r a c t i v e a c ti v a ti o nm o d e l ，简称m i a 模型) ，合体汉字字形识别模型，汉字识别与命名 的联结主义模型以及双模式交互激活模型( b i m o d a li n t e r a c t i v e - a c t i v a ti o n m o d e l ) 。下面将对这些模型进行简单的介绍和回顾。 t a f t 和z h u ( 1 9 9 7 ，1 9 9 9 ) 根据m c c l e l l a n d 和r u m e l h a r t 关于英语词汇识 别的交互激活模型结合汉字的特点以及自己的研究，提出了汉字的多层次交互激 活模型。该模型认为汉字识别中存在着两条平行的通道，一条负责处理正字法信 息，一条负责处理语音信息。正字法的通道有笔画、部件、整字等层次，每层内 又包含许多彼此不同但又相互联结的单元。这种联结既存在于同一层次内，也存 在于不同层次间。当一个汉字用视觉方式呈现时，笔画单元将首先得到激活，然 后激活将通过汉字的部件通达到整字。当整字的激活达到阈限时，汉字就得到了 识别。 沈模卫( 1 9 9 5 ) 根据自己和前入的研究提出了“合体汉字字形识别的模型”。 该模型认为，在汉字识别的过程中存在着笔画、部件和整字三个层次的加工单元。 当汉字视觉呈现时，先得到预加工处理，汉字的部件分配到特定的部件空间通道 进行特征分析，然后激活相关的特征觉察器。如果特征觉察器得到激活，它们就 会向与这些特征相应的部件觉察器传递兴奋，同时抑制与这些特征不相容的部件 觉察器。部件觉察器得到激活后，再将兴奋传输给与该部件及其位置相应的整字 觉察器，并抑制与这些部件及其位置不相容的整字觉察器。当这些整字觉察器得 到充分激活后，汉字就得到了识别。 c h e n p e n g ( 1 9 9 4 ) 在s e i d e n b e r g 与m c c l e ll a n d 关于单词识别与命名的 分布、发展模型( d is t r i b u t e da n dd e v e l o p m e n t a lm o d e lo fw o r dr e c o g n i ti o n a n dn a m i n g ) 的基础上提出了汉字识别与命名的联结主义模型。该模型由三层单 元组成，第一层为4 2 0 个字形单元，第二层为2 0 0 个隐单元，第三层为4 2 个语 音单元。模型中的各层信息都分布表征，知识通过学习获得。模型采用了前传型 的结构，即信息从字形单元传输到隐单元层，再传到字音单元层，不包含任何反 馈、隔层连结及层内单元间的相互作用。模型的输入是字形层单元的激活模式， 浙江大学硕士学位论文 模型的输出是字音单元的激活模式。 图1 1双模式交互激活模型及对应时间进程 g r a i n g e r 和h o l c o m b ( 2 0 0 9 ) 在被普遍接受的m c c l e ll a n d 和r u m e l h a r t ( 1 9 8 1 ) 所提出的交互激活模型( i n t e r a c t i v ea c t i v a t i o nm o d e l ) 的基础上， 总结了当前有关词汇加工过程的研究后提出了一个更加一般的语言词汇加工的 框架模型一一双模式交互激活模型( b i - m o d a li n t e r a c ti v e - a c ti v a ti o nm o d e l ， 简写为b i a m ) ( 如图1 1 所示) 。该模型认为有两条路径可以通达词汇的语义， 一条是正字法通路，是由正字法单元和正字法单元的组合导向词汇水平的正字法 表征，从而通达词汇的语义；另一条是语音通路，是由音素和音素组合来导向词 汇水平的语音表征，从而通达词汇的语义。两条通路都包含三个水平的加工，分 别为特征水平、亚词汇水平和词汇水平。正字法通路和语音通路之间的联结在亚 词汇水平上和词汇水平上都存在。b i a m 模型和以往的计算模型相比有很多特别 之处，突出表现为两点。第一，b i a m 模型区分了视觉词汇识别中刺激信息的两 个维度。一个是空间维度，主要对应视觉客体；另一个是时间维度，主要对应于 词汇的口语形式。熟练的读者可能学会了区分这两个维度，用刺激的空间结构来 优化正字法一语义映射，用刺激的时间结构来优化正字法一语音映射。这样b i a m 模型就能够成功解释很多以前的计算模型所不能解释的现象，例如正字法效应和 9 浙江大学硕士学位论文引言 语音效应的分离很可能是由于被试对两个维度信息加工的优化程度不同而造成 的。第二，b i a i d 模型在正字法通路中比其它计算模型多了一个“以词汇为中心 的正字法信息表征单元”。g r a i n g e r 等( 2 0 0 9 ) 认为亚词汇水平上的正字法编码 是根据字母在单词中的相对位置进行的，而不仅仅是它们的绝对空间位置。也就 是说，亚词汇水平上的正字法编码是围绕整个词汇来进行的。这一点能够对应 d i n g 等人( 2 0 0 4 ) 在关于汉字部件表征的研究中提出的汉字部件的表征包含了 对部件在整字中相对位置信息的编码的结论。由此可见，b i a m 模型是一个更加 统一和精确的计算模型。 1 2 2 汉字识别研究方法的新发展 心理学有关汉字识别的研究众多，研究者在这一过程中也积累了大量探索汉 字识别机制的研究方法。随着科学技术的进步，汉字识别的研究方法除了采用词 汇命名任务( n a m i n gt as k ) 、词汇决定任务( l e x i c a ld e c is i o nt a s k ) 、同一判 断任务( i d e n tit yj u d g m e n tt a s k ) 等经典的反应时记录类研究方法以外，还出 现了眼动记录法、脑成像技术和计算机模拟等先进高效的研究方法。