第二章知觉与模式识别

1、第二章第二章 知知 觉觉2022-4-27Free template from 2第二章第二章 知觉知觉 第一节第一节 知觉信息与知觉过程知觉信息与知觉过程 第二节第二节 模式识别模式识别 第三节第三节 结构优势效应结构优势效应2022-4-27Free template from 3第一节第一节 知觉信息与知觉过程知觉信息与知觉过程 一、知识经验在知觉中的作用一、知识经验在知觉中的作用 二、两种对立的知觉理论二、两种对立的知觉理论 1、知觉的假设考验说、知觉的假设考验说 2、知觉的刺激物说、知觉的刺激物说 三、知觉加工三、知觉加工 1、自下而上加工和自上而下加工、自下而上加工和自上而下加工

2、2、整体加工和局部加工、整体加工和局部加工2022-4-27Free template from 4第一节第一节 知觉信息与知觉过程知觉信息与知觉过程 什么是知觉？什么是知觉？ 感觉信息的组织和解释，即获得感觉信息意感觉信息的组织和解释，即获得感觉信息意义的过程。义的过程。 被看作是一系列连续阶段的信息加工过程，被看作是一系列连续阶段的信息加工过程，依赖于过去的知识经验。依赖于过去的知识经验。 感觉感觉VS知觉知觉 具体、特殊具体、特殊VS抽象、一般。抽象、一般。 认知心理学目前对知觉的研究比较认知心理学目前对知觉的研究比较集中于模集中于模式识别式识别问题，而且多数研究是有关问题，而且多数研究

3、是有关视觉的。视觉的。2022-4-27Free template from 5一、知识经验在知觉中的作用一、知识经验在知觉中的作用 知觉是一种知觉是一种主动的主动的和富有和富有选择性的选择性的构造过程。构造过程。 在已贮存的在已贮存的知识经验知识经验的参与下，知觉将感觉的参与下，知觉将感觉信息组织成信息组织成有意义的有意义的对象，把握刺激的意义。对象，把握刺激的意义。 心理学中早已发现的许多事实都说明了知识心理学中早已发现的许多事实都说明了知识经验在知觉中的作用，如斑点图，言语对知经验在知觉中的作用，如斑点图，言语对知觉的影响等。觉的影响等。2022-4-27Free template fr

4、om 6Warren(1970年年)的音素恢复实验的音素恢复实验 让被试分别听一个不同的句子，其中有某个让被试分别听一个不同的句子，其中有某个字母缺失。字母缺失。 It was found that the *eel was on the axle. It was found that the *eel was on the shoe. It was found that the *eel was on the orange. It was found that the *eel was on the table. *表示该位置的字母缺失。表示该位置的字母缺失。 被试通常将有缺失的字母听成有意

5、义的词。被试通常将有缺失的字母听成有意义的词。 (wheel-车轮车轮; heel-足跟足跟; peel-果皮果皮; meal-饭菜饭菜)2022-4-27Free template from 7Miller和和Isard（1963）的实验的实验 在噪音的背景上，让被试听一些句子，要求在噪音的背景上，让被试听一些句子，要求被试将听到的句子报告出来。被试将听到的句子报告出来。 句子分为句子分为3类，第一类为类，第一类为正常正常句子（合乎语法句子（合乎语法且有意义）；第二类为且有意义）；第二类为异常异常句子（合乎语法，句子（合乎语法，无意义）；第三类为无意义）；第三类为非语法非语法句（不合语法，句

6、（不合语法，无意义）。无意义）。 结果发现，句子的正确知觉是句子的类型和结果发现，句子的正确知觉是句子的类型和音噪比的函数。正常句子的知觉在所有的音音噪比的函数。正常句子的知觉在所有的音噪比水平都优于异常句子，而异常句子又优噪比水平都优于异常句子，而异常句子又优于非语法句。于非语法句。说明什么？说明什么？2022-4-27Free template from 8Biederman（1972）的视觉研究的视觉研究 用速示器迅速地给被试呈现一些场景照片。用速示器迅速地给被试呈现一些场景照片。被试的任务是指出在某个场景中的一个特定被试的任务是指出在某个场景中的一个特定位置上的一个位置上的一个熟悉的东

7、西熟悉的东西（靶子）。（靶子）。 场景：正常场景：正常vs杂乱。杂乱。 线索的呈现：线索在前线索的呈现：线索在前vs线索在后。线索在后。 靶子的出现：备择物在先靶子的出现：备择物在先vs备择物在后。备择物在后。 实验结果如图实验结果如图2-3。 人在知觉自然环境的对象时，是以已有的关人在知觉自然环境的对象时，是以已有的关于自然环境的于自然环境的景物知识景物知识为依据的，有关景物为依据的，有关景物的的空间关系的知识空间关系的知识引导我们的知觉活动。引导我们的知觉活动。2022-4-27Free template from 9二、两种对立的二、两种对立的知觉理论知觉理论 1、知觉的假设考验说、知觉

8、的假设考验说 强调强调过去经验过去经验作用的知觉理论：过去的知识作用的知觉理论：过去的知识经验总是经验总是以假设、期望或图式的形式以假设、期望或图式的形式在知觉在知觉中起作用。中起作用。 Bruner和和Gregory认为，知觉是一个包含假设认为，知觉是一个包含假设考验的构造过程。人通过接收信息、形成和考验的构造过程。人通过接收信息、形成和考验假设，再接收或搜寻信息，再考验假设，考验假设，再接收或搜寻信息，再考验假设，直至验证直至验证某个假设，从而对感觉刺激某个假设，从而对感觉刺激作出正作出正确的解释。确的解释。 赋予知觉过程以主动性和智慧性色彩。赋予知觉过程以主动性和智慧性色彩。2022-4

