第二章认知心理学知觉
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感受野的研究 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 该神经细胞的感受野。
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 殊细胞。
简单细胞: 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 细胞。 复杂细胞： 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 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， 则只需要线条的方位和亮度合适，而线 条在视网膜上的位置则并不重要。 超复杂细胞
刺激呈现时间
呈现时间分为短、中、长3种。 短的呈现时间达到60%正确辨认率所需 的时间，长的时间为达到90%正确辨认率所 需的时间再加5ms，中等呈现时间为短-长 的呈现时间的中点值。 全部实验应用的呈现时间范围为3585ms。
认知心理学所理解的知觉
知觉是将感觉信息组成有意义的对象， 即在已贮存的知觉知识经验的参与下，理 解当前刺激的意义。
简言之，知觉就是对刺激意义的理解， 这种刺激意义的理解（获得）就是当前刺 激和已贮存的知识经验相互作用的结果。
Warren等（1970）的音素恢复效应
实验
实验时：让不同的被试分别听一个不同的句子， 如：
实验研究
Tulving, Mandler & Baumal(1964) 在 字词识别实验中，通过改变刺激呈现 时间来研究自下而上加工，而通过改 变作为上下文的字词的数目来研究自 上而下加工。
刺激材料 一些句子，如： The huge slum was filled with
dirt and disorder.
自下而上加工
1、从视觉输入开始 以视觉的再现结束。
2、视觉输入传递顺序， 分为高低阶段。
3、低阶段依赖视觉输 入；高阶段产生知 觉再现。
4、低阶段的结果，不 受高阶段影响。
自上而下加工（Top-Down processing）
• 是由有关知觉对象的一般知识开始的加工。由此 可以形成期望或对知觉对象的假设。这种期望或 假设制约着加工的所有的阶段或水平，从而调整 特征觉察器引导对细节的注意等。
实验结果
结果表明
当视觉的总体特征（大字母）与听觉刺 激相一致时，听觉辨别的速度加快；当视 觉的总体特征不同于听觉刺激时，听见辨 别就会受到干涉，速度就变慢了；但是， 听觉辨别的速度不受局部特征（小字母） 的影响。
三、模式识别
1、模式识别概述 2、模式识别过程 3、模式识别理论
一、模式识别概述
※马尔（Marr)计算理论
• 要素图。这种表征和描述是两维的。 • 二又二分之一维略图。这种表征是
阴影、双眼视差、运动等方面的信 息。 • 三维模型表征。
四、结构优势效应
1、字词优势效应 2、客体优势效应
• 结构优势效应
整体的结构在模式识别中所起的有 利的作用。位于整体结构中的对象 的知觉速度高快于结构不严密的组 织中知觉对象的知觉速度。
1、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, 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。
• 实验材料
12 34 1234
1234 1234
Neisser (1964) 的实验
材料：6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 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 字母都为Z。）
ODUGQR QCDUGO CQOGRD QUGCDR URDGQO DUZGRO UCGROD DQRCGU ODUGQR QCDUGO CQOGRD QUGCDR URDGQO
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 进行分类，记录被试的错误率及正确反应 的时间。
二、知觉的信息加工过程
1、自下而上加工（数据驱动加工） 和自上而下加工（概念驱动加工) 2、整体加工和局部加工
1、自下而上加工和自上而下加 工
• 自下而上加工（Bottom－up Processing）
• 指由外部刺激开始的加工，通常是说先对 较小的知觉单元进行分析，然后再转向较 大的知觉单元，经过一系列连续阶段的加 工而达到对感觉刺激的解释。
结果表明
随着呈现时间增加，靶子词的正确识别 率都逐步提高；
有上下文的靶子词的正确识别率均高于 无上下文的（甚至没有靶子词时，在有上 下文的条件下，被试还可以正确猜出一些 靶子词）。
较长的刺激呈现时间更有利于无上下文 的靶子词的识别，而上下文的作用这时却 减弱。
自上而下加工和自下而上加工的交互作 用
实验过程
实验采用Ｓtroop作业的一种变式－视 听干涉。先呈现一个视觉刺激，持续80ms， 在视觉刺激开始呈现后40ms，被试通过耳 机可以听到H或S的读音，按键作出相应的 反应，记录其反应时。被试要始终注视视 觉刺激，视听两种刺激的作用有40ms的重 叠。
听觉刺激和视觉刺激的关系
（1）一致：被试听到的和看到的字母相同； （2）无关：被试听到某个字母，但看到的 是长方形； （3）冲突：被试听到的是一个字母，而看 到的是另一个字母。
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 激的组合。
模式识别（Pattern Recognition)是感觉 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着最 佳匹配。
二、模式识别过程
• 分析 • 比较 • 决策
三、模式识别理论
• 1、模板说 • 2、原型说 • 3、特征说
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. 在每个句子中， ＊表示某个字母缺失。
实验过程
每次实验时，先给被试呈现一个注视点，然 后短暂地呈现上述刺激材料中的一种，紧接着呈 现掩蔽刺激（ ）和供选择的两个字母。这两 个字母的位置对应于所要测试的刺激材料中的字 母位置。
被试任务：回答这两个字母中的哪一个是刚 才在刺激材料中的这个位置上看见过的，记录其 正误。
实验过程分有先行信息（Precue)和无先行信 息(Postcue)两种。
信息 • 例子： 教育信息技术学院
自上而下加工
1、输入图形分成字母串； 2、将字母串与单词比较，
从而确定单词的意义。 3、对组成单词理解其意
义； 4、对不能组成的单词，
则返回最初阶段重复 加工，直到将字母串 全部组成单词。
图形知觉中的自上而下的加工
