第二章 知觉与模式识别

认知心理学
第二章 知觉与模式识别
本章学习要求
掌握知觉的加工方式 掌握模式识别的有关内容 了解字词优势效应和客体优势效应
知觉概念是整个心理学领域最重要、 最核心的概念之一。
——《心理学的体系与理论》 （Chaplin & Krawiec，1979）
第一节 知觉信息和知觉过程
一、知觉的概念演变 在古典哲学文献中，知觉与感觉是混淆的 洛克（17世纪）最早提出感知的区别，认为感
不足
严格的匹配思想不能适应环境的千变万化；
即使附加了预加工阶段，模板数量仍然巨大，增加 了记忆负担沉重，降低识别效率；
没有说明模板是如何表征的；
没有说明匹配过程是整体优先还是局部优先，是平 行加工还是系列加工；
主要描述了自下而上的加工，对自上而下的加工重 视不够。
原型说
什么是原型？ 原型（prototype）是指头脑中存储着代表一 组物体关键特征的表征，即表示一组物体基本 成分的一种抽象的形式。
格式塔心理学强调知觉整体性，认为知觉经验 是一个整体，一种完形式格式塔，而不是个别 感觉元素的总和。
行为主义不重视研究知觉，把知觉等同于辨别 反应，反对研究其内部过程。
现代认知心理学家对知觉的一般看法：
第一，知觉是寻求对信息的最佳解释过程。 第二，知觉过程具有积极主动性和选择性。 第三，知觉依赖于过去的知识经验，是现实刺
由于需要获得刺激的组成成分的信息，即抽取必要 的特征和关系，再加以综合，才能识别，这使模式 识别过程可带有更多的学习色彩。
问题：特征分析说只强调自下而上的加工，缺少自
上而下的结构，是一个典型的从局部加工到整体加工 的理论。
三、 结构优势效应
上下文或整体的结构在模式识别中所起的有利 作用，统称为结构优势效应。
直接理论（刺激物学说）
基本观点：知觉是从刺激模式中直接提取有效 的信息。当环境信息作用于感觉时，既不需要 以前的知识经验，也不需要从物体与人眼的关 系中，进行无意识推理，而是直接产生知觉经 验。知觉是刺激模式的函数，只要现实提供了 一定的刺激模式，相应的知觉就会产生。
知觉的认知理论
基本观点：知觉是一个积极建构过程。知觉不 是由输入刺激直接给予的，而是由当前的刺激 和知觉内部过程（如需要、兴趣、期待等）相 互作用的结果。
包括词优势效应和客体优势效应等。
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，这种现象叫字词优势效 应 。对字词优势效应的解释有：
语境的推论 编码说 整体加工和局部加工说
客体优势效应
在一个结构严谨的三维图形中的线段识别起来 要优于组织较差的图形中的同一线段。 Weisstein 和 Harris将其称之为客体优势效应。
人的wenku.baidu.com式识别的特点
复杂性 适应性 语言的作用
模式识别的过程
分析
A＝ / - \
比较
A? △ ?
系列加工 平行加工
决策
A＝A A ≠△
模式识别过程的两种加工
自下而上的加工 自上而下的加工
如果周末……，我们就去看桃花。
二、模式识别的理论
模板说 原型说 特征说
模板说
什么是模板？ 模板（template）是长时记忆中储存的外部 模式的袖珍复本。
局限：对于原型匹配模型来说，关键之处在于 是否存在这种原型，目前这仍是一个有争议的 课题。另外，原型匹配模型只含有自下而上加 工，而没有自上而下加工，这显然是一个缺陷。
特征说
理论假设 各种刺激在长时记忆中的表征是一张表，表上 登记着该种刺激所具有的那些特征的名称，这 种表叫做“特征表”。人的识别系统在接受一 个输入刺激的信息后，首先对它的特征进行分 析，找出输入刺激具有哪些特征，然后把它们 与长时记忆中的各种特征进行比较。一旦长时 记忆中的某种特征表征与刺激特征获得最佳的 匹配，这个刺激就被识别了。
自上而下的加工是指在知觉过程中，人们运用 已有的一般性知识概念对当前的信息加工，在 这种加工中，知觉依赖的是自身的信息，由此 可以形成知觉期待，对知觉现象作出解释 。
两种加工的交互作用
自下而上和自上而下的加工是密切联系在一起 的，在实际的知觉过程中是结合起来同时进行 的。
两种加工可以相互补偿的。 在两种加工的实际进行中，前面地加工可以为
音素恢复实验 （Warren & Warren，1970）
向被试呈现（录音）下列句子：
It was found that the *eel was on the orange．（*eel被听成 peel）．
