上下文預(yù)期在快速場景識(shí)別中的作用*

(浙江大學(xué)心理與行為科學(xué)系,杭州 310028)

1 前言

對(duì)場景的感知和識(shí)別是人們?cè)谂c周圍環(huán)境交互中必需具備的能力。從進(jìn)化的角度來說,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和識(shí)別視野中出現(xiàn)的危險(xiǎn),對(duì)于人類的生存非常重要(LoBue &Deloache,2008)。也正因如此,人類感知周圍視覺環(huán)境的能力非常出色。早期研究發(fā)現(xiàn),即使在快速序列呈現(xiàn)(Rapid Serial Visual Presentation,RSVP)的條件下,觀察者仍能夠?qū)鼍斑M(jìn)行語意層面上的有效辨認(rèn)和命名(Potter,1975;Thorpe,Fize,&Marlot,1996)。

然而,人類的知覺過程并不僅僅是刺激驅(qū)動(dòng)的,日常生活中所遇到的場景往往不是單獨(dú)出現(xiàn)的,而是包圍在周圍環(huán)境中,而環(huán)境中的某些相關(guān)信息可能會(huì)影響人類對(duì)場景的加工。因此,越來越多研究者開始關(guān)注過往的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)(Gamond et al.,2011;Greene,Botros,Beck,&Li,2015)和知覺預(yù)期(Summerfield &Egner,2009;Seriès &Seitz,2013;Summerfield &De Lange,2014)等對(duì)場景識(shí)別的影響。

1.1 快速場景識(shí)別與前饋模型

早期研究主要關(guān)注人們對(duì)場景信息的快速加工能力。Thorpe等人(1996)讓觀察者判斷在快速呈現(xiàn)(20 ms)的自然場景圖片中是否存在動(dòng)物,并記錄觀察者完成這種歸類任務(wù)時(shí)的腦電活動(dòng),結(jié)果發(fā)現(xiàn)在場景刺激呈現(xiàn) 150 ms后,由不同類別場景圖片所誘發(fā)的腦電活動(dòng)就已出現(xiàn)顯著差異。這說明,人類大腦在完成快速場景識(shí)別時(shí)最快只需要 150 ms的時(shí)間。Kirchner和Thorpe (2006)利用眼動(dòng)追蹤的方法進(jìn)行了相關(guān)的研究,他們要求被試從事掃視迫選任務(wù)(forced-choice saccade task),判斷并列呈現(xiàn)的兩個(gè)場景圖像中哪一個(gè)有動(dòng)物出現(xiàn)。眼動(dòng)記錄的結(jié)果顯示,被試可以在120 ms內(nèi)做出正確的選擇。Potter,Wyble,Hagmann和 McCourt (2014)采用RSVP范式進(jìn)行研究,他們的場景圖片呈現(xiàn)時(shí)間最短只有13 ms,結(jié)果發(fā)現(xiàn)觀察者仍然能從12張連續(xù)呈現(xiàn)的圖片中識(shí)別目標(biāo)場景?；谠S多類似研究的結(jié)果,一些研究者認(rèn)為,快速的場景識(shí)別僅需依賴并行和前饋(feed-forward)的加工過程(Schmidt &Schmidt,2009;Fabre-Thorpe,2011),自上而下的反饋(feedback)由于太慢而無法參與其中(Koivisto,Kastrati,&Revonsuo,2014)。

許多研究者認(rèn)為,人類要在如此短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)自然場景的快速識(shí)別,其視覺系統(tǒng)只能依賴由刺激驅(qū)動(dòng)的前饋加工(Bacon-Macé,Macé,Fabre-Thorpe,&Thorpe,2005;Potter et al.,2014;VanRullen&Thorpe,2001;VanRullen,2007)。由此,有研究者提出了前饋理論,認(rèn)為視覺系統(tǒng)僅依靠最早傳入的信息就足以完成對(duì)場景的快速識(shí)別。Serre,Oliva和Poggio (2007)提出了基于前饋理論(feedforward theories)的神經(jīng)計(jì)算模型,該模型可以很好地預(yù)測(cè)被試在快速場景分類任務(wù)中的反應(yīng)。支持該模型的研究者還認(rèn)為,在快速視覺分類任務(wù)中存在一個(gè)“最小反應(yīng)時(shí)” (minimal reaction time,MinRT),即觀察者剛剛能夠正確識(shí)別場景的最早時(shí)間窗口(Fabre-Thorpe,2011)。如果快速場景識(shí)別受到自上而下的經(jīng)驗(yàn)和預(yù)期等因素的影響,那么通過學(xué)習(xí)和訓(xùn)練去增加觀察者對(duì)場景刺激的熟悉度,就應(yīng)該能夠縮短MinRT。而實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,MinRT在不同的刺激類型和不同的任務(wù)條件下均表現(xiàn)得非常穩(wěn)定,也就是說即使被試在經(jīng)過反復(fù)訓(xùn)練后已對(duì)刺激材料非常熟悉,也無法顯著減小 MinRT (Fabre-Thorpe,Delorme,Marlot,&Thorpe,2001)。因此,MinRT的存在也支持了早期場景識(shí)別的前饋加工假設(shè)。