9、-27Free template from 10支持论据支持论据 Rock（1983）指出，外部刺激与知觉经验）指出，外部刺激与知觉经验并并没有一对一的关系，没有一对一的关系，同一刺激可引起不同的同一刺激可引起不同的知觉（双关图），不同的刺激却又可引起相知觉（双关图），不同的刺激却又可引起相同的知觉（常性）。同的知觉（常性）。 Moates等（等（1980）也重视过去的）也重视过去的知识经验知识经验在在知觉中的作用。他们认为，知觉是定向、抽知觉中的作用。他们认为，知觉是定向、抽取特征，与记忆中的知识相对照，然后再定取特征，与记忆中的知识相对照，然后再定向、再抽取特征并再对照，如此循环，直到向、

10、再抽取特征并再对照，如此循环，直到确定刺激的意义。确定刺激的意义。2022-4-27Free template from 112、知觉的刺激物说知觉的刺激物说 刺激物说与假设考验说相反，主张知觉只具刺激物说与假设考验说相反，主张知觉只具有有直接性质，直接性质，否认已有知识经验的作用。否认已有知识经验的作用。 其著名代表其著名代表Gibson（1950，1966，1979）认）认为，自然界的刺激是完整的，可以提供非常为，自然界的刺激是完整的，可以提供非常丰富的信息，人完全可以利用这些信息，丰富的信息，人完全可以利用这些信息，直直接产生与作用于感官的刺激相对应的知觉经接产生与作用于感官的刺激相对应

11、的知觉经验，验，根本不需要在过去经验基础上形成假设根本不需要在过去经验基础上形成假设并进行考验。并进行考验。2022-4-27Free template from 12支持论据支持论据 Gibson本人实验及其他人的实验都支持上述本人实验及其他人的实验都支持上述看法。比如：看法。比如：结构密度级差。结构密度级差。 他认为，感觉刺激所具有的丰富信息他认为，感觉刺激所具有的丰富信息在实验在实验室条件下被排除了许多，室条件下被排除了许多，但人在日常生活中，但人在日常生活中，通常有足够时间去观察，而且人可以走动，通常有足够时间去观察，而且人可以走动，改变观察的角度。改变观察的角度。 知觉系统从流动的系

12、列中抽取不变性，他的知觉系统从流动的系列中抽取不变性，他的理论现在称作理论现在称作知觉的生态学理论。知觉的生态学理论。2022-4-27Free template from 13争论还将继续争论还将继续 知觉依赖外部刺激的直接作用，这是没有争知觉依赖外部刺激的直接作用，这是没有争论的。论的。 争论的争论的焦点在于焦点在于现实刺激信息是否需要在过现实刺激信息是否需要在过去经验的基础上进行组织才能产生知觉。去经验的基础上进行组织才能产生知觉。 Gibson的距离知觉研究似乎提示，某些知觉的距离知觉研究似乎提示，某些知觉或知觉的某些方面是受或知觉的某些方面是受神经系统的构造神经系统的构造所决所决定，

13、不需要过去经验的参与。定，不需要过去经验的参与。 从总体上来说，认知心理学有理由认为，知从总体上来说，认知心理学有理由认为，知觉觉依赖于过去的知识和经验，依赖于过去的知识和经验，知觉信息是现知觉信息是现实刺激的信息和记忆信息实刺激的信息和记忆信息相互作用相互作用的结果。的结果。2022-4-27Free template from 14三、知觉加工三、知觉加工 1、自下而上加工和自上而下加工、自下而上加工和自上而下加工 自下而上（自下而上（BottomUp）加工，又称数据驱）加工，又称数据驱动加工（动加工（DateDriven Processing），指由外），指由外部刺激开始的加工，通常是说

14、先对部刺激开始的加工，通常是说先对较小的较小的知知觉单元进行分析，然后再觉单元进行分析，然后再转向较大转向较大的知觉单的知觉单元，经过一系列元，经过一系列连续阶段连续阶段的加工而达到对感的加工而达到对感觉刺激的解释。觉刺激的解释。 信息流程是从构成知觉基础的较小的知觉单信息流程是从构成知觉基础的较小的知觉单元到较大的知觉单元，或者说从较低水平的元到较大的知觉单元，或者说从较低水平的加工到较高水平的加工。加工到较高水平的加工。2022-4-27Free template from 15自上而下加工自上而下加工 自上而下（自上而下（TopDown）加工又称概念驱动）加工又称概念驱动加工（加工（Co

15、nceptuallyDriven Processing），），由有关知觉对象的由有关知觉对象的一般知识一般知识开始。开始。 由此可以形成期望或对知觉对象的假设，这由此可以形成期望或对知觉对象的假设，这种期望或假设种期望或假设制约着制约着加工的所有阶段或水平，加工的所有阶段或水平，从调整特征觉察器直到引导对细节的注意等。从调整特征觉察器直到引导对细节的注意等。常体现于上下文效应中。常体现于上下文效应中。 较高水平的加工制约较低水平的加工较高水平的加工制约较低水平的加工。2022-4-27Free template from 16两者结合的知觉过程两者结合的知觉过程 没有刺激作用，只能产生没有刺激

