第二章_认知心理学_知觉2014.9

1、第二章第二章 知觉知觉教育科学与技术学院教育科学与技术学院王王 菲菲主要内容（6课时） 一、知觉概述一、知觉概述 二、知觉的信息加工过程二、知觉的信息加工过程 三、模式识别三、模式识别第一节 知觉与经验一、认知心理学所理解的知觉一、认知心理学所理解的知觉 思考：思考：为什么认知心理学体系中没有感觉这一章？为什么认知心理学体系中没有感觉这一章？我们如何在不同的刺激环境下觉知到稳定的对象？我们如何在不同的刺激环境下觉知到稳定的对象？有哪两个基本途径可以解释知觉？有哪两个基本途径可以解释知觉？当具有正常视感觉的人不能觉知视觉刺激时又会怎当具有正常视感觉的人不能觉知视觉刺激时又会怎样呢样呢? ?在试图

2、辨别图中盯着你的动物的过程中，你对知觉有了哪些了解？什么样的知觉变化能使你更易于辨别图中所描述的对象？帕特侬神庙错觉帕特侬神庙错觉从感觉到表征知觉连续体知觉恒常性庞氏错觉相对大小错觉形状错觉深度知觉单眼深度线索深度知觉的单眼和双眼线索深度知觉的单眼和双眼线索在格林威治远眺伦敦金融区把地平线放到上三分之一的地方，照片看起来很舒服 不见地平线，主体极度突出纳入了天空，但地平线很高，使人能理解主体和周围环境的关系 第三张是把地平线放到二分之一的位置，这种安排，使人看图时感到不安， 有一种折衷的的感觉。 第四张把地平线放到很低，突出了天空，使天空引人注意，但也不至人们 分散对主体的注意。打破上下三分之

3、一的框框，把地平线降低，更加突出天空 拍摄水中倒影，可以把地平线放到二分之一处 地平线放的较高，以突出郁金香花 单眼深度线索:天使报喜单眼深度线索:瀑布双眼深度线索 形状知觉的格式塔研究方法 根据格式塔趋完形律,在知觉任何给定的视觉列队时,我们易于以稳定且连贯的形式把完全不同的元素简单加以组织，而不是把这些元素当成是不可理解的、缺乏组织的一堆混乱感觉。表2.3 视知觉的格式塔原则第二节第二节 知觉的信息加工过程知觉的信息加工过程 整体加工和局部加工 知觉的两种加工形式 两种知觉理论Navon(1977) ：听觉的字母识别：听觉的字母识别 一、一、整体加工和局部加工整体加工和局部加工n大字母识别

4、快于小字母；n3种关系条件下，大字母大字母识别反应时无显著差异；小字小字母母的识别有差异，其中冲突条件下最慢。二、知觉的两种加工形式 自下而上的加工（自下而上的加工（bottomup processing）也称数据驱动加工（也称数据驱动加工（datadriven processing）（）（Lindsay & Norman，1977），是指知觉者从环境中一个个细小的感觉信是指知觉者从环境中一个个细小的感觉信息开始，将它们以各种方式加以组合便形息开始，将它们以各种方式加以组合便形成了知觉。持这种理论的心理学家认为，成了知觉。持这种理论的心理学家认为，感受器所获得的感觉信息就是我们知觉所感

5、受器所获得的感觉信息就是我们知觉所需要的一切，无须复杂的思维推理等高级需要的一切，无须复杂的思维推理等高级认知过程的参与，我们就直接知觉到了周认知过程的参与，我们就直接知觉到了周围环境。围环境。 而这种直接知觉环境的能力是由人的生物而这种直接知觉环境的能力是由人的生物性决定的，这可以由视崖（性决定的，这可以由视崖（visual cliff）实）实验中很小的婴儿就能够形成深度知觉而知验中很小的婴儿就能够形成深度知觉而知（Gibson，1979）。这种直接知觉（）。这种直接知觉（direct perception）理论又如何解释我们对感觉环）理论又如何解释我们对感觉环境的识别呢？主要有这样几种理论

6、假说。境的识别呢？主要有这样几种理论假说。第一种假说称为模板论，第二种假说称为第一种假说称为模板论，第二种假说称为原型论，第三种假说称为特征论。原型论，第三种假说称为特征论。自下而上加工自下而上加工1 1、从视觉输入开始、从视觉输入开始 以视觉的再现结束。以视觉的再现结束。2 2、视觉输入传递顺序，、视觉输入传递顺序， 分为高低阶段。分为高低阶段。3 3、低阶段依赖视觉输、低阶段依赖视觉输 入；高阶段产生知入；高阶段产生知 觉再现。觉再现。4 4、低阶段的结果，不、低阶段的结果，不 受高阶段影响。受高阶段影响。 自上而下的加工（topdown processing）也称概念驱动加工（conce