认知心理学的 一个基本观点： 人已有的知识 和知识结构对 当前的认知活 动具有决定性 作用。
每个句子的最后一个字为要识别的靶子 词，在这之前的字词即为上下文。
无上下文
刺激材料类型
disorder
4字上下文 filled with dirt and disorder
8字上下文
The huge slum was filled with dirt and disorder
靶子呈现时间：从0到140ms，梯度为20ms。
实验结果 听第一个句子的被试倾向于将缺失字母（即
＊eel ）的词听成wheel； 听第二个句子的被试则会听成heel； 听第三个句子的被试会听成peel； 听第四个句子的被试会听成meal。
2、两种对立的知觉理论
• （1）假设考验说
• 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，直至验 证某个假设，从而对感觉刺激作出正确 解释。
心理学证据
• 固定网像的研究
• 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。
• 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。
• 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)。
• 例如：A、G、B等字母。特征包括：水 平线、垂直线，大约45°度角的线、曲 线等。
• 特征分析说能够说明对于模式至关重要 的是那些特征间的关系。
例如：A. 处于两条大约45°的线在顶 部相交，而横跨的一条水平线与这两条 线都相交。
特征说的证据
• 神经生理学的证据 • 心理学的证据
神经生理学的证据
• 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
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 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 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。
2、整体加工和局部加工
Navon(1977)区分总体特征 （Global Feature)和局部特征，前者 可看作整体，后者可看作部分。例如， 一个大的字母“Ｈ”可由一些小的字母 “Ｓ”构成。这样，大的字母“Ｈ”就 是整体或总体特征，小的字母“Ｓ”就 是部分或局部特征。
模板匹配样例
预加工
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 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 减少模板数量。
演示
2、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。
第二章 知觉
• 一、知觉的概念和理论 • 二、知觉的信息加工过程 • 三、模式识别 • 四、结构优势效应
一、知觉的概念和理论
• 1、知觉的概念 • 2、两种对立的知觉理论 假设考验说
刺激物说
1、知觉的概念
• 思考:普通心理学对知觉是怎样界定 的? 知觉是人脑对客观事物的各种属 性、各个部分及其相互关系的综合 的、整体的反映。
老图形 原图形 畸变小 畸变大 （新）
错误率 20
32
44
56
（％）
反应时间 2.88
2.93
3.62
3.75
（秒）
3、特征说
• 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 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 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 别了。
（2）刺激物说(直接理论）
• 刺激物说主张知觉只具有直接性质，否认 已有知识经验的作用。
• 其著名代表人Gibson认为，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，直接产生与作用 于感官的刺激相对应的知觉经验，根本不 需要在过去经验基础上形成假设并进行考 验。
a
IVMXEW EWVMIX EXWMVI IXEMWV VXWEMI MXZEWI VIMEXW IVMXEW EWVMIX EXWMVI IXEMWV VXWEMI MXVEWI
B
Selfridge的“鬼城”模型
• 该模型以特征分析为基础，将模式识别 过程分为4个层次，每个层次都有一些 “鬼”来执行某个特定的任务，这些层 次顺序地进行工作，最后达到对模式的 识别。
1、字词优势效应
Reicher(1969)首先在实验中确定字词优势效 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。
Reicher用速示器给被试呈现一组刺激材料。 材料分为：
（1）一个或两个单个字母
（2）一个或两个由4个字母组成的字词
（3）一个或两个由4个字母组成的无意义的 字母串（非字词）
一神经细胞反应的受刺激区域，称为 该神经细胞的感受野。
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 殊细胞。
简单细胞: 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 细胞。 复杂细胞： 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 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， 则只需要线条的方位和亮度合适，而线 条在视网膜上的位置则并不重要。 超复杂细胞
刺激呈现时间
呈现时间分为短、中、长3种。 短的呈现时间达到60%正确辨认率所需 的时间，长的时间为达到90%正确辨认率所 需的时间再加5ms，中等呈现时间为短-长 的呈现时间的中点值。 全部实验应用的呈现时间范围为3585ms。
认知心理学所理解的知觉
知觉是将感觉信息组成有意义的对象， 即在已贮存的知觉知识经验的参与下，理 解当前刺激的意义。
简言之，知觉就是对刺激意义的理解， 这种刺激意义的理解（获得）就是当前刺 激和已贮存的知识经验相互作用的结果。
Warren等（1970）的音素恢复效应
实验
实验时：让不同的被试分别听一个不同的句子， 如：
实验研究
Tulving, Mandler & Baumal(1964) 在 字词识别实验中，通过改变刺激呈现 时间来研究自下而上加工，而通过改 变作为上下文的字词的数目来研究自 上而下加工。
刺激材料 一些句子，如： The huge slum was filled with
dirt and disorder.
