03第三章 知觉与模式识别.doc

北京师范大学 心理学院 李虹 主讲第三章 知觉与模式识别1知觉1.1知觉概述1.1.1知觉的定义感觉：感觉器官和神经系统检测、接受和表征刺激能量的过程，是对刺激的基本形式的最初体验。知觉：对信息进行加工、组织和解释过程，从而把感觉信息转化为可理解的、有意义的符号、物体或者事件。1.1.2知觉的种类：按知觉时起主导作用的感官特性分：视知觉、听知觉、触知觉、嗅知觉、味知觉按人脑反映的事物特性分：空间知觉：物体的大小、形状、方位和距离时间知觉：事物的延续性和顺序性运动知觉：物体在空间的位移1.1.3知觉的特性：整体性：知觉过程中，人们不是孤立地反映刺激物的个别特性和属性，而是反映事物的整体和关系。实用性：在多种可能的结构中，人们总是倾向于将其知觉成一个最简单、最稳定的形状。理解性：知觉不是被动的登记知觉对象的特点，而是以过去的知识经验为依据，力求对知觉对象做出某种解释。恒常性：当知觉的客观条件在一定范围内改变时，我们的知觉映象在相当程度上仍保持它的稳定性。选择性：在通常情况下，人们总是会选择知觉图形中的一部分元素作为对象，而另一部分作为背景。1.2知觉的格式塔组织原则接近律：空间上彼此接近的元素容易被知觉成为一个整体。相似律：视觉上相似的元素容易被知觉成为一个整体。良好连续：具有良好连续的线段容易被知觉成为一个整体。封闭律：人们倾向于将各个元素知觉为一个封闭的整体。共同命运：人们倾向与把运动方向或变化趋势相同的元素知觉成为一个整体。其他原则：共同领域、特定连接1.3几种知觉现象1.3.1深度知觉：察觉距离，把物体知觉为三维的能力。深度知觉的线索：单眼线索：单眼肌肉线索（调节）、对象的重叠、相对大小、结构级差、线性透视、空气透视、运动透视、运动视差双眼线索：双眼肌肉线索（辐合）、双眼视差1.3.2错觉：知觉对比（大小、长度、亮度、方向）、主观轮廓、不可能图形关于错觉的解释：眼动理论、神经抑制理论、深度加工和恒常性误用理论1.4知觉理论与知觉加工1.4.1知觉理论：Gibson的直接知觉理论：知觉是直接从外界刺激中提取有效信息。外界环境为我们的知觉提供了所需要所有信息。长期进化得到的器官是我们能够识别这些有效信息。知觉过程实时而自发产生。不需要自上而下的加工。知觉的认知建构理论：知觉是多层次的信息加工过程，是一个假设-检验的过程。知觉是现实的当前刺激与人脑已有的知识、经验、兴趣、爱好相互作用的结果。知觉是积极的、主动的、有选择的。知觉的结果是对刺激的一种最好解释。需要自上而下的加工。1.4.2知觉的加工：自下而上的加工 VS. 自上而下的加工局部加工 VS. 整体加工2模式识别2.1模式识别概述模式（pattern）：广义：刺激的空间组合和时间组合。狭义：由一组刺激或刺激特性，按照一定的关系构成的一个有结构的整体。（刺激的整体结构）模式识别（pattern recognition）：运用记忆中已经储存的信息，对当前出现的刺激模式作出有效解释的过程。2.2模式识别的种类： 视觉刺激模式：物体识别、面孔识别听觉刺激模式：语音识别嗅觉刺激模式：2.3模式识别的理论2.3.1模版匹配理论：Template-matching theory主要观点：刺激与模版匹配模版：在长时记忆中存储着与各式各样的外部模式的袖珍复本。模式识别就是一个将刺激模式所提供的信息与相应的模版进行匹配的过程。每个模版本身都有一定的意义，因此被识别的模式也就得到了相应的解释。优点：模型简单直观，易于理解。问题：需要在记忆中存储海量的模板，不符合经济原则。认知过程不灵活，无法明确阐释模板匹配的机制。修正：增加预处理，将刺激按照模板进行标准化。运用：超市条形码、密码、机读卡2.3.2原型理论：Prototype theory主要观点:刺激与原型的近似匹配原型：头脑中有关某一类客体或刺激模式共有的关键特征的概括性表征。模式识别是在记忆中找到与当前的刺激模式最近似的原型的过程。优点：增加了认知的灵活性，减轻了记忆负担。基本与日常生活经验相符。问题：理论不够清晰和直观。2.3.3特征分析理论：Feature analysis theory主要观点：在模式识别过程中，首先要抽取刺激的有关特征进行分析，并与长时记忆中的各种特征进行比较和匹配，从而用这些特征来描述和建构一个模式。优点：不用考虑刺激大小、方位等细节，更有适应性。记忆负担轻。先分析特征后综合，再识别，具有学习色彩。拥有神经生理学证据。符合日常经验。问题：当两个模式有较多共同特征时，容易混淆。没有考虑整体加工的问题。泛魔堂（鬼域模型）：Pandemonium四种鬼：（1）获取物体图像映像鬼（2）分析特征特征鬼（3）认知事物认知鬼（4）决策决策鬼优点：把模式识别过程明确地划分成四个功能不用的层次。问题：没有考虑整体加工的问题。2.3.5成分识别理论：Recognition by components theory主要观点：一个物体的二维视觉图像是由一些简单的成分组成的，这些简单的成分被称为几何离子（Geometrical geon）。物体是通过确认其组成的几何离子及