7、ptually driven processing），指知觉者的习得经验、期望、动机，引导着知觉者在知觉过程中的信息选择、整合和表征的建构，也称为建构知觉（constructive perception）理论。眼见为实？自上而下加工自上而下加工1、输入图形分成字母串；、输入图形分成字母串；2、将字母串与单词比较，从而、将字母串与单词比较，从而确定单词的意义。确定单词的意义。3、对组成单词理解其意义；、对组成单词理解其意义；4、对不能组成的单词，则返回、对不能组成的单词，则返回最初阶段重复加工，直到将最初阶段重复加工，直到将字母串全部组成单词。字母串全部组成单词。图形知觉中的自上而下的加工图形知

8、觉中的自上而下的加工认知心理学的认知心理学的一个基本观点：一个基本观点：人已有的知识人已有的知识和知识结构对和知识结构对当前的认知活当前的认知活动具有决定性动具有决定性作用。作用。 超感知觉两者关系 它们是两种方向不同的加工，两者结合而形成统一的知觉过程。 但在不同的情况下，知觉过程对这两种加工也可有不同的侧重。 在知觉良好的条件下，知觉主要是自下而上的加工，而随着条件恶化，自上而下加工的参与也将逐渐增多比如：Bruner的实验是在非良好的条件下的知觉，Gibson的实验是在良好的条件下的知觉。自上而下加工和自下而上加工的交互作自上而下加工和自下而上加工的交互作用用 试想一下拼图游戏：最初阶段

9、，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。识，开始寻找可以拼的拼块。三、知觉理论主要观点 1.1.周围的环境为我们提供了足够充分的信息周围的环境为我们提供了足够充分的信息 2.2.感官的构成使它感官的构成使它有有能力

10、从周围环境中提取这些能力从周围环境中提取这些信息信息 3.3.对物体的三维特性的感知对物体的三维特性的感知, ,既不需要以前的知既不需要以前的知识识, ,也不需要从物体与人眼的关系中进行无意识也不需要从物体与人眼的关系中进行无意识的推理的推理. . 4.4.人们根据物体表面的纹理结构，即纹理密度的人们根据物体表面的纹理结构，即纹理密度的级差就能直接感知物体的深度与距离。级差就能直接感知物体的深度与距离。 二、知觉的假设检验理论二、知觉的假设检验理论 (假设考验说假设考验说) 代表人物：代表人物：Bruner和和Neisser 主要观点：主要观点： 1.已有的知识经验对知觉产生影响，已有的知识经

11、验对知觉产生影响，最引人注目的是上下文的作用。最引人注目的是上下文的作用。 2.过去的知识经验主要是以假设、期过去的知识经验主要是以假设、期望或图示的形式在知觉中起作用的。望或图示的形式在知觉中起作用的。 3.人在知觉时，接收感觉输入，在已有人在知觉时，接收感觉输入，在已有经验的基础上，形成关于当前的刺激经验的基础上，形成关于当前的刺激假设，或激活一定的知识单元而形成假设，或激活一定的知识单元而形成对某种客体的期望。知觉是在这些假对某种客体的期望。知觉是在这些假设、期望的引导和规划下进行的。设、期望的引导和规划下进行的。 4.知觉是一种包含假设检验的构造过程。知觉是一种包含假设检验的构造过程。

12、 5.人们通过接受信息，形成假设和检验人们通过接受信息，形成假设和检验假设，再接受或搜寻信息，再检验假假设，再接受或搜寻信息，再检验假设，直至验证某个假设，从而对感觉设，直至验证某个假设，从而对感觉刺激作出正确的解释刺激作出正确的解释假设考验说的验证：双关图和知觉的恒常性 双关图：同一种刺激会引起人不同的知觉。 知觉恒常性：不同的刺激会引起人相同的 知觉经验。不可能图形或错觉图形：可以分离人的经验信息和刺激信息的作用不可能图形或错觉图形：可以分离人的经验信息和刺激信息的作用第三节第三节 模式识别模式识别 1、模式识别概述、模式识别概述 2、模式识别过程、模式识别过程 3、模式识别理论、模式识别

13、理论什么是模式识别 她/他是谁？它们是谁？一、模式识别概述一、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，也可以说模式是刺成的某种刺激结构，也可以说模式是刺激的组合。激的组合。模式识别（模式识别（Pattern Recognition)Pattern Recognition)是感是感觉信息与长时记忆中的有关信息进行比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较，再决定它与长时记忆中哪个项目有着最佳匹配。着最佳匹配。二、模式识别过程二、模式识别过程 分析分析 比较比较 决策决策三、模式识别理论三、模式识别理论 1

14、、模板说、模板说 2、原型说、原型说 3、特征说、特征说1 1、模板说、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。条形码条形码分为4个部分： 1-3位：位：国家代码国家代码（由国际上分配，（由国际上分配，690-695都是中国的代码）；都是中国的代码）；4-8位：生产位：生产厂商代码厂商代码，由厂商申请，国，由厂商申请

