非面孔物体识别倒置效应

论文摘要

人类对物体识别存在着整体布局加上与特征侦察（或称局部特征识别）两种加工方式,对不同种类物体识别时的加工方式是否一样,何种因素对物体识别加工方式选择起着决定性作用等问题是物体识别领域研究者关注的焦点。对这些问题的探讨,几十年来,大量的研究往往采用一个最基本的操作范式:倒置呈现范式,通过对比不同刺激材料识别时是否产生倒置效应来推断被试识别此刺激材料时采用何种加工方式。倒置效应最初源于面孔物体识别领域,研究发现与普通物体识别相比,面孔物体倒置呈现时,被试识别时变得异常困难,表现出识别成绩显著下降,面孔物体识别存在倒置效应现象被大量研究所证实。最初的研究主要利用不同种类物体作为实验材料进行识别加工方式对比,结果发现物体识别倒置效应现象为面孔物体所特有,表现出面孔识别加工方式特异性（face-specificprocessing）,整体布局加工只存在于面孔物体。然而,近年来一系列新的证据对面孔识别特异性加工提出质疑,物体识别倒置效应陆续出现在被试辨别人身体姿势静态图片和身体姿势运动光点图时、养狗专家对狗图片识别时、经过专门训练的Greeble识别专家识别Greeble时利经过专门训练的被试识别房子时,这些结果表明普通物体识别也存在整体布局加工。因而,Reed等人试图提出整体布局加工连续量假设（configural processing continuum hypothesis）理论来整合所有物体识别加工方式。但是,当前此理论仍缺少有力的证据支持,尤其缺少一种理论能够很好地解释出为何有的物体识别存在倒置效应现象而有的物体识别却不存在倒置效应现象。基于此,本研究选择了三种物理属性上高度相似,又紧密联系的物体:身体姿势、人手姿势、人造物体Dongle作为实验材料,对物体识别倒置效应产生原因和物体识别加工方式进行深入研究。对被试来说,对这三类物体的直立状态体验程度与其倒置状态体验程度两者之间差异大小存在显著不同。在日常生活中,从物体直立状态或倒置状态体验机会多少来分析:直立状态身体姿势和倒置状态身体姿势之间体验程度差异量＞直立状态人手姿势和倒置状态人手姿势之间体验程度差异量＞直立状态人造新异物体Dongle和倒置状态人造新异物体Dongle之间体验程度差异量。具体来说,人手姿势体验最具特殊性,处于身体姿势和Dongle之间,因为直立状态和倒置状态人手姿势,被试在日常生活中都有所体验,因而直立状态和倒置状态人手姿势之间经历程度差异较小。对于身体姿势来说,被试在日常生活中只能体验到直立状态,很少或从来没有体验过倒置状态身体姿势,因而直立状态和倒置状态身体姿势之间经历程度差异较大。然而,对于人造新异物体Dongle来说,被试在日常生活中根本无法体验其直立状态和倒置状态,也无从辨别哪个方向是直立状态,那个方向是倒置状态,因而直立状态和倒置状态Dongle经历程度没有差异。因此,此三类物体如果在实验结果上有何不同可以归结为物体特定方向体验程度存在差异而导致的,同时根据此三类物体产生倒置效应与否来推断被试识别时采用何种加工方式。本论文第一个研究专题采用身体姿势作为实验材料,在实验一中采用控制身体姿势呈现重复次数和眼动追踪设备来进一步考察身体姿势识别倒置效应。被试的任务是比较先后呈现的两个身体姿势是否相同。结果发现直立状态身体识别成绩显著好于倒置状态身体姿势识别成绩（倒置效应）,并且此倒置效应从第一组试验结果中就已显现,从而表明身体姿势识别倒置效应并非是由于身体姿势在本实验中多次重复呈现引起的。从身体姿势识别倒置效应中我们推断被试对直立状态身体采用整体布局加工利未经人为训练的被试对直立状态身体姿势识别是专家识别。眼动追踪兴趣区分析结果显示直立状态身体姿势识别,被试注视点76%都集中在身体姿势上部,而倒置状态身体姿势识别被试注视点59.7%集中在身体姿势上部,再结合首个注视点注视时间和注视点数量分析结果,我们认为被试对倒置状态身体姿势识别时加工关键信息效率降低,但仍然表现出与直立身体姿势识别保持相同的关键信息区域（身体姿势上部）,这个结果表明直立状态身体姿势与倒置状态身体姿势识别加工方式差异并非是本质上的变化,而是量的变化。实验二中两个实验对身体姿势实验材料作进一步控制,探讨身体姿势识别倒置效应是否由于干扰变量,即身体姿势中面孔信息或头部信息导致。结果发现身体姿势实验材料不管是遮盖面孔还是去除头部,被试识别时都出现了显著的倒置效应,从而表明身体姿势识别是由身体姿势本身而导致的,并非由这些干扰变量而导致。实验三采用10迫选1辨别任务,探讨身体姿势识别倒置效应是否具有跨任务一致性。结果发现在此任务条件下身体姿势识别产生了更大的倒置效应,从而表明在此任务中直立状态身体姿势识别中,被试更多地依赖整体布局加工。