神經(jīng)生理學(xué)研究通過記錄場景識(shí)別過程中的神經(jīng)活動(dòng),發(fā)現(xiàn)當(dāng)場景刺激呈現(xiàn)到視網(wǎng)膜上后,視覺信號(hào)經(jīng)過視神經(jīng)傳至 V1、V2、V4,最后直到下顳葉皮層(inferior temporal cortex,IT),也就是沿著腹側(cè)通路(Felleman &van Essen,1991)傳播。重要的是,在刺激呈現(xiàn)后100 ms左右,第一波信息已經(jīng)可以傳遞至與場景識(shí)別相關(guān)的 IT區(qū)域的神經(jīng)元(DiCarlo &Maunsell,2000;Hung,Kreiman,Poggio,&DiCarlo,2005)。以往研究發(fā)現(xiàn),與注意和策略等相關(guān)的反饋信號(hào)源自于前額葉等更高級(jí)的腦區(qū)(Bressler,Tang,Shulman,Shulman,&Corbetta,2008),而這些區(qū)域?qū)υ缙谝曈X皮層的影響最早發(fā)生在刺激呈現(xiàn)后的 150～170 ms,且大多數(shù)結(jié)果顯示這些自上而下的反饋過程一般在刺激呈現(xiàn)后 200～300 ms才會(huì)真正發(fā)揮作用(Martínez et al.,2001;Noesselt et al.,2002)。因此,這些研究者也認(rèn)為對(duì)快速場景的識(shí)別無需反饋過程的參與就可完成。

1.2 局部反饋與預(yù)期對(duì)視覺過程的影響

雖然上述研究試圖證明前饋傳遞在快速場景識(shí)別中具有重要作用,并認(rèn)為反饋由于出現(xiàn)太晚而無法影響快速場景識(shí)別的過程,但是人類的知覺過程顯然并不僅僅是刺激驅(qū)動(dòng)的,還會(huì)受到知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和知覺預(yù)期等因素的影響。生理學(xué)研究表明,即使在早期視覺加工區(qū)域,神經(jīng)元之間的反饋連接無論是在數(shù)量還是密度上都與前饋連接不相上下(Felleman &van Essen,1991;Sporns &Zwi,2004)。而且有研究發(fā)現(xiàn),前饋信號(hào)傳遞至IT區(qū)域后10 ms左右,在腹側(cè)通路內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一些局部范圍內(nèi)的反饋過程(Pascual-Leone &Walsh,2001),也就是說這些局部反饋過程(local recurrent process)可能在刺激呈現(xiàn)后150 ms之內(nèi)影響早期視覺加工。顯然,發(fā)生在早期的局部反饋過程與前面提到的較晚出現(xiàn)的注意反饋是不同的(Wyatte,Jilk,&O’Reilly,2014)。但是,對(duì)于前者對(duì)視覺過程的作用,目前還存在較多爭議(Tapia &Beck,2014)。有研究者認(rèn)為該過程的作用可用“框架填充模型(frame-and-fill)”加以解釋,后者認(rèn)為與前饋過程用于創(chuàng)建場景的框架不同,局部反饋信息用于填充其中的細(xì)節(jié)信息(Ahissar,Nahum,Nelken,&Hochstein,2009)。另外,有些研究者則認(rèn)為,這一反饋過程對(duì)于視覺意識(shí)的產(chǎn)生非常重要(Fahrenfort,Scholte,&Lamme,2007;Koivisto et al.,2014)。也有研究者認(rèn)為,局部反饋與早期知覺過程中的預(yù)期有關(guān),其主要作用是將知覺過程中的預(yù)測(cè)錯(cuò)誤最小化(Rao &Ballard,1999;Panichello,Cheung,&Bar,2012)。