16、作用，只能产生幻觉。幻觉。没有自上而没有自上而下加工，下加工，负担太重，负担太重，难以应付一些刺激的不难以应付一些刺激的不确定性。确定性。 现在一般都承认，知觉过程包含互相联系的现在一般都承认，知觉过程包含互相联系的自下而上加工和自上而下加工。但在不同情自下而上加工和自上而下加工。但在不同情况下，知觉过程对这两种加工况下，知觉过程对这两种加工有不同的侧重。有不同的侧重。 在在良好的知觉良好的知觉条件下，知觉主要是条件下，知觉主要是自下而上自下而上的加工；的加工；不良知觉不良知觉条件条件下，知觉主要是下，知觉主要是自上自上而下的加工而下的加工。Gibson强调的是良好条件下的强调的是良好条件下的

17、知觉，知觉，Gregory强调的是不良条件下的知觉。强调的是不良条件下的知觉。2022-4-27Free template from 17Tulving，Mandler和和Baumal（1964）的实验的实验 他们在字词识别实验中，通过改变他们在字词识别实验中，通过改变刺激呈现刺激呈现时间时间来研究来研究自下而上自下而上加工，而通过改变作为加工，而通过改变作为上下文上下文的字词数目来研究的字词数目来研究自上而下自上而下加工。加工。 刺激材料（举例）：刺激材料（举例）： The huge slum was filled with dirt and disorder. 句子的最后一个字为要识别的靶

18、词，在这之句子的最后一个字为要识别的靶词，在这之前的字词即为上下文。前的字词即为上下文。2022-4-27Free template from 18刺激材料的刺激材料的3种类型种类型 disorder. 无上下文无上下文 filled with dirt and disorder. 4字上下文字上下文 The huge slum was filled with dirt and disorder. 8字上下文字上下文 靶词呈现时间靶词呈现时间0140ms，梯度，梯度20ms。2022-4-27Free template from 19实验结果实验结果 字词识别既依赖于字词识别既依赖于自下而上加

19、工，又自下而上加工，又依赖于自上而下加依赖于自上而下加工。工。2022-4-27Free template from 202、整体加工和局部加工整体加工和局部加工 对于一个客体，是先知觉其各部分，进而再对于一个客体，是先知觉其各部分，进而再知觉整体，还是先知觉整体，再由此知觉其知觉整体，还是先知觉整体，再由此知觉其各部分？各部分？ 格式塔的观点？格式塔的观点？ 整体多于部分之和，整体决定着其部分的知整体多于部分之和，整体决定着其部分的知觉。整体是在其部分之前被知觉的。觉。整体是在其部分之前被知觉的。 Navon(1977)开创性地采用开创性地采用等级刺激的范式等级刺激的范式来来研究人类的等级加

20、工过程。研究人类的等级加工过程。2022-4-27Free template from 21刺激材料刺激材料2022-4-27Free template from 22Navon(1977) ：听觉的字母识别作业：听觉的字母识别作业 实验采用实验采用Stroop作业的一种变式作业的一种变式视听干涉。视听干涉。 先呈现一个视觉刺激，持续先呈现一个视觉刺激，持续80ms，40ms后，后，听听觉呈现觉呈现H或或S，持续，持续300ms，要求判定听到的是哪，要求判定听到的是哪个字母，按键反应，记录反应时。个字母，按键反应，记录反应时。 整个实验中，被试始终注意视觉刺激（视、听刺整个实验中，被试始终注意

21、视觉刺激（视、听刺激有激有40ms的重叠）。的重叠）。 听觉刺激与视觉刺激听觉刺激与视觉刺激整体的整体的字母有字母有3种关系：一种关系：一致、无关、冲突；致、无关、冲突； 听觉刺激与视觉刺激听觉刺激与视觉刺激局部的局部的字母有字母有3种关系：一种关系：一致、无关、冲突；致、无关、冲突； 此外，他还作了此外，他还作了无视觉刺激无视觉刺激的听觉辨别实验。的听觉辨别实验。2022-4-27Free template from 23实验结果实验结果 听觉辨别反应听觉辨别反应时依赖于听觉时依赖于听觉刺激与视觉刺刺激与视觉刺激的激的整体的一整体的一致关系；致关系； 反应时在反应时在3种种局局部的部的一致关

22、系一致关系下并无显著差下并无显著差异。异。2022-4-27Free template from 24结果说明结果说明 当视觉的当视觉的总体特征总体特征与听觉刺激一致时，听觉与听觉刺激一致时，听觉辨别的速度加快；辨别的速度加快； 听觉辨别的速度听觉辨别的速度不受局部特征不受局部特征的影响。的影响。 Navon因而认为，在一些情境中进行的视觉加因而认为，在一些情境中进行的视觉加工有着工有着有限的深度，有限的深度，只有总体特征可被知觉，只有总体特征可被知觉，而局部特征不被知觉。而局部特征不被知觉。 在上述的实验里，大多数被试甚至未看出大在上述的实验里，大多数被试甚至未看出大的视觉刺激是由小的字母构

23、成。的视觉刺激是由小的字母构成。2022-4-27Free template from 25视觉的字母识别作业视觉的字母识别作业 视觉刺激材料同前；视觉刺激材料同前； 每次只呈现一个刺激；每次只呈现一个刺激； 两组实验：注意整体（要求被试指出所看到两组实验：注意整体（要求被试指出所看到的大字母是的大字母是H还是还是S）；注意局部（要求被试）；注意局部（要求被试指出所看到的小字母是指出所看到的小字母是H还是还是S ）。）。 实验过程：先注视光点，然后呈现刺激，持实验过程：先注视光点，然后呈现刺激，持续续40ms，再呈现掩蔽刺激，要求尽快作出判，再呈现掩蔽刺激，要求尽快作出判定，且尽可能保证准确。

