第三章知覺與模式識(shí)別知覺的理論

知覺的加工方式模式識(shí)別理論

結(jié)構(gòu)優(yōu)先效應(yīng)第三章知覺與模式識(shí)別知覺的理論感覺和知覺的區(qū)別

感覺反映的是事物（或客體）的單一屬性，知覺反映的是整體屬性（多個(gè)屬性）。

感覺是單通道的反映，知覺是多通道的整合反映。

感覺是自下而上的加工，知覺是自下而上和自上而下加工的結(jié)合。

知覺以客體辨認(rèn)和命名為標(biāo)志。感覺和知覺的區(qū)別感覺反映的是事物（或客體）的單一屬性，知覺感覺和知覺的區(qū)別感覺和知覺的區(qū)別知覺涉及的一些問題

由刺激決定還是由主觀心理決定？

先知覺部分還是整體？

圖形背景的分離如何形成？

模式識(shí)別如何進(jìn)行？知覺涉及的一些問題由刺激決定還是由主觀心理決定？第一節(jié)知覺三大理論一、格式塔知覺理論

人類具有不需學(xué)習(xí)的整體知覺組織機(jī)制，使我們可以將外部刺激以整體而非部分的方式知覺為“完形”。

心理與神經(jīng)系統(tǒng)同構(gòu)或同型論：知覺表征與神經(jīng)表征具有相似的對(duì)應(yīng)關(guān)系，神經(jīng)系統(tǒng)靠電磁場(chǎng)使神經(jīng)細(xì)胞形成對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)關(guān)系。

例子：北斗七星的心理表征與神經(jīng)結(jié)構(gòu)同型。

問題：心理表征不一定是具體的生理結(jié)構(gòu)表征。

重點(diǎn)：強(qiáng)調(diào)知覺自下而上的組織過程。第一節(jié)知覺三大理論一、格式塔知覺理論二、知覺的假設(shè)檢驗(yàn)理論

強(qiáng)調(diào)已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)對(duì)知覺的影響，主要是以假設(shè)、期望或圖式的形式起作用。

知覺是一個(gè)將外部刺激與腦中已有知識(shí)進(jìn)行匹配聯(lián)系之后的確認(rèn)過程。

重點(diǎn)：強(qiáng)調(diào)知覺的確認(rèn)過程。二、知覺的假設(shè)檢驗(yàn)理論哪種是牛肉泡饃？哪種是牛肉泡饃？月亮上有什么？月亮上有什么？三、直接知覺理論（生態(tài)學(xué)理論）

1.要點(diǎn)：根據(jù)傳統(tǒng)的Helmholtz知覺理論，知覺是無意識(shí)推理的結(jié)果，即感覺和概念等經(jīng)驗(yàn)的整合。但吉布森（Gibson）在格式塔心理學(xué)整體知覺先于部分知覺的基礎(chǔ)之上，認(rèn)為整體知覺是“刺激的整體”而非“心理的整體”（格式塔），知覺決定于外部刺激而不是主觀經(jīng)驗(yàn)，否認(rèn)已有經(jīng)驗(yàn)的作用。

人們擁有生物進(jìn)化而來的直接知覺能力，根據(jù)外部刺激豐富的幾何光學(xué)特征，可以直接知覺刺激，而不需要經(jīng)過圖式、知識(shí)經(jīng)驗(yàn)、推理等更高層次的心理中介。

三、直接知覺理論（生態(tài)學(xué)理論）2.證據(jù)

證據(jù)：剛出生的嬰兒包括動(dòng)物已經(jīng)具有深度知覺（視崖）了，這種深度知覺的建立不是靠知識(shí)經(jīng)驗(yàn)或推理而建立的，而是長(zhǎng)期的生物進(jìn)化與環(huán)境適應(yīng)形成的，因而對(duì)視崖的知覺是直接的而不是經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)的。（生態(tài)意義由此引發(fā)）

推測(cè)：人類和高等動(dòng)物為了適應(yīng)生存以及發(fā)展出直接知覺外部刺激的能力，而不需要以心象、圖式、推理等高級(jí)心理為條件。例如只有低級(jí)心理的動(dòng)物它們對(duì)環(huán)境的知覺主要是直接知覺而不是間接知覺。2.證據(jù)三個(gè)知覺理論的側(cè)重點(diǎn)外部刺激感知覺（初級(jí)心理）經(jīng)驗(yàn)、圖式、推理、期待等（高級(jí)心理）格式塔學(xué)派（知覺組織的整體性）知覺的假設(shè)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ椭苯又X理論（刺激結(jié)構(gòu)的整體性）三個(gè)知覺理論的側(cè)重點(diǎn)外部刺激感知覺經(jīng)驗(yàn)、圖式、推理、期待等格第二節(jié)知覺的加工方式一、自下而上的加工（數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)）1.加工始于外部刺激，即先對(duì)外部刺激特征進(jìn)行分析，之后經(jīng)心理組織而成有意義客體。2.知覺是一個(gè)特征分析——特征整合的過程，知覺需經(jīng)組織過程。3.總特征：由外到內(nèi)，由局部到整體，由分析到整合。

