第二章 感知觉1

四、模式识别
（一）、概念
模式：一组刺激或刺激特征组成的一个有空间和（或）
时间结构的整体。 例：
三条直线构成一闭合图形——三角形（视觉刺激模式）
几个时间上连续的音节组成一个单词（听觉刺激模式）
食品的色香味（跨通道的刺激模式）
模式识别(pattern recognition)：
指人把输入刺激（模式）的信息与长时记忆中 的信息进行比较，分辨该模式与另一模式的区别， 寻求最佳匹配，并确认它是什么、代表什么。
一、知觉概述 二、两种对立的知觉理论 三、知觉加工 四、模式识别 (一)自下而上的加工 1、模板匹配理论 2、特征分析理论 3、原型匹配理论
启动效应 （二）自上而下的加工
一、知觉（perception）概述 1、定义
普通心理学：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
操作性的说法。
先确认事物还是先确认特征？各种事物有无数的特征。如果
是先确认特征，那么在模式识别的初期，个体怎样确定应该 检测那些特征？如果个体事先知道应该检测哪些特征，那不 是早就知道自己面对的是什么事物？
特征分析阶段中的特征是怎样激活的？安德森（Anderson，1980）
提出，每一个特征对应于一个（微型模板），也就是说，特 征激活的过程也是种模式识别，而且是以模板匹配的方式进 行，这样模板匹配理论成为了特征分析理论的组成部分。 特征识别应该还受到周围背景及个体知识经验的影响。
（3）知觉的理解性 人们知觉当前事物时，总借 助以往知识经验对多获得的感觉 信息做出最佳的解释
知觉在选择对象或图形时， 受多种因素的制约。我们常选较 有“意义”的刺激作为知觉对象， 意义程度差不多会发生竞争。如 人像—花瓶
（4）知觉的恒常性
当知觉的条件在一定的范围内改变时，知觉仍然 保持相对不变。
Lettvin(1959,1961)的研究证明青蛙的眼中亦存在特
征侦察器：62
（4）“泛魔堂”模型 :62 谢夫里奇(Selfridge,1959),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。
o 第一层：映象鬼 o 第二层：特征鬼： o 第三层：认知鬼 o 第四层：决策鬼
（5）优点： 首先，依据刺激的特征和关系进行识别，就可以不管刺
从局部到整体的加工模型。这与人类知觉过程中整体特征加
工优先的观点是相矛盾的。
（二）、模式识别早期理论（自下而上的加工）
1、模板匹配理论
（1）核心思想： 在人长期记忆中，贮存着各式各样过去生活形 成的外部模式的袖珍复本（模板），它们与外部的 模式有着一一对应的关系；当一个刺激作用于人的 感官时，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。
（3）支持特征分析说的实验证据: Lindsay & Norman(1977) 的研究：56 Neisser(1964)的实验：58 Pritchard(1961)的固定网像实验：61
休伯和威塞尔（Hubel & Wiesel,1959，1963,1968）的
神经生理学研究：62
激的大小、方位等其他细节，避开预加工的困难和负担， 使识别有更强的适应性。
其次，同样的特征可以出现在许多不同的模式中。可极
大地减轻记忆的负担。
第三，由于需要获得刺激的组成成分信息，即抽取必要
的特征和关系，再加以综合，才能进行识别，这使模式 识别过程带有更多的学习色彩。
（6）缺点： 特征的定义很难把握。满足什么条件算是特征，没有一个可
三、知觉加工 1、自下而上加工和自上而下加工

知觉是相互联系的两种方向不同的信息加工 过程相互作用而构成的统一过程 ：
（1）自下而上 （Bottom-Up）加工指由外部刺激信息开 始的加工，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 （ Data-driven processing），强调感觉器官中滞留信息在知觉中的作 用。
说明： 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，听觉辨别就 会受到干涉，速度就变慢了； 但听觉辨别的速度不受局部特征(小字母)影响。 Navon认为，在一些情境中进行的视觉加工有着有限 的深度，只Biblioteka Baidu总体特征可被知觉，而局部特征则不被知
认知心理学：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