24、定，且尽可能保证准确。 记录反应时和判定的正误。记录反应时和判定的正误。2022-4-27Free template from 26实验结果实验结果 大字母识别快于小大字母识别快于小字母。字母。 3种关系条件种关系条件下，大下，大字母识别反应时无字母识别反应时无显著差异；小字母显著差异；小字母的识别有差异，其的识别有差异，其中冲突条件下最慢。中冲突条件下最慢。 正确率正确率无显著差异。无显著差异。2022-4-27Free template from 27知觉加工的总体特征优先知觉加工的总体特征优先 总体总体特征特征先于局部先于局部特征被知觉，知觉过程开特征被知觉，知觉过程开始于总体组织，然后

25、才开始对局部特征的分始于总体组织，然后才开始对局部特征的分析。析。 当人有意识看总体特征时，知觉加工不受局当人有意识看总体特征时，知觉加工不受局部特征影响。部特征影响。 但当人注意看局部特征时，知觉加工受总体但当人注意看局部特征时，知觉加工受总体特征影响，他不能不特征影响，他不能不先知觉总体特征先知觉总体特征（小字（小字母识别在冲突条件下最长）。母识别在冲突条件下最长）。2022-4-27Free template from 28进一步的研究进一步的研究 M.Martin（1979）发现，当字母之间的间距）发现，当字母之间的间距拉开时出现了局部优先效应。拉开时出现了局部优先效应。 Kinchl

26、a and Wolfe（1979），），Hoffman（1980）发现，当小字母达到视角发现，当小字母达到视角8时，它比总体特时，它比总体特征（大字母）更容易识别。他们认为，有着征（大字母）更容易识别。他们认为，有着最佳大小最佳大小的对象被首先加工。的对象被首先加工。 Navon（1981）指出，总体优先效应的大小乃）指出，总体优先效应的大小乃至其存在是依赖于一定因素的，其中最重要至其存在是依赖于一定因素的，其中最重要的是刺激的的是刺激的视角大小和网像的位置视角大小和网像的位置。2022-4-27Free template from 29总结总结 整体加工和局部加工主要针对整体加工和局部加工主

27、要针对刺激的物理特刺激的物理特征征而言；而言； 自上而下的加工与自下而上的加工更多自上而下的加工与自下而上的加工更多针对针对意义特征意义特征而言而言。2022-4-27Free template from 30第二节第二节 模式识别模式识别 一、模板说一、模板说 二、原型说二、原型说 三、特征说三、特征说2022-4-27Free template from 31模式和模式识别模式和模式识别 模式模式是指有若干元素或成分按一定关系形成的某是指有若干元素或成分按一定关系形成的某种刺激结构，也可以说模式是刺激的组合。种刺激结构，也可以说模式是刺激的组合。 复杂模式复杂模式VS子模式。子模式。 当人

28、能确认他所知觉的某个模式是什么，并与其当人能确认他所知觉的某个模式是什么，并与其他模式区分开来，就是他模式区分开来，就是模式识别。模式识别。 把知觉的模式把知觉的模式纳入记忆纳入记忆中的相应范畴，对刺激加中的相应范畴，对刺激加以命名，也可表现为对刺激产生以命名，也可表现为对刺激产生熟悉之感熟悉之感。 人的模式识别可看作一个典型的知觉过程，它依人的模式识别可看作一个典型的知觉过程，它依赖于已有的赖于已有的知识和经验。知识和经验。 感觉信息和长时记忆中的信息比较，再决定它与感觉信息和长时记忆中的信息比较，再决定它与哪个项目有着最佳的匹配的过程。哪个项目有着最佳的匹配的过程。2022-4-27Fre

29、e template from 32一、模板说一、模板说 核心思想：在人的长时记忆中储存着各式各核心思想：在人的长时记忆中储存着各式各样的过去在生活中形成的外部模式的样的过去在生活中形成的外部模式的袖珍复袖珍复本，本，这些袖珍副本被称作这些袖珍副本被称作模板模板（Template)，它们与外部的模式一一对应。它们与外部的模式一一对应。每个模板都与每个模板都与一定的一定的意义意义及其他的信息相联系。及其他的信息相联系。 模板匹配过程：刺激信息编码模板匹配过程：刺激信息编码- -比较比较- -匹配匹配- -识识别别- -解释或其他的加工。解释或其他的加工。 它的基本思想就是刺激与模板匹配，而且这它

30、的基本思想就是刺激与模板匹配，而且这种匹配要求两者有最大程度的种匹配要求两者有最大程度的重叠。重叠。2022-4-27Free template from 33模板匹配模板匹配2022-4-27Free template from 34支持支持-1 Phillips(1974)让被试判断两个先后呈现棋局模式让被试判断两个先后呈现棋局模式的异同，呈现时的空间关系有两种情况：的异同，呈现时的空间关系有两种情况： 1）重叠：两个模式在同一位置上出现；）重叠：两个模式在同一位置上出现； 2）位移：第二个模式相对于第一个模式略做水）位移：第二个模式相对于第一个模式略做水平方向的位移。平方向的位移。 结果