It was found that the *eel was on the table． （*eel被听成 meal）．
激和过去知识经验相互作用的结果。
知觉的实质（认知的观点）
知觉是对感觉信息的组织和理解过程， 是一种获得感觉信息意义的过程，具有 选择性和主动性。
影响因素：
主观因素：态度、兴趣、需要、价值观 客观因素：如噪音对信息的影响，上下文的
影响等
二、知觉研究的方向
直接理论（J.J.Gibson） 认知理论（J.S.Bruner & Neisser ）
一、模式识别及其过程
“模式”（pattern）是指刺激的空间组合和时 间组合，或说由若干元素按一定关系集合在一 起组成的一种结构。
模式识别(Pattern Recognition)就是确认模式 是什么，并把它同其它模式区分开来，或说把 输入模式的信息同长时记忆中有关信息进行匹 配，并辨认出该刺激属于什么范畴的过程。
后面的加工所应注意的对象提供信息。反之， 后面的加工过程可以使人确认前面的加工对象。
四、知觉的组织
知觉组织单元
人们知觉物体时，是把物体当作一个整体来知 觉，还是先知觉其各个部分，然后再将其综合 为一个整体？
字母识别实验（Navon 1977，1981）
实验结果：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，听觉辨别就会 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。
觉是单纯观念，而知觉是复杂观念。 18世纪，李德（Reid ）明确将感知划分开来。 18世纪英国联想主义受原子论的影响(代表人
物詹姆士·穆勒)把感觉看成心理现象的元素， 这些简单元素通过联想作用而构成复杂观念。
构造主义者把知觉看成是感觉的构成物，在这 个构成物中，感觉是核心。
机能主义心理学把知觉看成一种活动过程，并 强调它在机体适应性行为中的作用。
理论假设 模式识别是将一个刺激模式提供的信息，与长 时记忆中已经存储的该模式的表征（模板）相 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。
模板匹配模型
预加工——刺激标准化
模板匹配模型
预加工——刺激标准化 自上而下加工——上下文的作用
评价
优点
说明了知识经验的作用 得到实验的支持 有较大的应用价值
理论假设 存储在长时记忆中的信息不是模板，而是原型。 原型与刺激模式不是一一对应的关系。因此， 模式识别就是要确定一个物体是否同原型相匹 配，如果匹配了，这个物体就被识别出来了 。
散点图分类实验
面部简图分类实验
原型匹配模型
评价
优点：原型匹配模型比模板匹配模型更加灵活 和有弹性，还可以容纳模板匹配。
特征说
“鬼城”模型
特征说的实验证据
字母辨别实验（Neisser，1964；Mayzner， 1972）
固定网像实验 特征分析的生理学依据
评价
特点
依据刺激的特征和关系进行识别，就可以不受刺激 的大小、方位等其他细节，避开预加工的困难和负 担，是识别具有更大灵活性和适应性；
同样的特征可出现在许多不同的模式中，必然极大 地减轻记忆的负担。
知觉的组织原则
知觉的一个重要任务就是将图形和背景区分开 来。格式塔学派提出了用于完成这一任务的许 多原则，包括接近律、相似律、良好连续律、 封闭律和共同命运律。
所有这些原则又可以归结为一个定律：在对刺 激的所有可能的解释中，知觉者总是选择能够 产生最简单、最稳定的形状的解释。
第二节 模式识别
自下而上的加工（数据驱动加工 ）
自下而上的加工是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加工分析， 然后再转向较大的知觉单元，经过一系列连续 阶段的加工达到对感觉信息的解释。如根据图 形的直线、曲线、边角等信息知觉图形。
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T/-\E C/-\T
自上而下的加工 （概念驱动加工 ）
知觉的认知理论：假设考验说
假设考验说认为：知觉是一种包含假设考验的 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，直至验证某 个假设，从而对感觉刺激作出正确的解释。
三、知觉的加工过程
自下而上的加工 （Bottom－up） 自上而下的加工 （top－down）
上：知觉过程中的理论假设或总体期望 下：具体的物理刺激的特征。