资料：知觉概念的变迁 查普林、克拉威在《心理学的体系与理论》：“知觉 概念是整个心理学领域最重要、最核心的概念之一”。 早期联想主义：知觉是感觉的复合。
构造主义：知觉是感觉的有意义的构成物。
格式塔学派：知觉不是感觉的简单堆砌，而是有组织 的整体；整体的特性大于组成它的各部分特性的简单总和。 整体性是知觉组织的先天特性。 行为主义：知觉等同于辨别反应，反对研究知觉的内 部过程及过去经验对知觉的影响。
（2）知觉的整体性
格式塔知觉组织原则：接近 律、相似律、良好连续律、闭合 律、协变律。
学者认为以上定律在平面的、网膜象的水平起作用 帕尔默、罗克（Palmer﹠Rock，1994）证明，格式塔定理至 少部分地在深度知觉、知觉恒常性形成后起作用。即：如 深度线索或恒常性的出现可影响被试对刺激组合，那说明 组合在深度知觉和知觉恒常性形成后还在继续。

（2）支持论点P30：
（3）实验：结构密度级差实验 光线分布的结构或表面质地的密 度与物体的视网像都是按照视角规律 而变化的，距离是直接知觉到的物理 光线分布。
知觉加工早期阶段，外部世界的 特性决定知觉，经验知识不起作用
2、知觉的认知理论
（1）观点：
知觉是主动的、富有选择性的构造过程（Bruner， 1957；Neisser，1967；Gregory）。是现实刺激和已储存的 知识经验相互作用的结果。
觉。在上述实验里，大多数被试甚至未看出大的视觉刺
激是由小的字母构成的。
知觉加工的四种方式比较： 一般都承认，在良好的知觉条件下，知觉主要是自下 而上的加工，而随着条件恶化，自上而下加工的参与也 将逐渐增多。Navon通过实验认为知觉加工过程中存在总 体特征优先现象。即在知觉加工的过程中，总体加工快 于局部特征加工。而且当人们注意局部特征时，也不能 不先知觉刺激对象的总体特征。 Kinchla和Wolfe (1979)发现，当小字母达到视角8º 时，它比总体特征(大字母)更易识别。他们认为，有着 最佳大小的对象被首先加工。后来Navon(1981)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 中最重要的是刺激的视角大小和网像的位臵。

例如
（2）自上而下（Top-Down）加工指知觉时，个体运用已 有知识经验、概念来加工当前刺激信息的过程。又称 概念驱动加工（Concept-driven processing） 常体现于上下文效应中。如Warren等(1970年)音 素恢复实验所表明的那样，字词的上下文迫使对缺失 一个字母的字词作出相应的解释。
二、两种对立的知觉理论（知觉研究方向）
1、知觉的直接理论（direct theory）

（1）理论：吉布森（James J.Gibson）认为知觉是一种直接 经验，它的一切信息都由外界物体的光学特性所提供。 主要研究深度知觉（depth perception），认为物体表面纹理 结构的变化，向人们直接提供分辨物体深度的重要信息。 观察点的变化在视网膜上形成一种光流模式，提供观察者 关于高度、方向和速度的信息。总之，物体的空间信息直 接由视觉的刺激模式所提供，由感观直接感受，知觉的意 义与经验无关（刺激物说，源于格式塔理论）
感觉刺激的物理特征、刺激的上下文和有关概念 都可激活长时记忆中的有关知识而形成各种假设
（3）论据： 在某些特殊条件下，如在弱的照明下看东西，有时 是可以体验到这种假设考验的。 感觉刺激的维量是模糊的，具有双关性质：外部刺 激与知觉经验并没有一对一的关系，同一刺激可引起不 同的知觉，不同的刺激却又可以引起相同的知觉。 感觉输入也是模糊的和片断的，不能对外部刺激提 供真实而完整的描述。近端刺激如视网膜像只提供关于 外部刺激的线索，需要在过去经验的 基础上，应用这 些线索作出推断，对近端刺激进行评价或解释，才能实 现对外部刺激的知觉。

