模式识别培训教程PPT课件( 94页)

启动效应(priming effects)
指先前呈现的刺激项目对随后该刺激项目或与 其相关的刺激项目进行某种加工所产生的易化 现象，表现为启动刺激(prime)对目标刺激 (target)在反应时上的促进作用。
启动效应的分类
启动效应按照启动词和目标词间字形、语音、 语义间的相似程度分为重复启动和相似启动。
依据对语义加工的依赖程度和是否具有知 觉特异性效应(perceptual-specific effects)，分为物体（知觉）启动和语义（概 念）启动。
语义启动 (semantic priming)
指先前的语义加工使得随后的语义性任务 操作的反应时间缩短、准确率提高。
例如，在词汇判断任务中，将“医院” 作为启动刺激时，它会促进被试对目标刺 激“医生”的判断反应。又如:当前面呈现 的词是“面包”时，比是“护士”时对目 标词“黄油”的反应要快。
由有关知觉对象的一般知识开始的加工， 由此可以形成期望或对知觉对象形成假 设，这种期望或假设制约着加工的所有 阶段或水平。又称之为概念驱动加工 （Concept-Driven Processing）
•Tulving, Mandler & Baumal的实验
自变量
上下文情况：无上下文、4字上下文、8字上下文 （考察自上而下加工）
二、知觉理论
（一） 直接知觉理论（ Direct perception ）
以Gibson为代表，认为环境可提供的信息足以产生 知觉，知觉并不需要内部过程和表征的参与。
刺激眼睛的光线模式是一个结构性的光 学分布；
这种分布能提供空间中目标分布特征 的明确或恒定信息；
知觉在很少或没有信息加工参与的 情况下，可以通过共振直接从光学 分布中提取各种丰富信息。
简单（Simplicity） 具有对称、规则、 平滑的简单图形特征的各部分趋于组成整体。
典型表象（canonic perspectives）
指能对物体作出最佳表征的形象，或回忆 一个形状时最先想起的表象。
典型表象可能是对同一范畴中相似成员 （成为样例）的经验的产物。
格式塔心理学的理论核心是整体决定部分 的性质，部分依从于整体。他们通过实验 的方式证明感知运动不等于实际运动，也 不等于若干的单一刺激，而是与交互作用 的刺激网络相关，整体不等于各部分简单 相加之和。
图形的拓在拓扑变换下图形保持不变的性质和关 系，如连通性（connectedness）、封闭 性（closedness）、洞（hole），都是典 型的拓扑性质，而大小、角度、平行性等 几何性质则不是拓扑性质。
陈霖,认知科学和实验心理学家。 1945年生于四川成都。1970年毕业于 中国科技大学。任中国科学院研究生 院和生物物理研究所认知科学重点实 验室教授、主任，中国科学院-北京医 院脑认知成象研究中心主任。2003年 当选为中国科学院院士。
对两种知觉观的评论
建构知觉观—— 强调人主观能动性 人的知觉常常是错误的吗？ 大多数实验和演示都用了人工或非自然刺激
直接知觉观
强调环境信息 真的不需要假设内部表征来理解知觉吗？ “看见”与“看成”是两个不同的过程
视觉模式识别
眼睛构造与视神经通路
主观组织
（三）格式塔理论
格式塔学派认为思维是整体的、有意义的 知觉，而不是联结起来的表象的简单集合； 主张学习是在于构成一种完形。
2. “泛魔堂”模型（“魔城”模型）
通过特征分析识别一个字母R
3.特征分析的生理学依据
1981年诺贝尔医学奖获得者：Hubel & Wiesel
4.特征分析的行为学证据
Neisser(1964)英文字母扫描实验 固定影像与静止影像的实验
5.特征分析说的评论 优点：避开预加工、减轻记忆负担、带有学习
模板匹配说
模板匹配的基本思想：模式的识别 需要刺激与模板相匹配，而这种匹配 要求两者有最大程度的重叠。
（二）、特征分析说
1.基本思想
特征分析说试图将模式分析为组成它们的各种 特征(feature)，模式识别时需要对刺激的特征进 行分析，将之与长时记忆中的各种刺激特征进行 比较，一旦获得最佳的匹配，外部刺激就得以识 别。
从狭义上说，模式仅指视觉刺激物的整 体结构。
模式：
指有若干元素或成分按一定关系形成 的某种刺激结构，也可以说是刺激的 组合。
不 同 形 状
的 椅 子
返回
模式识别（Pattern Recognition ）
当人能确认他所知觉的某个模式时，将它 与其他模式区分开来，就是模式识别。
一般认为，STROOP效应是由于 念字自动化造成的。人们对字加工 快，而对颜色加工慢，因此，当要 说颜色时，就会受到字义的干扰， 而反过来，念字却不会受颜色的干 扰。
第二节 模式识别及其理论模 型
一、概述
从广义上说，一个模式（pattern ）就是 一组刺激或刺激特性，它们按一定关系 （如空间、时间）构成一个有结构的整 体。