自下而上加工
1、从视觉输入开始 以视觉的再现结束。
2、视觉输入传递顺序， 分为高低阶段。
3、低阶段依赖视觉输 入；高阶段产生知 觉再现。
4、低阶段的结果，不 受高阶段影响。
自上而下加工（Top-Down processing）
• 是由有关知觉对象的一般知识开始的加工。由此 可以形成期望或对知觉对象的假设。这种期望或 假设制约着加工的所有的阶段或水平，从而调整 特征觉察器引导对细节的注意等。
实验结果
结果表明
当视觉的总体特征（大字母）与听觉刺 激相一致时，听觉辨别的速度加快；当视 觉的总体特征不同于听觉刺激时，听见辨 别就会受到干涉，速度就变慢了；但是， 听觉辨别的速度不受局部特征（小字母） 的影响。
三、模式识别
1、模式识别概述 2、模式识别过程 3、模式识别理论
一、模式识别概述
※马尔（Marr)计算理论
• 要素图。这种表征和描述是两维的。 • 二又二分之一维略图。这种表征是
阴影、双眼视差、运动等方面的信 息。 • 三维模型表征。
四、结构优势效应
1、字词优势效应 2、客体优势效应
• 结构优势效应
整体的结构在模式识别中所起的有 利的作用。位于整体结构中的对象 的知觉速度高快于结构不严密的组 织中知觉对象的知觉速度。
1、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, 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。
• 实验材料
12 34 1234
1234 1234
Neisser (1964) 的实验
材料：6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 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 字母都为Z。）
ODUGQR QCDUGO CQOGRD QUGCDR URDGQO DUZGRO UCGROD DQRCGU ODUGQR QCDUGO CQOGRD QUGCDR URDGQO
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 进行分类，记录被试的错误率及正确反应 的时间。
二、知觉的信息加工过程
1、自下而上加工（数据驱动加工） 和自上而下加工（概念驱动加工) 2、整体加工和局部加工
1、自下而上加工和自上而下加 工
• 自下而上加工（Bottom－up Processing）
• 指由外部刺激开始的加工，通常是说先对 较小的知觉单元进行分析，然后再转向较 大的知觉单元，经过一系列连续阶段的加 工而达到对感觉刺激的解释。
结果表明
随着呈现时间增加，靶子词的正确识别 率都逐步提高；
有上下文的靶子词的正确识别率均高于 无上下文的（甚至没有靶子词时，在有上 下文的条件下，被试还可以正确猜出一些 靶子词）。
较长的刺激呈现时间更有利于无上下文 的靶子词的识别，而上下文的作用这时却 减弱。
自上而下加工和自下而上加工的交互作 用
实验过程
实验采用Ｓtroop作业的一种变式－视 听干涉。先呈现一个视觉刺激，持续80ms， 在视觉刺激开始呈现后40ms，被试通过耳 机可以听到H或S的读音，按键作出相应的 反应，记录其反应时。被试要始终注视视 觉刺激，视听两种刺激的作用有40ms的重 叠。
听觉刺激和视觉刺激的关系
（1）一致：被试听到的和看到的字母相同； （2）无关：被试听到某个字母，但看到的 是长方形； （3）冲突：被试听到的是一个字母，而看 到的是另一个字母。
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 激的组合。
模式识别（Pattern Recognition)是感觉 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着最 佳匹配。
二、模式识别过程
• 分析 • 比较 • 决策
三、模式识别理论
• 1、模板说 • 2、原型说 • 3、特征说
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. 在每个句子中， ＊表示某个字母缺失。
实验过程
每次实验时，先给被试呈现一个注视点，然 后短暂地呈现上述刺激材料中的一种，紧接着呈 现掩蔽刺激（ ）和供选择的两个字母。这两 个字母的位置对应于所要测试的刺激材料中的字 母位置。
被试任务：回答这两个字母中的哪一个是刚 才在刺激材料中的这个位置上看见过的，记录其 正误。
实验过程分有先行信息（Precue)和无先行信 息(Postcue)两种。
信息 • 例子： 教育信息技术学院
自上而下加工
1、输入图形分成字母串； 2、将字母串与单词比较，
从而确定单词的意义。 3、对组成单词理解其意
义； 4、对不能组成的单词，
则返回最初阶段重复 加工，直到将字母串 全部组成单词。
图形知觉中的自上而下的加工
认知心理学的 一个基本观点： 人已有的知识 和知识结构对 当前的认知活 动具有决定性 作用。
每个句子的最后一个字为要识别的靶子 词，在这之前的字词即为上下文。