31、，当两个模式呈现的时间间隔短于结果，当两个模式呈现的时间间隔短于300毫秒毫秒时，重叠条件的正确率高于位移条件，但是当时时，重叠条件的正确率高于位移条件，但是当时间间隔长于间间隔长于600毫秒时，出现相反的结果。毫秒时，出现相反的结果。 这说明，这说明，在视觉储存的时间内，在视觉储存的时间内，两个模式的空间两个模式的空间重叠是有利于识别的，也就是说模板匹配在模式重叠是有利于识别的，也就是说模板匹配在模式识别中是起作用的。识别中是起作用的。2022-4-27Free template from 35支持支持-2 Warren(1974)声音异同判断实验：当两个声声音异同判断实验：当两个声音刺激的

32、持续时间严格匹配时，声音高低的音刺激的持续时间严格匹配时，声音高低的异同判断成绩要优于持续时间不一致的情况。异同判断成绩要优于持续时间不一致的情况。 实践应用证据：用模板技术制作一些特殊的实践应用证据：用模板技术制作一些特殊的数字，用于支票的银行帐户、信用卡、提款数字，用于支票的银行帐户、信用卡、提款卡等的编号。计算机可以成功的作出识别。卡等的编号。计算机可以成功的作出识别。2022-4-27Free template from 36局限局限 记忆负担极重。与人识别物体时表现出的高记忆负担极重。与人识别物体时表现出的高度灵活性不一致。度灵活性不一致。 人为何有时能够非常迅速地识别一个人为何有时

33、能够非常迅速地识别一个新的、新的、不熟悉的不熟悉的事物。事物。 模板的模板的编码形式。编码形式。如何表征？如何表征？ 加工方式：平行加工加工方式：平行加工or系列加工；先局部系列加工；先局部or先整体？先整体？2022-4-27Free template from 37改进改进 有人给模板匹配模型增加了一个有人给模板匹配模型增加了一个预加工预加工过程，即过程，即在匹配之前，将刺激的外形、大小或方位等加以在匹配之前，将刺激的外形、大小或方位等加以调整，使之标准化。调整，使之标准化。 事先不知道事先不知道待识别的待识别的模式是什么，依据什么来调模式是什么，依据什么来调整刺激的外形、大小或方位呢？整

34、刺激的外形、大小或方位呢？ 刺激的刺激的上下文上下文可以起重要的作用。提示一个刺激可以起重要的作用。提示一个刺激的合适的外形，大小或方位等应该是什么样的，的合适的外形，大小或方位等应该是什么样的，从而使前期加工过程得以顺利进行。从而使前期加工过程得以顺利进行。 这就涉及到这就涉及到自上而下自上而下加工的问题。加工的问题。 Lindsay和和Norman将自上而下加工加进了模板匹将自上而下加工加进了模板匹配模型。同时附加了预加工过程（图配模型。同时附加了预加工过程（图2-9） 。2022-4-27Free template from 38评价评价 沉重的记忆负担，缺少灵活性。沉重的记忆负担，缺少

35、灵活性。 无法解释人为何有时能够非常无法解释人为何有时能够非常迅速地识别迅速地识别一一个个新的新的、不熟悉的事物。、不熟悉的事物。 没有说明模板匹配的没有说明模板匹配的信息编码信息编码形式。形式。 平行加工平行加工or系列加工；从局部开始系列加工；从局部开始or从整体开从整体开始。始。2022-4-27Free template from 39二、原型说二、原型说 是针对模板说的不足而提出的。是针对模板说的不足而提出的。 原型说认为在记忆中存储的不是与外部模式原型说认为在记忆中存储的不是与外部模式一一对应的模板，而是一一对应的模板，而是原型原型(Prototype)。 原型是同一类别或范畴的所

36、有客体的原型是同一类别或范畴的所有客体的概括表概括表征，征，反映一类客体具有的反映一类客体具有的基本特性。基本特性。 在模式识别过程中，外部刺激只需与原型进在模式识别过程中，外部刺激只需与原型进行比较，这种比较不需要严格的准确匹配，行比较，这种比较不需要严格的准确匹配，只需只需近似的匹配近似的匹配即可。即可。 关键之点在于是否存在这种原型。关键之点在于是否存在这种原型。2022-4-27Free template from 40原型原型2022-4-27Free template from 41原型匹配的特点原型匹配的特点2022-4-27Free template from 42是否存在原型

37、？是否存在原型？ Posner(1967)利用利用9个点构成几种基本模式，个点构成几种基本模式，如三角形、字母如三角形、字母M或或F以及随机点模式，这些以及随机点模式，这些基本模式被当作原型，然后对某些点加以移基本模式被当作原型，然后对某些点加以移动构成四个畸变图式。动构成四个畸变图式。2022-4-27Free template from 43实验过程实验过程 要求被试看其中三种原型的畸变模型，并将每个要求被试看其中三种原型的畸变模型，并将每个畸变模式划入某个范畴（原型），即要求被试将畸变模式划入某个范畴（原型），即要求被试将每个原型的每个原型的4个畸变模型归为一类，每次归类操个畸变模型归为

38、一类，每次归类操作作给予反馈。给予反馈。此阶段不给被试看原型。此阶段不给被试看原型。 下一步：呈现给被试原型、原有的畸变模式和基下一步：呈现给被试原型、原有的畸变模式和基于原型的一些新的畸变模型。要求被试将这些模于原型的一些新的畸变模型。要求被试将这些模式分别划入上述式分别划入上述3个范畴。个范畴。 结果：被试对结果：被试对原有畸变模式原有畸变模式分类正确率约为分类正确率约为87%左右；对先前未看过的左右；对先前未看过的原型原型分类的正确率也与此分类的正确率也与此相当。而对相当。而对新的新的畸变模式的分类较差。畸变模式的分类较差。2022-4-27Free template from 44解释