知觉
现代认知心理学认为，知觉是确定人 们所感受的刺激物的意义的过程。或者 说，知觉是解释刺激信息，从而产生模 式和意义的过程。
知识经验在知觉中的作用
因素恢复实验 （Warren 1970 ） 已有知识对句子知觉的作用
（Miller&Isard ，1963) 视知觉研究的证据 (Biederman,1972）
现代观点则认为，知觉是主动 和富有选择性的构造过程。
黄希庭：“知觉是直接作用于感觉器 官的事物的整体在脑中的反映，是人对感 觉信息的组织和解释的过程。”
梁宁建：“知觉是人脑对客观事物的 各种属性、各个部分及其相互关系的综合 的整体的反映，它通过感觉器官，把从环 境中得到的各种信息，如光、声音、味道 等转化为对物体、事件等的经验的过程。”
模式识别是指人把输入刺激模式的信息与 长时记忆中的信息进行匹配，并辨认出该 刺激属于什么范畴的过程。 （梁宁建）
模式识别的意义
二、模式识别过程
分析 比较 决策
三、模式识别理论
（一）模板说（模板匹配理论 template-matching theory）
模板(template)：存在于人的长时记忆 中的、与外部刺激具有一一对应关系的外 部模式的小复本。
线条透视
结构密度
遮盖关系
（二）建构性知觉理论 （Constructive perception）
知觉是一个积极的和建构的过程
知觉并不是由刺激输入直接引起的，而 是所呈现刺激与内部假设、期望、知识以 及动机和情绪因素交互作用的产物
知觉有时可受到不正确的假设和期望影 响，因而也会发生错误
邻近物 体大小 对大小 知觉的 影响
知觉接近律
知觉相似律
封闭性原则
返回
尽管这些点没有用线段连 接起来，但仍能看到一个三 角形和一个长方形。
闭合性法则
完形法则
相近（Proximity） 趋于组成整体。
距离相近的各部分
相似（Similarity） 在某一方面相似 的各部分趋于组成整体。
封闭（Closure） 彼此相属、构成封闭 实体的各部分趋于组成整体。
对给定物体的识别是由贮存表征（包 含相关几何离子特征、朝向、大小等方面的 信息）能否与源自物体的成分或几何离子信 息进行最佳匹配决定的。
几何离子大约有36种，包括方块 （block）、圆锥（cylindrer）、球面 （sphere）、圆弧（arc）和楔子 （wedge）。
根据Biederman的理论，物体识别依赖 于边缘信息而不是表面信息（如颜色）。
1982年他在《科学》杂志上原创性地提出 了“拓扑性质初期知觉”的理论，向半个世纪 以来占统治地位的理论提出了挑战。随后20多 年的时间里，在与国际上持不同学术观点的学 者的争论与交流中，他以令人信服的系列科学 实验不断地完善和论证着这一假说，使之成为 被越来越多的国际同行所接受的学说，进而成 为有国际影响力的理论，他的成果也被《科 学》、《美国科学院院报》等著名学术刊物多 次刊登。2004年，著名知觉杂志《Visual Cognition》以专辑的形式刊载了陈霖教授的 成果并配发了大量国际著名学者的评论性文章。
第四章 模式识别
第一节 知觉理论概述
一、知觉概述
关于知觉的传统观点
知觉是在刺激作用下即刻产生的，而且似乎是 自动的
常人意识不到知觉的过程 某些空间特性的知觉受先天制约，不依赖于过
去的经验或者学习 某些几何错觉甚至不依赖于人掌握的有关概念
传统的观点认为，知觉是一种 消极被动的接受刺激的过程；
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（四）、几何离子理论
Biederman（1987）认为：物体是由一 些基本形状（shapes）或成分 （components），也就是几何子（geon; geometric ion—几何离子）组成的。通 过把复杂对象的结构拆分为简单的部件 形状，就可以进行模式识别。
几何离子理论
成分识别（Recognition by components） P109图4.9
3-D 模型表征 (3-D model representation)：这一表征描述 物体形状的三维特征，以及它们的 相对位置，而不依赖于观察点。
Marr的计算理论——物体识别的三种表征过程
拓扑学理论（topological theory）
上世纪80年代初，陈霖提出视觉拓扑学 理论。该理论认为，在视觉处理的早期 阶段，人的视觉系统首先检测图形的拓 扑性质；它对图形的大范围拓扑性质敏 感，而对图形的局部几何性质不敏感。
40ms
听觉材料 300ms
自变量：总体的一致 性关系与局部的一致性 关系
视觉材料
因变量：反应时间（按键判断 听到的是哪一个字母，按键作反应）
80ms
实验结果：
总体的一致性关系有主效应：