无上下文
刺激材料类型
disorder
4字上下文 filled with dirt and disorder
8字上下文
The huge slum was filled with dirt and disorder
靶子呈现时间：从0到140ms，梯度为20ms。
实验结果 听第一个句子的被试倾向于将缺失字母（即
＊eel ）的词听成wheel； 听第二个句子的被试则会听成heel； 听第三个句子的被试会听成peel； 听第四个句子的被试会听成meal。
2、两种对立的知觉理论
• （1）假设考验说
• 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，直至验 证某个假设，从而对感觉刺激作出正确 解释。
心理学证据
• 固定网像的研究
• 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。
• 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。
• 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)。
• 例如：A、G、B等字母。特征包括：水 平线、垂直线，大约45°度角的线、曲 线等。
• 特征分析说能够说明对于模式至关重要 的是那些特征间的关系。
例如：A. 处于两条大约45°的线在顶 部相交，而横跨的一条水平线与这两条 线都相交。
特征说的证据
• 神经生理学的证据 • 心理学的证据
神经生理学的证据
• 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
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 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 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。
2、整体加工和局部加工
Navon(1977)区分总体特征 （Global Feature)和局部特征，前者 可看作整体，后者可看作部分。例如， 一个大的字母“Ｈ”可由一些小的字母 “Ｓ”构成。这样，大的字母“Ｈ”就 是整体或总体特征，小的字母“Ｓ”就 是部分或局部特征。
模板匹配样例
预加工
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 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 减少模板数量。
演示
2、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。
第二章 知觉
• 一、知觉的概念和理论 • 二、知觉的信息加工过程 • 三、模式识别 • 四、结构优势效应
一、知觉的概念和理论
• 1、知觉的概念 • 2、两种对立的知觉理论 假设考验说
刺激物说
1、知觉的概念
• 思考:普通心理学对知觉是怎样界定 的? 知觉是人脑对客观事物的各种属 性、各个部分及其相互关系的综合 的、整体的反映。
老图形 原图形 畸变小 畸变大 （新）
错误率 20
32
44
56
（％）
反应时间 2.88
2.93
3.62
3.75
（秒）
3、特征说
• 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 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 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 别了。
（2）刺激物说(直接理论）
• 刺激物说主张知觉只具有直接性质，否认 已有知识经验的作用。
• 其著名代表人Gibson认为，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，直接产生与作用 于感官的刺激相对应的知觉经验，根本不 需要在过去经验基础上形成假设并进行考 验。
a
IVMXEW EWVMIX EXWMVI IXEMWV VXWEMI MXZEWI VIMEXW IVMXEW EWVMIX EXWMVI IXEMWV VXWEMI MXVEWI
B
Selfridge的“鬼城”模型
• 该模型以特征分析为基础，将模式识别 过程分为4个层次，每个层次都有一些 “鬼”来执行某个特定的任务，这些层 次顺序地进行工作，最后达到对模式的 识别。
1、字词优势效应
Reicher(1969)首先在实验中确定字词优势效 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。
Reicher用速示器给被试呈现一组刺激材料。 材料分为：
（1）一个或两个单个字母
（2）一个或两个由4个字母组成的字词
（3）一个或两个由4个字母组成的无意义的 字母串（非字词）