认知心理学课件9

认知心理学课件40模式识别既有复杂性，又有适应性；二、模式识别理论；（一）匹配理论（MatchingTheory），；1、模板匹配模型（或理论）；（1）内涵；模板匹配模型的发展：早期模板说主要以U.Neis；（2）支持证据：P50；（3）评价：模板匹配模型可以解释一定范围内的模式；不足之处：无法解释人们能够识别无限变化的模式；2、原型匹配模型；（1）内涵：人的长时记忆中贮存的模式识别既有复杂性，又有适应性。

模式识别的复杂性一方面与人类生存环境的复杂性有关，另一方面与人脑结构与功能的复杂性有关；适应性指能适应外界环境表现出灵活性与多变性。

二、模式识别理论。

可分为匹配理论和分析理论。

（一）匹配理论（Matching Theory），用刺激模式与大脑中存在的某一类特定的特征相匹配来说明感知过程。

1、模板匹配模型（或理论）（1）内涵。

人的长时记忆中贮存着刺激模式的复本（或模板），它们与外部刺激模式有着一一对应关系，刺激作用于感官后，新异刺激就与已贮存的模板进行比较，直到二者出现最佳的匹配，这样模式就得到识别。

理解：知觉时所比较的是人们记忆中理想模式的一个固定心理模型。

两种模式匹配时要有最大限度的重叠。

是一种“全或无”的理论（或者说遵循一种全或无的方式）。

匹配意味着识别，不匹配意味着无法识别。

模板匹配模型的发展：早期模板说主要以U.Neisser1967年的观点为主，即在记忆中贮存了无法计数的模板，他主要以字母识别来说明模式识别。

刚开始他是以八个样例来说明成功和失败的匹配的（P49）。

后期模板说是以P.H.Lindsay& D.A.Norman1977年的理论为主，他们修正了奈瑟尔的观点，增加了预加工的过程。

简图如下。

（2）支持证据：P50。

1974年S.Phillips的棋局识别实验；R.Warren的实验。

（3）评价：模板匹配模型可以解释一定范围内的模式识别。

主要应用在机器的模式识别方面（如银行、超市等单位识别数字的系统：会员卡、银行卡等。

）承认人们在记忆系统中存在着模板并把模式识别看作是一个过程。

示意图如下：刺激输入→分析（分解）→比较（匹配）→决策不足之处：无法解释人们能够识别无限变化的模式。

按模板匹配理论，大脑所贮存的模板容量是有限的。

可是外界刺激模式是无穷尽的；无法解释人们能够迅速识别不熟悉的刺激模式，模板说认为模式是固定的，与模式对应的模板是不能改变的。

这样就使该理论缺乏灵活性。

2、原型匹配模型。

（1）内涵：人的长时记忆中贮存的是事物原型（Prototype）。

人们感知事物时，将事物（刺激模式）与原型相比较。

当出现近似的匹配时，该事物就得到识别。

理解：原型是事物类别中最具特征性、代表性的成员，也是最中心的成员，例如一提到笔，就想到钢笔，提到水果，就想到苹果，提到书，就想到教科书。

但书中观点似乎更强调原型是一类事物基本特征的概括反映，具有一定的抽象性。

（1975年，心理学家E.H.Rosch赞同前一观点，即认为原型是与同一类别成员有更多共同特征的实例）（2）支持证据：1967年M.E.Posner等人的点图原型实验（P52）；S.K.Reed 的面部原型实验（P54），注意其中的关键点是由被试抽象出原型的基本特点，然后进行分类。

请同学们思考：为什么研究者不采用日常生活中的刺激模式？是为了避免知识经验的作用。

（3）评价：原型匹配说克服了模板匹配说的不足，能够解释人们为什么能识别大量不同类事物及同一类事物；它为概念结构研究提供了理论基础（概念和类别关系密切），它更加灵活并富有弹性；不足之处：无法解释人们第一次对事物的识别；无法解释人们在缺乏某一方面经验时的认知活动。

（二）分析理论——特征检测理论1、特征分析理论（1）内涵：人们长时记忆中存在刺激模式的各种特征，人们在识别时，对刺激特征进行分析，然后对抽取特征进行合并、简约、归类等，再与存贮的特征进行比较；如果两两符合，则外部刺激就被识别了。

理解：特征分析理论的基本假设是所有复杂的刺激模式都是由一些可以区分的相互分离的特征组成。

如字母H可分析为两条等长平等的线段和一条几乎垂直的线段。

特征分析的运用依赖于刺激的可分解性，而特征是按一定步骤进行分析的，在进行模式识别时，先对事物的特征分解，其次是分析阶段，然后是与存贮的特征比较阶段，最后是反应阶段。

（2）支持证据：1964年U.Neisser的实验；1969年J.J.Gibson的实验；1977年Lindsay&Norman的实验；M.J.Farah（1990）认为整体分析和局部分析过程涉及对绝大多数目标的识别（面孔识别主要依赖于整体分析，而阅读词汇或课文大多涉及局部分析）。

（3）评价：特征分析理论在解释模式识别时比模板匹配具有更强的说服力，它使识别具有准确性，并可发掘事物的潜在因素；由于事物之间的共同特征在许多事物中存在，以特征分析模型来识别事物，可以大大减轻记忆负担，使人们更快、更好地适应环境并学习外界环境。