第二節(jié)知覺的加工方式一、自下而上的加工（數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)）二、自上而下加工（概念驅(qū)動(dòng)）1.加工始于大腦內(nèi)的心理預(yù)期或概念圖式，2.整體知覺影響局部知覺。3.知覺需經(jīng)確認(rèn)過程。結(jié)論：正常條件下，知覺主要是自下而上加工，模糊條件下則要結(jié)合自上而下加工。二、自上而下加工（概念驅(qū)動(dòng)）知覺的加工方式

月亮中的內(nèi)容知覺

自下而上加工，從刺激中辨認(rèn)。

自上而下加工，模糊時(shí)需要經(jīng)過假設(shè)檢驗(yàn)。如聽說過月亮有仙女、玉兔、伐木工等，而將之知覺為這些假設(shè)對(duì)象，然后進(jìn)行檢驗(yàn)。

北斗七星知覺

帶著有色眼鏡看人知覺的加工方式月亮中的內(nèi)容知覺三、整體加工與局部加工1.Navon的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)

三、整體加工與局部加工總體的三種實(shí)驗(yàn)條件1.總體的一致關(guān)系（1）一致：大圖形與聽覺刺激相同。H視覺聽覺總體的三種實(shí)驗(yàn)條件1.總體的一致關(guān)系H視覺聽覺1.總體的一致關(guān)系（2）無關(guān)：大圖形與聽覺刺激無關(guān)。S視覺聽覺1.總體的一致關(guān)系S視覺聽覺1.總體的一致關(guān)系（3）沖突：大圖形與聽覺刺激是不同的字母。S視覺聽覺1.總體的一致關(guān)系S視覺聽覺1.局部的一致關(guān)系

（1）一致：局部字母與聽覺刺激相同。H視覺聽覺局部的三種實(shí)驗(yàn)條件1.局部的一致關(guān)系H視覺聽覺局部的三種實(shí)驗(yàn)條件1.局部的一致關(guān)系

（2）無關(guān)：局部特征與聽覺刺激無關(guān)。H視覺聽覺1.局部的一致關(guān)系H視覺聽覺1.局部的一致關(guān)系

（1）沖突：局部字母與聽覺刺激沖突。S視覺聽覺局部的三種實(shí)驗(yàn)條件1.局部的一致關(guān)系S視覺聽覺局部的三種實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)條件——聽覺辨別反應(yīng)時(shí)一致條件：最快

沖突條件：最慢

無關(guān)條件：居中推論：整體知覺先于局部知覺——整體優(yōu)先效應(yīng)。

解釋

有意識(shí)注意整體時(shí)可以忽略局部特征，但有意識(shí)注意局部時(shí)總是要先受到整體特征的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)條件——聽覺辨別反應(yīng)時(shí)挑戰(zhàn)

視覺知覺對(duì)象具有最佳大小水平（注意范圍），當(dāng)局部特征處于最佳大小水平時(shí)，可以出現(xiàn)局部?jī)?yōu)先效應(yīng)——因?yàn)榇藭r(shí)的總體特征已經(jīng)在最佳注意范圍之外了。假設(shè)最佳大小水平挑戰(zhàn)視覺知覺對(duì)象具有最佳大小水平（注意范圍），當(dāng)局部特征處最佳大小水平最佳大小水平第三節(jié)模式識(shí)別一、模式識(shí)別概述

1.概念：模式（pattern）是指由若干要素或成分組成的具有特定關(guān)系的刺激結(jié)構(gòu)。模式識(shí)別是指對(duì)特定模式的知覺辨認(rèn)過程。

2.特點(diǎn)：復(fù)雜性、適應(yīng)性、習(xí)得性第三節(jié)模式識(shí)別一、模式識(shí)別概述我們時(shí)刻都在進(jìn)行模式識(shí)別我們時(shí)刻都在進(jìn)行模式識(shí)別模式識(shí)別的理論模型

