图形认知任务中的视知觉加工层次-研究

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1、题渔苤硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名职称单位备注梁宁建教授华东师范大学心理系主席张卫东教授华东师范大学心理系邵志芳副教授华东师范大学心理系第一章引言感觉是感觉器官对物质世界的初步体验，是外部刺激作用于神经系统后的直接反应；而知觉是一种更高级的认知活动，它接收感觉信息，并对其进行解释。知觉的形成，不仅需要从感觉中获取外部信息，也要和记忆中的知识，所处的文化环境，内在的期待，甚至自我的认知相结合。在所有感受通道中，视觉无疑提供了最重要的信息【l】，大脑有一半的区域都与视觉有关。尽管感知处在所有心理活动的最初阶段，尽管人们通

2、过眼睛辨识外部环境是轻而易举的，但要了解感知却并没有那么简单。对于“为什么一个东西看上去就是那个样子的”这个问题吸引了不同学科的不同角度的研裂21。认知心理学认为视知觉是一种信息加工，是感官对外界信息进行提取后，通过一系列的加工，最后在大脑中得以解释的过程【3】。对于这个过程现已有许多的认识与阐述，甚至是模型，但是对这一过程具体的工作机制，认识是远远不够的。1．1视知觉研究的两种取向1．1．1认知取向认知取向和其他取向的不同在于它将人的认知活动看作信息加工的过程。在表现认知过程时，经常用模块来表征每一个加工阶段，并用箭头来

3、表现信息传递的方向。对于知觉，认知心理学认为这一过程的起点是外部刺激通过感受器换能，输出通道特异性的信息，然后再通过下一个阶段转换成通道普适性的信剧钔，可见图例1．1a。1．1．2神经科学取向神经科学是研究神经系统解剖和生理的科学，它的研究成果能够促进对认知过程的理解。在神经科学中使用的方法主要有对病人的个案分析，对脑活动的记录以及直接刺激大脑。对于视知觉，神经科学的一个研究发现了在大脑皮层上有两个不同的神经通路，它们各自对视觉信息进行处理。背侧视觉通路对动作和位置信息进行处理，腹侧视觉通路对颜色和形状进行处理【51，见图

4、1．1b。由于以上两种取向能够对认知过程的不同方面加以解释，且互相促进，所以往往用这两个解释方法一起来共同研究认知过程，这也促成了认知神经科学的产生。以下多以这种视角来阐述视知觉的研究背景。刺激JlJI感受器感觉特异性传导中继站大脑初级感觉皮层高级机能皮层区l换能编码拈l信息传输l信息处理Ul感觉I图1．1a：知觉过程的认知模型【6】；b：b大脑皮层上处理不同视觉信息的两条通路m1．2视知觉存在不同层次1．2．1从哲学思辨上从哲学思辨上，视知觉是有不同层次的，在其最底层是“无认识”的【8】。比如在急速开车时，前面突然出现了

5、一个物体，尽管在快速运动中司机无法看清物体具体是什么，但仍然可以明确地意识到它的存在，并试图避开。司机对于这个物体的知觉是“无认识"的，因为他无法对于这个物体进行辨认和归类。对物体的辨认和归类是另一个层次的知觉【9】。1．2．2从神经生理上视觉首先通过光的形式作用于视网膜，感光细胞被激活后，将信息传导至视觉皮层，此时视觉信息已概括为线，方向之类的特征。随后，根据视觉信息内容的不同，信息再从视觉皮层通过不同的通路传导到大脑皮层的不同位置进行解释【lO】o需要注意的是，尽管知觉中的事物是有颜色和立体的，但在视网膜上的信息都是无

6、颜色，并且是平面的。只有在不同类型的视觉信息在视网膜上产生神经冲动，并传输到大脑皮层的不同区域，结合大脑中已有的知识后，才产生了有颜色和立体感的知觉【¨。1．2．3从现象上2Cosmides和T00by(1997)给予了一个有趣的例子说明知觉的不同层次：当人和苍蝇同时看到一坨屎的时候，尽管感觉层面上的信息是一样的，但人感到恶心，而苍蝇却会趋之若鹜【ll】。从错觉上也能够说明人感觉到的和知觉到的并不总是吻合。比如Mnller．Lyer错觉，尽管两条直线的长度是一样的，在视网膜上激活的感光细胞的数量应该相同，但是人却会知觉为不

7、一样长。1．3视知觉的两个阶段——初级加工和高级加工人的视知觉起源于视网膜上接收的二维光信号，经过神经系统的编码和传输，最后在大脑中得到解释，形成物体或模式的识别。可以把这个过程分为三个阶段：第一个阶段的任务是将视网膜上的光信息进行换能和编码；第二个阶段是对视觉信息进行概括表征：第三个阶段是对视觉信息进行解释，形成知觉。在视觉的初级阶段，视觉的主要任务是对视网膜上的光信息进行提取和编码，并且将网膜上产生的激活进行转换后传输至后级神经系统。在视觉的高级阶段，主要任务是如何对初级阶段的信息进行表征和解释，并形成对于物体的知斟1

8、2】。1．3．1视觉初级加工1．3．1．1视觉初级加工的函数表达视觉的初级加工阶段研究的问题是视网膜如何对光信号进行提取和编码。对于有一定空间频率的光栅信号，视觉系统似乎是通过一系列的带通滤波器进行选择‘131：对于物体的移动，视觉似乎有一个“延时并比较”的运算方式【14】；对于颜色的编码是通过视网膜上