实验四系统地操纵了身体姿势偏离标准角度（直立状态身体姿势）的程度,结果发现被试识别成绩随着偏离身体姿势标准角度的增加而逐渐降低,表现出身体姿势识别成绩与其对各个角度体验的经历程度存在线性关系,也表明直立身体姿势和倒置身体姿势识别加工方式差异是量上变化,并非本质上的变化。本论文第二个研究专题采用人手姿势作为实验材料,在实验五中我们采用控制人手姿势呈现重复次数和眼动追踪设备来考察人手姿势识别是否存在倒置效应现象。结果发现从第一组到第三组人手姿势识别均没有出现反应时倒置效应,然而生理机制上可能人手姿势识别反应时在第四组和第五组出现倒置效应,同时生理机制上不可能人手姿势识别反应时在第五组出现反应时倒置效应。眼动追踪结果显示人手姿势倒置呈现后,与直立状态人手体姿势相比被试识别时加工关键信息效率并没有出现显著的降低,并且表现出与直立状态人手姿势识别时相同的关键信息区域（注视点84.1%都集中于人手姿势上部）,首个注视点注视时间和注视点数量均没有表现出倒置效应。此实验反应时结果演示出从无倒置效应到有倒置效应过程,也即演示了对直立状态人手姿势识别从特征侦察为主过渡到以整体布局加工为主。实验六采用多次重复测试方式探讨实验五最后出现的人手姿势识别倒置效应是否稳定。结果发现人手姿势识别倒置效应产生后,这种倒置效应在第二天和第三天的实验结果中基本保持稳定。实验七采用5迫选1辨别任务,结果发现此任务产生了更大的人手姿势识别倒置效应,并且从第一组开始就出现了人手姿势识别倒置效应。实验八采用训练测试方式,增加被试对直立状态或倒置状态人手姿势体验程度。结果发现被试人手姿势识别产生了基于特定训练方向上的倒置效应。本论文第三个研究专题采用人造新异的无意义物体Dongle和Lingle作为实验材料。实验九采用多次重复测试方式,测试被试对直立状态Dongle物体和倒置状态Dongle物体识别,或者对直立状态Lingle物体和倒置状态Lingle物体识别,观察此实验结果是否像身体姿势或人手姿势识别一程自动出现倒置效应。结果发现五天的重复测试均没有出现倒置效应,进而从反向验证了特定角度体验程度存在差异是物体识别倒置效应产生与否的决定性因素。实验十采用训练测试方式,在训练阶段,只对被试进行直立状态Dongle或倒置状态Dongle测试,结果发现在后测中被试对Dongle识别均产生了基于特定训练方向上的倒置效应。研究三利用人造物体模拟出了身体姿势识别倒置效应,进一步验证了特定方向体验程度存在差异是物体识别倒置效应产生与否的决定性原因。综合三个研究结果,我们发现未受训练的被试对三类物体（身体姿势、人手姿势和新异物体Dongle）识别自然演示了从有显著倒置效应无倒置效应的连续量,从而表明未受人为训练的被试是根据其经历选择完成实验任务最合适的识别加工方式。经过特定方向训练的被试,识别人手姿势或Dongle物体时均出现了倒置效应,表明物体识别加工方式并非一成不变的,而是受其经历影响,灵活地运用特征侦察或整体布局加工。身体姿势识别眼动追踪结果也发现了与反应时相一致的倒置效应,兴趣区分析结果表明直立状态和倒置状态物体识别加工方式并非本质上差异。整个研究首次从特定角度体验程度存在差异这个视角对物体识别倒置效应产生原因进行系统地探讨,实验结果表明物体识别倒置效应并非面孔物体所独用,普通物体识别也存在倒置效应,物体特定角度体验程度存在差异是物体识别倒置效应产生与否的决定性因素。普通物体识别依据特定方向体验差异程度选择加工方式,表现出从特征侦察到整体布局加工连续体。基于整个研究结果,我们提出了特定角度体验程度与物体识别加工方式选择关系模型,以及更为完善的整体布局加工连续量理论,以这两个理论对整个实验结果加以解释。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1.前言
• 1.1 面孔物体识别倒置效应
• 1.2 自然存在的物体识别倒置效应
• 1.3 人造物体识别倒置效应
• 1.4 专家识别假设
• 1.5 整体布局识别加工连续量假设
• 1.6 体内在参照系在物体识别中的作用
• 1.7 物体识别中的眼动研究
• 2.问题的提出
• 3.研究意义
• 4.研究一,身体姿势识别倒置效应
• 4.1 实验一
• 4.2 实验2A
• 4.3 实验2B
• 4.4 实验三
• 4.5 实验四
• 5.研究二.人手姿势识别倒置效应
• 5.1 实验五
• 5.2 实验六
• 5.3 实验七
• 5.4 实验八
• 6.研究三,人造物体DONGLE识别倒置效应
• 6.1 实验九
• 6.2 实验十
• 7.总讨论
• 7.1 身体姿势、人手姿势和DONGLE物体识别倒置效应
• 7.2 特定角度体验程度存在差异与倒置效应
• 7.3 整体布局加工连续量假设
• 7.4 专家识别假设理论
• 7.5 倒置效应的眼动特征
• 7.6 本研究存在的问题和展望
• 8.结论
• 参考文献
• 在读期间的科研成果
• 后记