模板匹配理論——直接存儲(chǔ)和匹配具體樣例

原型匹配理論——不存儲(chǔ)和匹配具體特征和樣例，只存儲(chǔ)某一類事物的概況特征，對(duì)象與某個(gè)原型匹配。

特征分析理論——分析刺激的某種特征部件（或成分）識(shí)別理論——分析和匹配事物的基本組成單元。模式識(shí)別的理論模型模板匹配理論——直接存儲(chǔ)和匹配具體樣例一、模板（template）說

人腦預(yù)先存有各種事物的模板，這些模板來自于人來過去的生活經(jīng)驗(yàn)。

模式識(shí)別就是將外部刺激與心理模板的各個(gè)特征進(jìn)行一一比對(duì)，匹配度最高者（概率）即被某種已有心理模式。一、模板（template）說人腦預(yù)先存有各種事物的模板，他最像誰？他模式匹配理論

你認(rèn)得出他們是誰嗎？模式匹配理論你認(rèn)得出他們是誰嗎？

模板理論的改進(jìn)：模板匹配加工前還存在預(yù)加工階段，其作用是將外部刺激的特征標(biāo)準(zhǔn)化，從而減少預(yù)存模板的數(shù)量。

模板說的問題

外部事物不計(jì)其數(shù)，人腦如何可以存儲(chǔ)無限多的模板？——不夠經(jīng)濟(jì)。

一旦外部事物特征發(fā)生局部變化，模式識(shí)別如何可以保持正確無誤？——不夠靈活。

如果刺激需要與模板完全匹配，新事物如何獲得識(shí)別？

沒有說明匹配過程是系列的還是平行的，知覺是先整體還是局部。模板理論的改進(jìn)：模板匹配加工前還存在預(yù)加工階段，其作用是將丁錦紅-認(rèn)知心理學(xué)-第三章-知覺與模式識(shí)別ppt課件模板匹配技術(shù)與人工智能模板匹配較多應(yīng)用于機(jī)器的模式識(shí)別模板匹配技術(shù)與人工智能模板匹配較多應(yīng)用于機(jī)器的模式識(shí)別二、原型匹配理論

原型（Prototype）：某一類客體共有的典型特征或概括特征。

原型說要點(diǎn)人腦儲(chǔ)存的是事物的基本原型，而非與刺激一對(duì)一對(duì)應(yīng)的具體模板。——更為經(jīng)濟(jì)。

刺激不需要完全與原型匹配，只需要最近似匹配即可識(shí)別，因此新刺激同樣可以獲得識(shí)別。——更為靈活。二、原型匹配理論原型（Prototype）：某一類客體共有原型匹配的應(yīng)用漢王文字識(shí)別原型匹配的應(yīng)用漢王文字識(shí)別穿越天門洞的翼裝俠人？鳥？飛機(jī)？難道飛機(jī)不是大型的鳥嗎？——鳥是飛機(jī)的原型。翼裝俠呢？難道不也是活人飛機(jī)？沒有翅膀的鳥？——鳥、飛機(jī)都是翼裝俠的原型！穿越天門洞的翼裝俠人？鳥？飛機(jī)？難道飛機(jī)不是大型的鳥嗎？—請(qǐng)快速判斷下面哪些動(dòng)物是鳥類鳥的原型：雙足、有喙、身披羽毛、卵生的脊椎動(dòng)物。請(qǐng)快速判斷下面哪些動(dòng)物是鳥類鳥的原型：平均臉研究

平均臉：將特定人群的多個(gè)面孔的特征抽取其平均值再合成的虛假標(biāo)準(zhǔn)臉。

平均臉更吸引人；

每個(gè)人腦中都有自己關(guān)于人的平均臉，即近期經(jīng)常看到的人們的臉的平均化。平均臉研究平均臉：將特定人群的多個(gè)面孔的特征抽取其平均值再原型存在嗎？平均臉的實(shí)驗(yàn)

等下屏幕上會(huì)出現(xiàn)幾組女性臉部圖片，她們可能來自于中國、泰國和緬甸。

請(qǐng)你在10秒鐘之內(nèi)判斷她們屬于哪個(gè)國家。時(shí)間限制較短，請(qǐng)第一時(shí)間做判斷。

注意：每一組有三個(gè)圖片，但它們不一定分屬不同的國家，可能三個(gè)圖片同屬一個(gè)國家。

先在紙上寫下三個(gè)國家，答題時(shí)寫出對(duì)應(yīng)的人物序號(hào)即可。原型存在嗎？平均臉的實(shí)驗(yàn)等下屏幕上會(huì)出現(xiàn)幾組女性臉部圖片，030102第一組030102第一組040506第二組040506第二組070809第三組070809第三組第四組111210第四組111210答案