下面将对这 些新的研究方法做一个简单的介绍。 1 1 2 1 眼动记录法 眼动记录( e y e - m o v e m e n tr e c o r d i n g ) 技术主要有两种。第一种是眼动追踪 ( e y e - m o v e m e n tt r a c k i n g ) 技术，它的原理是将一束红外线照射到眼睛里，然 后通过红外线接收装置来接收眼睛瞳孔和眼角膜的反射光线，从而记录人在阅读 时的眼动轨迹、注视次数和注视持续时间等指标。这种方法主要用于研究人的汉 字阅读过程和汉字认知的内部过程。第二种是眼电图( e l e c t r o o c u l o g r a p h ，简 称e e g ) 技术，其原理是利用人在正常情况下眼角膜端带正电，巩膜端带负电的 特性，将一对电极分别置于眼球左右对称两侧的皮肤上，然后根据眼球偏转电位 差的大小和极性变化来记录眼动时的静息电位，从而记录人在阅读过程中的眼动 模式、注视点以及持续时间等指标。眼动技术为研究汉字识别机制提供了一种实 时( o n - 1 i n e ) 的研究技术，它可以帮助显示阅读过程中信息加工的特点，并为 分析阅读过程提供外部的行为指标。 黄希庭等人( 2 0 0 4 ) 就曾用e y e l i n ki i 型眼动仪为实验设备，以汉字与双 眼形成的视角为自变量，研究了视角对高频汉字识别的影响特点。其实验中的视 1 0 浙江大学硕士学位论文引言 角的7 个水平分别为：2 。、4 。、7 0 、1o 。、13 。、1 6 。和1 9 。研究者通过 对反应时、注视时间、注视次数、眼跳时间、眼跳次数、眨眼时间、眨眼次数的 分析，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10 。一11 。 此外，b a i 等人( 2 0 0 9 ) 还利用眼动记录技术研究了有格式汉语文字和无格 式汉语文字的阅读模式。研究表明，不熟悉格式的汉语句子的阅读同无格式的汉 语句子的阅读一样容易；汉语阅读的加工单元是词汇而不是单个汉字。 1 1 2 2 脑成像技术 脑成像技术包括脑电图描记( e l e c t r o e n c e p h al o g r a m ，简称e e g ) 、事件相 关电位( e v e n tr e l a t e dp o t e n t i a l ，简称e r p ) 、正电子发射断层扫描( p o s i t r o n e m is s i o nt o m o g r a p h y ，简称p e t ) 、功能磁共振成像( f u n c t i o n a lm a g n e t i c r e s o n a n c ei m a g i n g ，简称f m r i ) 以及经颅磁刺激( t r a n s c r a n i alm a g n e ti c s ti m u l a ti o n ，t m s ) 等技术。利用这些技术能够探测出脑内氢原子的分布、脑内 局部血容积、脑内局部糖代谢和氧代谢以及脑内局部血流变化等，从而能够测量 出人在进行某种认知活动是的脑内功能变化。 研究运用这些脑成像技术可以直接观察人在进行某种认知作业时的脑内正 在进行的活动，从而有利于研究相关认知活动的中枢加工机制。但这些脑成像技 术也存在着局限性，其中e r p 技术有很高的时间分辨率，而空间分辨率较差，因 而在脑功能定位方面不够精确；而相反，f m r i 技术和p e t 技术有较高的空间分 辨率，但时间分辨率较差，因此难以准确地描述事件发生的时间进程。 心理学家通过运用脑成像技术来研究汉字识别的认知加工机制得到了很多 有意义的研究结果。孙相如( 1 9 9 4 ) 就曾在利用e r p 技术和汉字形、音、义匹配 作业中，发现了p 2o o 和n 4 0 0 两个成分。z h a n g 等人( 2 0 0 8 ) 还利用e r p 技术以 旋转的汉字作为实验材料，研究了汉字识别的识别可能性( r e c o g n iti o n p o t e n t i a l ，简称r p ) 问题，结果得出，在汉字识别任务中，策略的运用取决于 汉字识别的难度。当可得信息足够用于汉字识别时，被试可能采用连续处理的策 略；而当一个汉字由于可得刺激减少而不能被立即识别时，被试倾向于采用整体 和类别特征的全局分析策略。另外，h s i a o 等人( 2 0 0 6 ) 、顾介鑫等人( 2 0 0 7 ) 和l i u 等人( 2 0 0 8 ) 还分别运用t m s 技术、e r p 技术以及f m r i 技术进行了汉字 浙江大学硕士学位论文引言 识别的研究，并取得了很有意义的结果。 目前，事件相关电位( e r p ) 技术已经在认知神经科学和神经心理学的研究 中得到了广泛的应用。未来有关的研究可能会结合e r p 技术和f m r i 技术来获得 更好的时间分辨率和空间分辨率，从而更好地探索相关认知活动发生时的脑内功 能变化。 1 1 2 3 计算机模拟 计算机模拟( c o m p u t e rs i m u l a ti o n ，c s ) 是认知心理学很早就采用的一种 研究方法。它是指通过模拟人的认知加工过程来验证人的认知加工的实验结果， 然后对结果提出合理的解释。进行认知加工的计算机模拟能够预测某些现象的发 生，并且可以指导进一步的实验研究。通过计算机模拟得到的认知模型之所以能 进行检验、解释和预测，主要得益于计算机具有高速度、高精度的计算能力，可 以在较短的时间内模拟出人需要在较长的时间内才能获得的知识和技能。目前， 计算机模拟已经被广泛地用于知觉、意象、问题解决和语言