认知心理学第三章 感知觉

支持特征分析说的实验证据
• Lindsay & Norman(1977)、Gibson(1969) 的研究 • Neisser(1964)的实验 • Pritchard(1961)的固定网像实验 • 休伯和威塞尔（Hubel & Wiesel,1959， 1963,1968）的神经生理学研究 • Lettvin(1959,1961)的研究证明青蛙的 眼中亦存在特征侦察器
漏报P （Rn/S） 正确拒斥P （Rn/Sn）
第二节 知觉信息加工
一、知觉概述
• 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
• 认知心理学认为，知觉是人脑对感觉信息的组织 和解释，即获得并说明感觉信息的意义的过程 二、知觉信息加工过程 • 包含互相联系的几个方面：觉察、辨别、确认 • 直接知觉和间接知觉
第三章 感知觉
第一节 感觉信息加工 第二节 知觉信息加工 第三节 模式识别
第一节 感觉信息加工 一、感觉信息加工概述
（一）感觉的涵义 • 感觉是人脑对客观事物的各个属性、某种具体特征的直接 反映。是一个人接受外界信息的过程，也是一个人觉察和 获取刺激信息的重要渠道，亦是人们关于世界一切知识的 重要源泉 （二）感觉信息加工 • 它是指感觉器官与刺激信息相互接触（或作用）之后，感 受器将物理刺激转化为生物电信号，并通过动作电位把外 部事件的信息传递到大脑中枢特定区域的过程 • 感觉信息（Sensory Information）：外部信息在人脑内 瞬间滞留，是尚未经过诠释与归类的信息（Precategorical）
支持模板匹配理论的实验证据：
• • • • 菲利普斯(Phillis,1974)的实验 Warren（1974）的实验 Person的实验 模板匹配理论比较容易在计算机上加以 实现
模板匹配理论没有明确的问题：
• 对刺激的加工是从局部特征开始的还是 从整体特征开始的？ • 模板的编码形式是怎样的？ • 刺激与记忆中的各种模板的比较是同时 进行的（平行加工），还是一个个相继 进行的（系列加工）？
（四）结构优势描述理论
• 过去的知识经验在知觉中有重要的作用，常表现 出上下文效应。 • 上下文效应的表现为：字词优势效应，客体优势 效应，构型优势效应等 • 1996年布鲁斯（ Bruce）提出结构优势描述理论， 即结构是由“一些描述特定构成的命题组成，这 些命题是象征性的，虽然是用词汇来描述它们， 但是它却不是语言的。”
二、感觉测量
（一）感觉阈限测量 • 费希纳的心理物理法，1860年，通过物 理量的变化来引起心理上的反映 • 阈限值 • 韦伯定律：K=ΔI / I （二）信号检测理论 • 判断标准β 与辨别力d´
接受者的两择判断与抉择矩阵
判断（抉择）
信号或刺激 有信号 无信号
有信号
输入 无信号
正确检测P （R/S） 虚报P （R/Sn）
• 直接知觉：知觉者直接从客观事物中获得信息， 并对它们进行整体属性的反映 • 间接知觉：知觉者利用自己的知识经验来对客观 事物进行整体属性的反映 • 它们包含相互联系的两种信息加工过程： • 自下而上（Bottom-Up）加工。它是指由外部刺 激信息开始的加工，强调感觉器官中滞留信息在 知觉中的作用。较小单元转向较大知觉单元，连 续阶段的加工。又称为数据驱动加工（Datadriven processing） • 自上而下（Top-Down）加工。它是指在知觉时， 个体运用自己已有的知识经验和概念来加工当前 的刺激信息的过程。又称为概念驱动加工 （Concept-driven processing）
“泛魔堂”（鬼城）模型
• 谢夫里奇(Selfridge)1959年 提出
• 泛魔堂是对模式识别的特征分析系统的一 种比较形象的说法 • 模式识别过程分为四个层次，每个层次都 由一些“鬼”来执行某个特定的任务，这 些“鬼”在刺激输入的作用下开始工作， 各自履行着不同的职责
• 第一层小鬼叫“图像鬼”（映象鬼），它的作用类 似于感觉登记器，将外界信号加以登记，并短暂地 保留下来 • 第二层小鬼叫特征鬼，它分析由图象鬼所保存的表 象，并发现它们的某些特征，不同特征鬼担任不同 的职责。当一个特征鬼发现了它正在寻找的某一特 征时，它就“喊叫起来”或发出信号 • 第三个层次的小鬼叫做认知鬼，它们始终监视各种 特征鬼的反应，每个认知鬼各负责一个模式，它们 都从特征鬼的反应中寻找各自负责的那个模式的有 关特征，当发现有关的特征时，它们就会喊叫，发 现的特征越多，喊叫声就越大 • 第四层小鬼叫做决策鬼，她倾听来自所有认知鬼的 呼声，并确定谁发出的信号最多，选择喊叫声最大 的那个认知鬼所负责的模式，作为所要识别的模式
对模板匹配理论的补充和修正