39、解释 Posner等认为，被试在实验的第一阶段上，等认为，被试在实验的第一阶段上，已经从一些畸变模式中有效地抽象出原型。已经从一些畸变模式中有效地抽象出原型。 Posner等进一步的研究表明，被试不仅能够等进一步的研究表明，被试不仅能够从畸变模式中抽象出刺激图形的原型，而且从畸变模式中抽象出刺激图形的原型，而且还能够掌握某一范畴的实例的还能够掌握某一范畴的实例的变异性。变异性。 证实了原型的存在。但没有对原型的具体特证实了原型的存在。但没有对原型的具体特征和编码形式加以说明。征和编码形式加以说明。 Reed使用面部简图作为实验材料，也支持了使用面部简图作为实验材料，也支持了原型说。原型说。20

40、22-4-27Free template from 45Reed（1972）的面部简图实验的面部简图实验 实验材料：人的面部简图。图实验材料：人的面部简图。图2-11。 告诉被试上排告诉被试上排5张属于一个类别；下排张属于一个类别；下排5张属张属于另一个类别，但不对这两个类别的差异作于另一个类别，但不对这两个类别的差异作任何说明。任何说明。 随后，给被试呈现随后，给被试呈现25张新的脸形简图，每次张新的脸形简图，每次随机呈现一张，要求被试按自己的理解判断随机呈现一张，要求被试按自己的理解判断每一张脸形属于两类脸形的那一类。呈现的每一张脸形属于两类脸形的那一类。呈现的时间为时间为12秒。秒。 结

41、果表明：有结果表明：有58的被试，使用原型策略来的被试，使用原型策略来完成这种作业。完成这种作业。2022-4-27Free template from 46被试依据什么进行刺激归类被试依据什么进行刺激归类 Reed认为，有两种认知策略：认为，有两种认知策略： 一是被试在观看了两类各一是被试在观看了两类各5张简图后，在脑中张简图后，在脑中形成了两类脸型的形成了两类脸型的原型表象，原型表象，依此去判断、依此去判断、归类、整合。归类、整合。 二是被试从二是被试从5张脸型简图中抽象出一张作为张脸型简图中抽象出一张作为样样例（例（exemplary）。）。 Reed认为，原型的样例模式最能解释被试的认

42、为，原型的样例模式最能解释被试的归类反应与模式识别的主观报告。归类反应与模式识别的主观报告。 原型代表着一个范畴的实例的集中趋势，并原型代表着一个范畴的实例的集中趋势，并且是以抽象的表象来表征的。且是以抽象的表象来表征的。2022-4-27Free template from 47Reed的原型匹配模型的原型匹配模型 在类似研究的基础上，在类似研究的基础上，Reed提出了一个原型提出了一个原型匹配的模式识别模型。匹配的模式识别模型。刺激觉察刺激觉察具体的像具体的像抽象表象抽象表象再分析再分析特征抽取特征抽取关关 系系进入记忆进入记忆模式解释模式解释准确匹配准确匹配分分 类类命命 名名不成功不成

43、功丢失特征丢失特征反应倾向反应倾向2022-4-27Free template from 48评价评价 阐述了原型的具体特征或属性和信息的编码阐述了原型的具体特征或属性和信息的编码形式。形式。 原型是一种概括表怔，只需要原型是一种概括表怔，只需要近似匹配近似匹配。减。减轻人的记忆负担，使模式识别更灵活，更适轻人的记忆负担，使模式识别更灵活，更适应环境的变化。应环境的变化。 只具有自下而上的加工过程，而没有自上而只具有自下而上的加工过程，而没有自上而下的过程。下的过程。2022-4-27Free template from 49三、特征说三、特征说 模式由若干个元素按照一定的关系构成。模式由若干

44、个元素按照一定的关系构成。 特征说把这些特征说把这些元素元素和和关系关系称为特征称为特征(Feature)，并认为模式可以分解为特征。并认为模式可以分解为特征。 ex：，英文字母：，英文字母“A” 。 特征和特征分析在模式识别中起关键作用。特征和特征分析在模式识别中起关键作用。外部刺激在人的长时记忆中，是以其各种特外部刺激在人的长时记忆中，是以其各种特征来表征的。征来表征的。2022-4-27Free template from 50特征分析的过程特征分析的过程 在模式识别过程中，首先要对刺激的特征进在模式识别过程中，首先要对刺激的特征进行行分析，分析，也即抽取刺激的有关特征，然后将也即抽取刺

45、激的有关特征，然后将这些抽取的特征加以这些抽取的特征加以合并，合并，再与长时记忆中再与长时记忆中的各种特征进行的各种特征进行比较，比较，一旦获得了一旦获得了最佳匹配最佳匹配，外部刺激就被识别了。外部刺激就被识别了。2022-4-27Free template from 51实验证据实验证据之一之一 Neisser(1964)比较了由直线组成的干扰字背景比较了由直线组成的干扰字背景（如（如W、V）和由圆形特征组成的干扰字母）和由圆形特征组成的干扰字母（如（如O、G）中检测出字母）中检测出字母Z的时间。的时间。 两组刺激材料的不同之处在于，靶子字母和两组刺激材料的不同之处在于，靶子字母和其他字母在