緬甸女性：02、04、06、10

泰國女性：03、09、08、12

中國女性：01、05、07、11

統(tǒng)計(jì)你答對(duì)的個(gè)數(shù)……答案緬甸女性：02、04、06、10三、特征分析理論

大腦存儲(chǔ)的是各種模式的基本特征，模式識(shí)別是將外部刺激的特征與模式基本特征進(jìn)行匹配的過程。特征提取與分析特征綜合之后再匹配三、特征分析理論大腦存儲(chǔ)的是各種模式的基本特征，模式識(shí)別是基本特征的抽取例1：漢字有哪些基本特征？

橫、豎、撇、捺、折、勾

看看手機(jī)上的筆畫輸入法例2：人臉有哪些幾何上的基本特征？基本特征的抽取例1：漢字有哪些基本特征？舉例：蝙蝠的類型識(shí)別蝙蝠足部特征嘴部特征體表特征生殖特征鳥類雙足有喙身披羽毛卵生僅根據(jù)基本特征抽取部分具體特征綜合各項(xiàng)特征后與基本特征匹配匹配不匹配匹配不匹配蝙蝠被識(shí)別為非鳥類舉例：蝙蝠的類型識(shí)別蝙蝠足部特征嘴部特征體表特征生殖特征鳥類舉例：人臉的識(shí)別過程A的具體人臉眉毛具體特征兩眼具體特征鼻子具體特征嘴巴具體特征腦中A的臉眉毛基本特征眼睛基本特征鼻子基本特征嘴巴基本特征僅根據(jù)基本特征抽取部分具體特征綜合各項(xiàng)特征后與基本特征匹配匹配匹配匹配匹配A人臉被識(shí)別舉例：人臉的識(shí)別過程A的具體人臉眉毛具體特征兩眼具體特征鼻子固定網(wǎng)像技術(shù)的研究成果

方法：采用特定技術(shù)將外部刺激的的成像固定投射到視網(wǎng)膜的某一部位，排除眼睛的其他運(yùn)動(dòng)。固定網(wǎng)像技術(shù)的研究成果方法：采用特定技術(shù)將外部刺激的的成像固定網(wǎng)像技術(shù)的研究成果研究結(jié)果人們對(duì)客體的知覺將消失，即看不到這個(gè)客體對(duì)象。

客體消失的過程：不是立即消失，而是分部分的小事，并且消失的和暫時(shí)保留的都是一些完整的特征。

推論：特征似乎是知覺的基本單元。固定網(wǎng)像技術(shù)的研究成果研究結(jié)果特征分析的神經(jīng)生理學(xué)證據(jù)：特征覺察器Hubel和Wiesel在20世紀(jì)50年代后期開始研究貓和猴的初級(jí)視皮層，發(fā)現(xiàn)有一些簡(jiǎn)單的神經(jīng)元細(xì)胞專門對(duì)特定的刺激特征（如方向、邊界、運(yùn)動(dòng)等）進(jìn)行反應(yīng)，這些細(xì)胞被稱為特征覺察器。特征分析的神經(jīng)生理學(xué)證據(jù)：特征覺察器Hubel和WieseSelfridge的鬼域模型

概念：又稱“妖群”、“群魔”模型。

四種鬼代表四個(gè)特征分析階段

映像鬼——從外部接受初始的感覺信息

特征鬼——對(duì)客體映像進(jìn)行特征分解，當(dāng)客體映像具有屬于“自身管轄”的單一特征時(shí)，就大聲叫喊。

認(rèn)知鬼——監(jiān)聽特征鬼的喊叫聲以及檢索記憶中的特征。當(dāng)特征鬼大聲喊出的特征與記憶中儲(chǔ)存的特征匹配時(shí)就大聲叫喊，匹配特征越多的特征鬼喊叫聲音越大。（相當(dāng)于腦中儲(chǔ)存的模式）

決策鬼——根據(jù)認(rèn)知鬼的喊叫，選擇喊叫聲音最大的那個(gè)認(rèn)知鬼進(jìn)行最后確認(rèn)。Selfridge的鬼域模型概念：又稱“妖群”、“群魔”模丁錦紅-認(rèn)知心理學(xué)-第三章-知覺與模式識(shí)別ppt課件鬼域模型模擬

記憶模式：木、王、主、玉、半

基本特征橫（—）、豎（|）、上點(diǎn)（、）、下點(diǎn)（、）

四個(gè)同學(xué)扮演特征鬼——拍出特征（兩橫就兩次）

五個(gè)同學(xué)扮演認(rèn)知鬼——喊出自身模式

聲音分四級(jí)：沉默(0)—輕聲(1)—大聲(1)—大大聲(2)