不足之处：无法解释认知过程中从整体到局部的加工（即先把握事物的整体特征，其次才是局部特征）；它忽略了知识经验的作用即不重视自上而下的加工。

具体的特征分析模型是“鬼城模型”（也称泛魔堂模型）。

O.Selfridge1959年在“Pandemonium：A paradigm for learning”中提出这一模型。

（Selfridge,O.Pandemonium:A Paradigm for Learning,Symposium on the Mechanization of Thought,London:HM Stationery Office.1958）科学研究中引入“妖魔、鬼怪”等概念来代表尚未揭示的一种实体功能是可靠的。

在P.H.Lindsay& D.A.Norman1977年“Human Information Processing：An Introduction to Psychology”中就曾引用“魔鬼”概念。

“鬼城”或“魔宫”出自Milton的《失乐园》一书，意指地狱的首都，是一个喧嚣而又混乱的城市。

鬼城里有许多具有不同功能的小鬼（Demon）加工分为四个层次（或等级）：映象鬼→特征鬼→认知鬼→决策鬼。

最终实现模式识别。

这一具体模型仅仅是一种假设，并没有实验证据。

引导学生阅读教材第三节“优势效应”，以特征分析来理解。

2、部件识别理论。

（1）内涵：1987年，I.Biederman提出模式识别的部件识别理论（Recognition-By-Component，RBC），他认为通过把复杂对象的结构拆分成简单的部件形状，就可以进行模式识别。

部件形状被称作“几何离子”，如方块、圆柱、球面、圆弧和楔子等（大约有36种），它以“容积本原”的形式存在，与原子或分子的功能相似，它们可以按不同方式组成不同的物体。

物体的部件是以形状的特征而存在，而不是以线或角的特征存在。

人们获得了足够的形状信息就能觉察出“几何离子”，由几何离子再构成一个复杂对象（物体），这样就识别了对象。

当给予我们的信息呈现方式不能让人觉察出个别的原始离子，就不能识别对象（物体）。

部件识别理论示意图如下页：（解释：边缘抽取指对亮度、纹理和颜色等表面特征的差异作出反应，并对物体作线条描述；分解凹曲线区域指对物体轮廓的凹面部分进行分解；非偶然性特征指物体的不变的关键性特征——曲率、平行、共端性、共线性等。

）（2）证据：1987年I.Biederman在实验中，向被试呈现物体的降质素描图（同一物体的图形逐渐省略某些部分），发现当省略提供凹曲线信息的某些轮廓时，物体的识别要困难些。

1995年Ling&Sanock的实验证明，对象识别时如果提供给被试以部件形状的中心线（一般是条状物的轴心线）时，对象识别将更为便利。

（3）评价：部件识别理论能够很好地解释许多较容易的类别区分任务，部分得到实验的支持。

不足之处：尚未阐明认知系统如何把一些零碎的线段拼在一起形成部件形状（即几何离子），不能解释从整体到局部的加工。

了解：A、物体识别的双加工模型。

M.J.Farah（1990）在“Visual agnosia （失认）：Disorders of object recognition and what they tell us about normal vision”中提出了一个物体识别的双加工模型，认为人们对目标的识别有两种分析形式，一是整体分析（holistic analysis）即对目标的整体结构进行加工；一是局部分析（analysis by parts），即对目标的某一关键部分进行加工。

她认为这两种分析过程涉及对绝大多数物体或目标的识别。

1990和1994年的实验证实了这一论点。

即面孔识别主要依赖于整体分析，而阅读词汇或课文大多涉及分析加工。

B、背景分析理论。

人们在感知外界事物时，主要是从事物的背景入手的，也就是说过去的知识经验直接指导对对象的识别。

该理论重视自上而下的加工过程。

新近的重视自上而下加工的理论还有：1996年，V.Bruce的结构优势描述理论。

结构由一些描述特定构成的命题组成。

人们在识别对象时，关注的是刺激信息中最重要的部分，把这一部分与记忆中结构描述相匹配，从而成功识别。

例：字母L的识别——不管它是横的、竖的、长的、短的，主要是相连的角度大小；“野人”的识别——着重看人的形体，而不管他的性别、毛发或所处的地域。

新资料：2008年2月6日，在德国研究联合会的支持下，马堡大学和吉森大学将推进第二个为期三年的、主题为“感知和活动”的研究项目。

从2005年开始，由心理学家、运动科学家和神经心理学家们所组成的研究小组着力探索两种不同的感觉信号之间的关系：一种感觉信号产生人们所意识到的感觉，而另一种感觉信号则在人们活动中以未被意识的方式起着调控作用。

近百年来，感知的过程和活动机能的过程分别获得了深入的研究，它们的机理可追溯到脑皮层不同区域的功能。

近来，感知过程和活动机能过程之间的关系大大激发了神经科学家们的兴趣。

研究人员想据此了解这两种过程是如何交互影响的，而且通过实验，人们也许可以探究感知与活动之间的关系如何在短期和长时间的区间内改变自身。

正式作业：（根据教学进度布置）单号选择：1、个体进行物体识别的机制分析（提示：试依据匹配理论和分析理论，举例说明一个人如何进行物体识别的。

）2、有关心理学未来职业之我见双号选择：1、个体识别野外生物的机制分析（提示：试依据分析理论解释人们在野外识别野生动物、花卉等的心理过程。

）2、计算机模拟人脑的表现分析第三章注意本章重点学习注意的认知理论，从历史的角度认识注意机制，理解其倡导者、时间、原理内涵、实验证据及人们的评价。