46、特征上的其他字母在特征上的相似程度相似程度（高相似和低（高相似和低相似）。相似）。 结果表明结果表明低相似低相似条件下，搜索靶子条件下，搜索靶子较快。较快。这这可能是因为，干扰字母和可能是因为，干扰字母和“Z”没有多少共同没有多少共同特征的缘故。特征的缘故。2022-4-27Free template from 52字字母母表表2022-4-27Free template from 53结果说明结果说明 当一些字母的当一些字母的特征有较大差别特征有较大差别时，就容易对时，就容易对它们作出区分，否则就会发生困难。它们作出区分，否则就会发生困难。 支持特征分析模型。与模板说的预测结果不支持特征分析

47、模型。与模板说的预测结果不吻合。吻合。 依照模板说，不管在哪一组材料中，当扫描依照模板说，不管在哪一组材料中，当扫描到靶子字母时，就可以进行模板匹配而加以到靶子字母时，就可以进行模板匹配而加以识别。识别。不会因特征相似程度的不同，而需要不会因特征相似程度的不同，而需要不同的搜寻时间。不同的搜寻时间。2022-4-27Free template from 54Mayzner的字母混淆矩阵的字母混淆矩阵 实验刺激：实验刺激：25个英文字母。个英文字母。 用速示器逐个随机呈现，要求被试加以识别。每用速示器逐个随机呈现，要求被试加以识别。每个字母的呈现时间有个字母的呈现时间有5种，即种，即12、14、

48、16、18和和20ms。每种时间各呈现。每种时间各呈现50次，共计次，共计250次。次。 结果发现，被试正确识别字母的次数随呈现时间结果发现，被试正确识别字母的次数随呈现时间的增加而增多。的增加而增多。 他还详细分析了被试错误识别的情况，列出了字他还详细分析了被试错误识别的情况，列出了字母混淆矩阵。表母混淆矩阵。表2-3。 矩阵表明，有些字母由于矩阵表明，有些字母由于特征相似特征相似而极易混淆，而极易混淆，而特征差别大而特征差别大的字母则不易混淆。的字母则不易混淆。2022-4-27Free template from 55固定网像实验固定网像实验 人的眼睛处于运动之中，包括生理震颤，以及跳人

49、的眼睛处于运动之中，包括生理震颤，以及跳动等。如果一个客体严格地投射到视网膜的同一动等。如果一个客体严格地投射到视网膜的同一部位，即排除眼睛的任何运动，那么该客体的知部位，即排除眼睛的任何运动，那么该客体的知觉就会消失。觉就会消失。 Pritchard（1961）采用这一技术得到客体的固定采用这一技术得到客体的固定网像。网像。 结果发现，这种情况下客体的知觉并不是立即全结果发现，这种情况下客体的知觉并不是立即全部消失，而是一部分一部分地逐渐消失。部消失，而是一部分一部分地逐渐消失。 结果提示，结果提示，特征似乎是知觉的单元特征似乎是知觉的单元，一些特征或，一些特征或单元的结合而构成我们所识别的

50、模式。单元的结合而构成我们所识别的模式。2022-4-27Free template from 56实验证据之二实验证据之二 许多生理实验发现，动物的视觉系统含有一许多生理实验发现，动物的视觉系统含有一些专门化的神经细胞，它们只对一定的特征些专门化的神经细胞，它们只对一定的特征作出反应或有最大反应。作出反应或有最大反应。 这种专门化的神经细胞被称作这种专门化的神经细胞被称作特征觉察器特征觉察器（Feature Detector）。）。 比如比如Hubel和和 Wiesel(1959)发现，猫和猴的一发现，猫和猴的一些视觉皮层细胞分别只对视野中的些视觉皮层细胞分别只对视野中的垂直光条垂直光条和和

51、水平光条水平光条发生反应。发生反应。 后来还发现分别存在着对边界、线条、甚至后来还发现分别存在着对边界、线条、甚至对成直角的刺激图形发生反应的特定细胞。对成直角的刺激图形发生反应的特定细胞。2022-4-27Free template from 57实验证据之二实验证据之二 Lettvin（1959，1961）确定，）确定，青蛙青蛙的视神经的视神经节细胞对刺激的特征有特定的选择性，他们节细胞对刺激的特征有特定的选择性，他们区分出几种特征觉察器，如对比边界觉察器、区分出几种特征觉察器，如对比边界觉察器、凸边觉察器、运动边界觉察器等。凸边觉察器、运动边界觉察器等。 也有研究表明，也有研究表明，鸽和

52、兔鸽和兔的视网膜有垂直边觉的视网膜有垂直边觉察器和水平觉察器。察器和水平觉察器。 据此可以推测，据此可以推测，人人也可能有这种特征觉察器。也可能有这种特征觉察器。 现有的现有的McCollogh效应支持这种设想。效应支持这种设想。2022-4-27Free template from 582022-4-27Free template from 59具体的特征分析模型具体的特征分析模型-“鬼城鬼城” Selfridge(1959)提出了一个更为具体的特征分提出了一个更为具体的特征分析模型析模型-“鬼城鬼城”模型（模型（“魔鬼城堡魔鬼城堡”模型）。模型）。 “鬼城鬼城”，原意是指一个幻想国度中的一

53、个，原意是指一个幻想国度中的一个喧嚣而又混乱的城市。喧嚣而又混乱的城市。 “鬼鬼”，分别位于分别位于4个层次或阶层等级系统，个层次或阶层等级系统，每个层次上的每个层次上的“鬼鬼”执行着某个特定的任务，执行着某个特定的任务，依次工作，最后达到对模式的识别。依次工作，最后达到对模式的识别。2022-4-27Free template from 60发生过程发生过程 第一层次第一层次“映象鬼映象鬼”。对外部刺激进行编码，对外部刺激进行编码，形成刺激的映象。形成刺激的映象。 第二层次第二层次“特征鬼特征鬼”。对刺激的映像进行分对刺激的映像进行分析，即将其分解为各种特征。每个析，即将其分解为各种特征。每