• Lindsay & Norman(1977)给模板理论增 加一个预加工(Preprocessing)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。
模板匹配理论的不足与局限：
• 第一,根据模板匹配理论的观点，人必须事先存贮 相应的模板，才能识别一个模式。即使附加预加 工过程，这些模板的数量仍然是十分巨大的。这 不仅给记忆带来了沉重的负担，而且也使模式识 别缺少灵活性。依照这种方式来进行模式识别， 至少对于人来说是不经济的。事实上，人能在模 式的物理属性广泛变化的范围内进行模式识别， 人可以识别不同手写体的字，当字形在大小、方 向、清晰度方面出现某些变异，识别仍无困难。 模板匹配理论难以完全解释人的模式识别。
一、字词优势效应
1.什么是字词优势效应 • 识别一个词中的字母的正确率要高于识别一个单独的同一 个字母，这个现象叫做字词优势效应。 • 里彻尔的实验 2．对字词优势效应的不同解释 • 里彻尔认为字词优势效应的出现是由于字词具有意义 • Rumelhart和Spile（1974）用借助上下文而进行推理来 解释字词优势效应 • Meicher(1973)认为字词优势效应是因为对字词和字母的 编码不同 • 还可从整体加工和局部加工来说明字词优势效应
• 该理论认为，在记忆中贮存的不是与外部模式有 一一对应关系的模板，而是事物原型(Prototype) • 所谓原型是指头脑中存储着的代表一组物体的关 键特征的表征 • 在模式识别过程中，外部刺激只须与原型进行比 较，而且由于原型是一种概括表征，这种比较不 要求严格的匹配，而只需近似的匹配即可
证明原型确实存在的实验证据
第三节 模式识别 一、模式识别概述
• 模式：指由若干元素或成分按一定关系 集合而成的某种刺激结构或刺激的组合 • 模式识别：指人把输入刺激（模式）的 信息与长果记忆中的信息进行匹配，并 辨认出该刺激属于什么范畴的过程 • 对物体、图像、语音、符号或人脸的识 别过程，都属于模式识别
二、模式识别过程
第二，模板匹配理论无法解释人为何有时能够非常迅 速地识别一个新的、不熟悉的事物的这种常见情况；
第三，模板匹配理论没有说明模板匹配的信息编码形 式，即比较是平行加工还是系列加工，是从局部特征 开始，还是从总体特征开始。模板的编码形式,即在我 们的大脑中模板以什么样的形式贮存的，模板说也没 有说明
(二)原型说或原型匹配理论
三、模式识别理论 (一)模板匹配理论
• 模式识别是通过模式与记忆系统中存储的不同 模板进行比较和匹配的过程。当刺激模式与模 板完全匹配或重叠时，该刺激模式就被识别了。 当刺激模式与模板在大小或方向上不完全吻合 时，视觉系统必须将输入的信息加以调整，使 之“正常化”；如果刺激模式与模板完全不重 叠，该模式就会被当成另一种不相识的模式而 遭到拒绝
知觉的自下而上和自上而下加工是两种方向不同 的信息加工过程，两觉的两种加工由（美）麦克莱兰（J L McCleland）和鲁姆哈特（D E Rumelhart）提出，他们认为知觉有三 个水平，每一个水平有三种不同的神经 细胞元素构成。初级的神经细胞元素为 特征水平，第二级为字母水平，第三级 为单词水平。如下图
• • • • Posner(1967)的实验 Franks和Bransford(1971)的实验 Reed(1972)的实验 Solso 和 Carthy(1981)的实验
Reed(1972)的实验
（三）特征分析说或特征匹配理论
• 模式或事物是由若干元素或特征按照一定的关系组 合在一起构成的，因此要识别事物或模式，就可以 分析它们的基本属性或基本特征。 • 模式识别是由一个特征觉察系统提供的信息来建造 一个模式的过程 • 在模式识别过程中，首先要对刺激的特征进行分析， 也就是抽取刺激的有关特征，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（一般的特征分析模型）
• 模式识别是一个典型的知觉活动过程，离不开个 体的知识经验 • 一般经历分析、比较和决策三个阶段 • 分析：把感觉信息按其原来的物理特征与属性抽 取出来，并分解成各个组成成分，以把握它的形 式、结构和特征 • 比较：把抽取出来的特征或属性信息，与长时记 忆中已存储的各种信息进行比较 • 决策：比较之后，对刺激信息模式与哪一种记忆 信息编码最为匹配作出判断，从而了解模式的意 义并赋予模式名称
三、模式识别理论 (一)模板匹配理论（Template-matching Theory） 核心思想：在人的长时记忆所编码的信息中,存储着 各式各样的来自个体过去经历的各种外部模式的拷 贝或复本,即模板,它们与外部刺激存在着一一对应 的关系 模式识别是刺激信息与脑中某个或某些模板产生最 佳匹配的过程
二、客体优势效应
三、构型优势效应