15、，国家分配；家分配；9-12位：位：厂内商品代码厂内商品代码，由厂商自行确定；，由厂商自行确定；第第13位：位：校验码校验码，依据一定的算法，由，依据一定的算法，由前面前面12位数字计算而得到。位数字计算而得到。模板匹配样例预加工预加工 在模板匹配模型增加了一个预加工过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。这样就可以大大以调整，使之标准化。这样就可以大大减少模板数量。减少模板数量。 演示演示 按照模板说的基本观点，为了识别特定按照模板说的基本观点

16、，为了识别特定的模式，必须事先在记忆中存入与之对的模式，必须事先在记忆中存入与之对应的模板。如果两个模板在外形、大小应的模板。如果两个模板在外形、大小和方位等方面必须匹配才能得到识别的和方位等方面必须匹配才能得到识别的话，就需要在人的记忆中储存话，就需要在人的记忆中储存不可计数不可计数的模板的模板，这显然不现实，也与人识别物，这显然不现实，也与人识别物体时表现出的高度灵活性不一致。体时表现出的高度灵活性不一致。对模板说的修改 鉴于上面提出的质疑，有人模板匹配模鉴于上面提出的质疑，有人模板匹配模型进行了修改，提出了一个预加工型进行了修改，提出了一个预加工(Preprocessing)过程。过程。

17、 即在模式识别的初级阶段，预加工将刺即在模式识别的初级阶段，预加工将刺激的大小、方位、外形等加以调整使之激的大小、方位、外形等加以调整使之标准化。这样就可以减少模板的数量。标准化。这样就可以减少模板的数量。对模板匹配说的评价 能解释人的某些模式识别现象，但能解释人的某些模式识别现象，但缺乏灵活性，人必须事先存储相应缺乏灵活性，人必须事先存储相应的模板，才能识别一个模式。即使的模板，才能识别一个模式。即使附加了预加工过程，这些模板的数附加了预加工过程，这些模板的数量仍是巨大的。量仍是巨大的。 模板说不能完全解释人的模式识别模板说不能完全解释人的模式识别过程，只能充当识别过程中的一个过程，只能充当

18、识别过程中的一个方面或一个环节。方面或一个环节。2 2、原型说、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练习完之后，要求被试对一

19、组新的图形进行分类，记录被试的错误率及正确反应进行分类，记录被试的错误率及正确反应的时间。的时间。3 3、特征说、特征说 特征说认为外部刺激在人的长时记忆中，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，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，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，外部刺激就被识一旦获得最佳的匹配，外部刺激就被识别了。别了。特征说的证据特征说的证据 神经生理学的证据神经生理

20、学的证据 心理学的证据心理学的证据神经生理学的证据神经生理学的证据q感受野的研究感受野的研究q感受野：在感觉系统中，能够引起某感受野：在感觉系统中，能够引起某一神经细胞反应的受刺激区域，称为一神经细胞反应的受刺激区域，称为该神经细胞的感受野。该神经细胞的感受野。q特征觉察器：在大脑中存在着专门负特征觉察器：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责对外部刺激信息特征加工处理的特殊细胞。殊细胞。q简单细胞简单细胞: : 脑中那些对投射到眼睛视网膜上各种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简单的光线模式最为敏感地作出反应的细胞。细胞。p复杂细胞：复杂细胞：

21、 复杂细胞的功能与简单细胞相同，但是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，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则只需要线条的方位和亮度合适，而线，而线条在视网膜上的位置则并不重要。条在视网膜上的位置则并不重要。q超复杂细胞超复杂细胞 心理学证据心理学证据 固定网像的研究固定网像的研究 物体在视网膜上的映像并不是恒定的，它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。的位置总是在变化着。 如果用技

22、术手段把映像固定在视网膜的确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。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（Stopped Image)。 实验材料实验材料1 2 3 41 2 3 41 2 3 41 2 3 4Neisser (1964) Neisser (1964) 的实验的实验材料：材料：6 6个一行的字母，共用很多行。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中），尽快地搜寻到一个特定的字母（靶子）。（在下页材料中，靶子母（靶子）。（在下页材料中，靶子字母都为字母都为Z Z。）。）ODUGQRODUGQRQCDUGOQCDUGOCQOGRDCQOGRDQUGCDRQUGCDRURDGQOURDGQODUDUZ ZGROGROUCGRODUCGRODDQRCGUDQRCGUODUGQRODUGQRQCDUGOQCDUGOCQOGRDCQOGRDQUGCDRQUGCDRURDGQOURDGQOIVMXEWIVMXEWEWVMIXEWVMIXEXWMVIEXWMVIIXEMWVIXEMWVVXWEMIVXWEMIMXMXZ ZEWIEWIVIME