54、个“特征鬼特征鬼” 功能专一，只寻找它负责的那一种特征，并功能专一，只寻找它负责的那一种特征，并需要就刺激是否具有相应的特征及其数量作需要就刺激是否具有相应的特征及其数量作出明确报告。出明确报告。2022-4-27Free template from 61发生过程发生过程 第三个层次第三个层次“认知鬼认知鬼”。监视监视“特征鬼特征鬼”的的反应。每个反应。每个“认知鬼认知鬼”负责一个模式。它们负责一个模式。它们从特征鬼的反应中寻找各自负责的那个模式从特征鬼的反应中寻找各自负责的那个模式的有关特征，当发现特征时，就会喊叫，的有关特征，当发现特征时，就会喊叫，发发现特征越多，喊叫声越大。现特征越多，

55、喊叫声越大。 最后最后“决策鬼决策鬼”。根据这些认知鬼的喊叫，根据这些认知鬼的喊叫，选择选择叫声最大叫声最大的那个认知鬼所负责的模式进的那个认知鬼所负责的模式进行识别。行识别。2022-4-27Free template from 62鬼城模型鬼城模型 两个重要特点：两个重要特点： 1、特征鬼对模、特征鬼对模式的分析是呈式的分析是呈阶阶梯结构梯结构的。的。 2、平行加工与、平行加工与系列加工共同进系列加工共同进行。行。 同一阶段同一阶段-平行平行加工；加工； 不同阶段不同阶段-系列系列加工。加工。2022-4-27Free template from 63对特征分析模型的评价对特征分析模型的评

56、价 1）依据刺激的特征和关系进行识别，就可以不）依据刺激的特征和关系进行识别，就可以不管刺激的大小、方位等其他细节，避开预加工的管刺激的大小、方位等其他细节，避开预加工的困难和负担，使识别有更强的困难和负担，使识别有更强的适应性。适应性。 2）同样的特征可以出现在不同的模式中。极大）同样的特征可以出现在不同的模式中。极大减轻记忆的负担。减轻记忆的负担。 3）抽取刺激的特征再加以综合，使模式识别过）抽取刺激的特征再加以综合，使模式识别过程带有更多的程带有更多的学习色彩。学习色彩。 4）只是自下而上的加工模型，）只是自下而上的加工模型，缺少自上而下的缺少自上而下的加工。加工。 5）特征分析模型一个

57、最大的问题，就是关于整）特征分析模型一个最大的问题，就是关于整体加工和部分加工的问题。体加工和部分加工的问题。2022-4-27Free template from 64特征优先还是整体优先？特征优先还是整体优先？ 特征加工认为视觉加特征加工认为视觉加工过程是工过程是从局部分析从局部分析再到整体的再到整体的过程。过程。 然而，然而，Navon (1977)等的实验表明，整体等的实验表明，整体加工优先于局部加工。加工优先于局部加工。 拓扑说：强调模式识拓扑说：强调模式识别首先提取刺激的总别首先提取刺激的总体特征或拓扑特征。体特征或拓扑特征。2022-4-27Free template from

58、65第三节第三节 结构优势效应结构优势效应 一、字词优势效应一、字词优势效应 二、客体优势效应二、客体优势效应 三、构型优势效应三、构型优势效应 四、字母优势效应四、字母优势效应2022-4-27Free template from 66结构优势效应结构优势效应 模式识别与上下文有密切关系，一个模式常模式识别与上下文有密切关系，一个模式常常不是孤立的出现，而是处于与其他模式或常不是孤立的出现，而是处于与其他模式或刺激的相互联系之中。刺激的相互联系之中。 现在已经发现了字词优势效应、客体优势效现在已经发现了字词优势效应、客体优势效应、构型优势效应和字母优势效应。应、构型优势效应和字母优势效应。

59、这些效应都表明上下文，或者严格地说，这些效应都表明上下文，或者严格地说，整整体的结构体的结构在模式识别中所起的有利作用，可在模式识别中所起的有利作用，可统称为结构优势效应。统称为结构优势效应。2022-4-27Free template from 67结构优势效应结构优势效应 字词字词优势效应，识别一个字词中的字母的正优势效应，识别一个字词中的字母的正确率要高于识别一个单独的同一字母。确率要高于识别一个单独的同一字母。 客体客体优势效应，识别一个优势效应，识别一个“客体客体”图形中的图形中的线段要优于识别结构不严的图形中的同一线线段要优于识别结构不严的图形中的同一线段或单独的该线段。段或单独的

60、该线段。 构型构型优势效应，识别一个完整的图形要优于优势效应，识别一个完整的图形要优于识别图形的一个部分。识别图形的一个部分。 字母字母优势效应，识别字母的一个组成的线段优势效应，识别字母的一个组成的线段要优于识别单独的该线段。要优于识别单独的该线段。2022-4-27Free template from 68一、字词优势效应一、字词优势效应 由由Reicher(1969)首先在实验中确定。首先在实验中确定。 他用速示器给被试呈现一组刺激材料，材料分三他用速示器给被试呈现一组刺激材料，材料分三类：类： 1）一个或两个单独字母；）一个或两个单独字母；2）一个或两个由四个）一个或两个由四个字母组成