2、整体加工和局部加工（p41）
格式塔心理学认为，整体多于部分之和，整体决 定着其部分的知觉。照这种观点来看，整体是在其部 分之前被知觉的。
Navon(1977，1981)系列实验结果：听觉辨别的反应 时依赖于听觉刺激与视觉刺激的总体的一致关系；在一致 的情况下，反应时最短；在冲突的情况下，反应时最长； 无关情况下的反应时居中。经成对的统计考验，其差异均 达到显著水平。但是，听觉辨别反应时在3种局部的一致 关系下，并没有显著的差异。视觉刺激的大小对实验结果 也没有显著的影响。
2、知觉的分类 （1）、据主导器官： 视知觉、听知觉、嗅知觉、触知觉、味知觉， 视、听是研究最多的两种。
神经科学家估算出，大脑负责视觉信息加工的皮 层占50%，Tarr，2000
（2）、据事物特性 空间知觉：形状、大小、深度、方位知觉 时间知觉： 运动知觉：
3、感觉与知觉的关系
（1）相同点：都是客观事物直接作用于感觉器官， 在头脑中产生的对当前事物的反应。 （2）不同点：感觉是对个别属性孤立的、直接的 反应。知觉是对视、听、嗅、触等各等感觉信息综合， 形成整体的、完形的反应。
之前将刺激的外形、大小、方位等调整，使其标准化。可 大大减少模板数量
2、特征分析说/特征匹配理论
（1）模式是一组刺激或特征组成的一个有空间和
（或）时间的整体。特征分析说将模式分解或还原 为它的原来特征，而其关系有时也称为特征。
（2）观点（一般的特征分析模型）：
分析、抽取刺激特征 合并、整合抽取的 特征 与长时记忆中的各种刺激的特征进行比 较 最佳的匹配（识别）
它们首尾相接围成一圈，他又在花盆周围不到六英寸（1 英寸=2.54cm）的地方，撒了一些毛毛虫喜欢吃的松针。毛 毛虫开始一个跟一个，绕着花盆，一圈一圈地走。一 连 走了七天七夜，终因饥饿和精疲力尽而死去。
4、知觉的基本特性
（1）知觉的选择性
知觉任务是辨别个 体正在关注的对象 知觉选择性即将少 数知觉对象（图形） 从其他对象（背景） 中分离出来。
② 、不能解释新的模板如何创造出来的
③、模式识别可能只适合相对清晰的刺激，而对 “噪音”模式与模糊刺激的识别有困难。
（5）没有明确的问题：
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）？
（6）补充和修正：
Lindsay & Norman(1977) 预加工(Preprocessing) ，在匹配
知觉者一般的知识经验、他们对事物的态度、 兴趣、需要、期待，都在一定程度上影响到知觉 过程和结果。
（2）假设考验说：
知觉时，感觉输入，在已有经验的基础上，形成 关于当前的刺激是什么(Bruner，1957；Gregory，1970)，或 者激活一定的知识单元而形成对某种客体的期望 (Neisser，1967)。知觉是在过去经验形成的假设、期望等 引导下，对有效资料主动寻找最佳解释的过程。
（2）实验证据：
菲利普斯(Phillis,1974)的实验：50 Warren（1974）的实验50 Posner的实验（A-A,A-a字母同一性匹配）：8
（3）现实生活的例子：
（4）不足：
①、须事先存贮相应模板，才能识别一个模式。模 板数量巨大；记忆负担沉重；不经济；缺少灵活性 与概括性。
感觉属于比知觉更低级的心理反应形式，不能像知觉 样回答认知对象是什么的问题，以提供原始材料。因此最 初级的认识形式是知觉。
例如：
A、蚂蚁（有感觉、无知觉而受骗）：流浪甲虫把卵产在蚂 蚁窝里，孵出的小甲虫肚子尖上能分泌一种吸引蚂蚁的外 激素。蚂蚁精心喂养，产的卵还可能被“流浪儿”偷食。 B、法国昆虫学家约翰•法布尔曾作过一个著名的“毛 毛虫”实验：把若干个毛毛虫放在一只花盆的边缘上，让