其他同學(xué)扮演決策鬼——確認(rèn)是哪個(gè)字

鬼域模型模擬記憶模式：木、王、主、玉、半四、部件識(shí)別理論

部件（geon）：構(gòu)成客體的具有特定關(guān)系和意義的結(jié)構(gòu)單元，代表“幾何離子”——具有一定容積的結(jié)構(gòu)體。

識(shí)別過程：人們識(shí)別事物時(shí)首先是把事物拆解成特定的部件，之后再根據(jù)部件判斷整體事物。如果信息表征中不出現(xiàn)“部件”，那人們就不能識(shí)別整個(gè)事物。

推測(cè)：部件可能指的是事物的關(guān)鍵特征，例如警察服飾的徽章、自行車的輪子和踏板等。四、部件識(shí)別理論部件（geon）：構(gòu)成客體的具有特定關(guān)系和爭(zhēng)論：拓?fù)渲X理論爭(zhēng)論：拓?fù)渲X理論關(guān)于拓?fù)鋵W(xué)拓?fù)鋵W(xué)被形象地稱為“橡皮薄膜的幾何學(xué)”。拓?fù)湫再|(zhì)可以想象成在橡皮薄膜的塑性形變下仍然保持不變的性質(zhì)。比如有一個(gè)洞的一塊橡皮薄膜，我們可以任意改變它的形狀，只要不把它剪開或者把它的兩點(diǎn)粘在一起，這塊橡皮薄膜有一個(gè)洞的性質(zhì)不會(huì)改變。因此，“洞”是一種典型的大范圍拓?fù)湫再|(zhì)。而在橡皮薄膜的塑性形變下，我們通常熟悉的距離、朝向、大小等性質(zhì)會(huì)改變，它們都不是拓?fù)湫再|(zhì)而是局部性質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)蜜蜂能快速地學(xué)會(huì)分辨拓?fù)湫再|(zhì)，從進(jìn)化角度提供了支持拓?fù)湫再|(zhì)初期知覺的重要證據(jù)。該理論是對(duì)半個(gè)世紀(jì)以來占統(tǒng)治地位的特征分析理論的挑戰(zhàn)，相關(guān)研究成果發(fā)表在Science等刊物上。這是中國心理學(xué)家首次在知覺領(lǐng)域獲得國際聲譽(yù)。關(guān)于拓?fù)鋵W(xué)拓?fù)鋵W(xué)被形象地稱為“橡皮薄膜的幾何學(xué)”。拓?fù)湫再|(zhì)拓?fù)涞葍r(jià)關(guān)系（同胚）拓?fù)涞葍r(jià)關(guān)系（同胚）模式識(shí)別的應(yīng)用文本分類文本圖像分析工業(yè)自動(dòng)化數(shù)據(jù)挖掘多媒體數(shù)據(jù)庫檢索生物特征識(shí)別語音識(shí)別生物信息學(xué)遙感……模式識(shí)別的應(yīng)用文本分類

三種現(xiàn)象

詞優(yōu)先效應(yīng)：識(shí)別單詞中的字母比識(shí)別孤立的字母的正確率要高。

客體優(yōu)先效應(yīng)：識(shí)別結(jié)構(gòu)嚴(yán)密三維圖形中的線段要比識(shí)別結(jié)構(gòu)松散圖形中的同一線段正確率高。

構(gòu)型優(yōu)先效應(yīng)：識(shí)別一個(gè)完整的圖形比識(shí)別該圖的某個(gè)部分正確率要高。第四節(jié)結(jié)構(gòu)優(yōu)先效應(yīng)三種現(xiàn)象第四節(jié)結(jié)構(gòu)優(yōu)先效應(yīng)幾個(gè)問題為什么要使用屏蔽刺激？

客體優(yōu)先效應(yīng)實(shí)驗(yàn)是怎么做的？

客體優(yōu)先效應(yīng)實(shí)驗(yàn)與構(gòu)型優(yōu)先效應(yīng)實(shí)驗(yàn)區(qū)別在哪里？

為什么使用屏蔽刺激時(shí)，詞優(yōu)先效應(yīng)存在而客體優(yōu)先效應(yīng)消失？不使用屏蔽刺激時(shí)，剛好相反？

從詞優(yōu)先效應(yīng)、客體優(yōu)先效應(yīng)和構(gòu)型優(yōu)先效應(yīng)中，理解“結(jié)構(gòu)優(yōu)先效應(yīng)”中