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模式识别和最新理论之二——注意的特征整合理论

2006-10-16 08:53阅读:
燑/P> 注意的特征整合理论(feature-integration theory of attention)
此理论重要探讨视觉早期加工的问题,因此看其为一种知觉理论或模式识别的理论。
特雷斯曼、赛克斯和盖拉德(Treisman,Sykes & Gelade)首次提出。
Treisman认为,视觉加工过程分为两个阶段。
⑴特征登记阶段(相当于前注意阶段:无需集中性注意)。视觉系统从光刺激模式中抽取特征,是一种平行的、自动化的加工过程。Treiasman假定,视觉早期阶段只能检测独立的特征,包括颜色、大小、反差、倾斜性、曲率和线段端点等,还可能包括运动和距离的远近差别。这些特征处于自由漂浮状态(free-floating state)(不受所属客体的约束,其位置在主观上是不确定的)。知觉系统对各个维量的特征进行独立的编码,这些个别特征的心理表征叫特征地图(feature map)。注:前注意阶段不能检测特征间的关系。
⑵特征整合阶段/物体知觉阶段。知觉系统把彼此分开的特征(特征表征)正确联系起来,形成能够对某一物体的表征。此阶段,要求对特征进行定位,即确定特征的边界位置在哪里。这是位置地图(map of locations)。处理特征的位置信息需要集中性注意。集中性注意就像胶水一样,把原始的、彼此分开的特征整合为一个单一的物体。特征整合发生在视觉处理的后期阶段,是一种非自动化的、序列的处理。
实验证据:
1.视觉检测作业
Treisman
刺激:圆形和三角形构成的刺激方阵。
程序:向被试呈现由不同形状和颜色组成的刺激方阵,要求被试确定其中的边界在哪里。
结果:刺激方阵1中,被试很容易看到一条垂直边界的图样;方阵2中,被试也很容易看到一条水平的边界;方阵3中(颜色和形状两个维度混杂呈现),边界的确定很困难。
分析:说明单一的维度特征有利于边界的确定;视觉系统对个别特征的处理比对复合特征的处理容易;视觉的早期阶段只处理个别特征,而不是特征的结合。
2.视觉搜索实验(visual search task)
T
reisman
刺激:干扰图形和目标图形。关系:有简单性质的区别;目标图形是一些特征的结合;目标图形同时具有干扰图形的某些成分。
要求:被试从一些干扰图形中找出目标图形。
结果:⑴如果目标图形与干扰图形存在某些简单性质的区别,那么干扰图形的数量对发现目标图形没有影响或影响很小,即发现目标图形的时间与干扰图形的数量无关。 说明对于个别特征的处理是平行的。
⑵如果目标图形是一些特征结合(如在红N和绿O中寻找红O),或目标图形同时具有干扰图形的某些成分(如目标图形R,干扰图形为P或Q),那么对目标图形作肯定和否定判断的时间,将随干扰图形数量的增加而呈线性的上升。
分析:结果⑵中,被试必须集中注意所呈现的每个图形,并确定图形中的各种性质和成分是怎样结合在一起的。当干扰图形增加时,被试作肯定判断的反应时是作否定判断的反应时的二分之一。说明特征整合是序列处理。
3.非对称搜索实验
Treisman
刺激:刺激卡。成对设计。
图1:目标图形为 ,干扰图形为
图2:目标图形为 ,干扰图形为
两种目标图形的区别:1中没有竖直线,2中有竖直线。
目标图形和干扰图形数量之和称为画面的大小,实验中可按要求加以改变。
程序:⑴向被试依次呈现一些刺激卡,要求被试从干扰图形中搜索一个目标图形;另呈现一些不含目标图形的的刺激卡。
⑵要求被试作“有”或“无”反应,记录反应时间。
结果:图2搜索比图1搜索容易。图2搜索的反应时不随画面大小的变化而变化,图1搜索的反应时随画面大小数量的上升而呈线性增加。
分析:⑴图2搜索中,目标几乎是一跳而出的。被试只需判断画面上有无一条竖直线就可以了,而不必考虑直线的位置与哪个圆相交。反应时不随画面大小的变化而变化,属于前注意的、快速的平行处理。
⑵图1搜索慢得多,反应时随画面大小数量的上升而呈线性增加,说明搜索属于集中注意阶段的慢速处理,是按序列处理方式实现的。
4.综合性错误实验
Treisman
产生原因:特征抽取在先,特征整合在后,而且特征整合需要集中注意,因此当注意受到干扰时,在视觉处理的早期阶段,就可能出现综合性错误/错误结合(errors of synthesis)。
刺激:三个彩色字母(如蓝色X,绿色T,红色O)。
数字。
程序:呈现三个彩色字母,字母两侧分别有一个数字,呈现时间为200毫秒。
要求被试先报告数字,然后报告彩色字母。
结果:被试对字母的报告出现明显的错误结合,如会把刺激中蓝色X与红色O 错误地重新结合在一起,而报告看到的是红色X。
根据以上发现,Treisman提出了视觉早期处理的一个模型。
该模型假定,⑴早期视觉把景物中的一些简单和有用的信息,编码成一些特征模块,这些模块可能保持着可见世界的空间关系,但它们本身并不能向处理过程的以后各阶段直接提供空间信息。⑵随后,集中注意开始发生作用,它选取和整合位于一个特定位置上的特征。这种选取和整合的作用是通过一张主要的位置地图而起作用的。通过注意的作用,当前在某个被选定的位置上出现的所有特征,就都进入一个临时的物体表征或文件中。⑶最后,在每个物体文件中关于性质和结构关系的整合信息将与在识别网络(recognition network)中已储存的对物体的描述进行比较。总之,对物体的识别依赖于感觉特征的分析和识别网络,即依赖于有关特定物体的信息的集合;当信息更新时,原来的物体文件可能被取消,并被新的文件所取代,因而开始一段新的知觉过程。
评:Treisman既重视自下而上的加工在知觉中的作用,也承认物体文件和识别网络的相互作用。在这个意义上,注意的特征整合模型,是一个以自上而下的加工为主要特征的、具有局部交互作用的模型。

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