對(duì)于預(yù)期在知覺過程中的作用,心理學(xué)和神經(jīng)生理學(xué)研究者一直沒有給予足夠的重視,或者將預(yù)期和注意的效應(yīng)混為一談(Summerfield &Egner,2009)。一般來說,注意對(duì)知覺過程的影響主要是基于任務(wù)目標(biāo),即通過對(duì)信息來源進(jìn)行過濾來減緩知覺負(fù)荷(Tsotsos,1997);而預(yù)期則是通過對(duì)信息的處理和解讀方式加以限制來優(yōu)化知覺加工,它可以由先前的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)、聯(lián)結(jié)學(xué)習(xí)、啟動(dòng)效應(yīng)以及上下文加工來產(chǎn)生。也就是說,預(yù)期通過自上而下的方式對(duì)視覺過程產(chǎn)生影響。但在目前,對(duì)于預(yù)期在不同視覺加工階段的作用機(jī)制還存在較多爭議。一種假設(shè)認(rèn)為,預(yù)期對(duì)視覺過程的影響發(fā)生在目標(biāo)刺激出現(xiàn)之前,當(dāng)觀察者對(duì)將要出現(xiàn)的目標(biāo)刺激的期望與實(shí)際刺激相一致時(shí)(Engel,Fries,&Singer,2001),會(huì)顯著減少對(duì)目標(biāo)刺激的反應(yīng)時(shí)間。另一種假設(shè)則認(rèn)為,預(yù)期可能會(huì)影響視覺系統(tǒng)區(qū)分目標(biāo)信號(hào)與干擾信號(hào)的過程(Liston &Stone,2008),即影響對(duì)目標(biāo)刺激的辨別能力。此外,預(yù)期還有可能影響最終的知覺決策或反應(yīng)偏好,即在存在預(yù)期的條件下,觀察者可能只要較少的證據(jù)即可作出判斷。

有研究者根據(jù)預(yù)期的產(chǎn)生與來源將其分為結(jié)構(gòu)性預(yù)期(structural expectation)和上下文預(yù)期(contextual expectation)(Seriès &Seitz,2013)。其中,前者與長期學(xué)習(xí)所積累的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)或長時(shí)記憶有關(guān),如 Greene等(2015)的研究發(fā)現(xiàn),觀察者只有對(duì)符合日常經(jīng)驗(yàn)的合理場景才表現(xiàn)出較好的識(shí)別和辨認(rèn)能力,而對(duì)一些較為反常、不太可能出現(xiàn)在日常生活中的場景識(shí)別能力較差;而后者則與當(dāng)前環(huán)境中相鄰近的其他因素有關(guān),如與場景相關(guān)的文字描述或類似場景信息的出現(xiàn)均可以易化場景識(shí)別過程。

上下文預(yù)期是否也會(huì)對(duì)快速場景識(shí)別過程產(chǎn)生影響？如果存在這種影響,則它在快速場景識(shí)別的不同視覺加工階段具有怎樣的作用機(jī)制？本研究將主要探討上述問題。

1.3 研究目的與構(gòu)思

以往研究顯示,預(yù)期對(duì)知覺過程的影響在作用形式上一般分為兩種：一種是促進(jìn)對(duì)視覺信息的主觀解讀,尤其是當(dāng)視覺刺激較模糊或存在多種解釋時(shí)更為重要;另一種是促進(jìn)反應(yīng)速度和準(zhǔn)確率,也就是反應(yīng)績效,如觀察者能更好地識(shí)別與場景信息相一致的物體(Bar,2004)。本研究首先希望分別通過預(yù)期的兩種作用形式,檢驗(yàn)上下文預(yù)期對(duì)快速場景識(shí)別的影響。

實(shí)驗(yàn) 1 試圖探究上下文預(yù)期對(duì)快速場景識(shí)別中場景信息主觀選擇的影響。有研究發(fā)現(xiàn),雙眼競爭范式可用于檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和預(yù)期對(duì)輸入信息的主觀選擇的影響(Chopin &Mamassian,2012)。在采用雙眼競爭范式時(shí),給被試兩眼分別呈現(xiàn)不同圖片,由于兩邊所提供的信息是相互沖突的,人類的大腦必須對(duì)這些沖突的信息進(jìn)行合理化的主觀解讀(Hohwy,Roepstorff,&Friston,2008),且相沖突的信息并不會(huì)被融合到一起同時(shí)進(jìn)入知覺的加工過程,而是交替地占據(jù)知覺資源(Sterzer,Frith,&Petrovic,2008)。在外界刺激相同的條件下,人們會(huì)更加傾向于選擇優(yōu)勢(shì)眼(左眼或右眼,因人而異)所看到的信息,即優(yōu)勢(shì)眼效應(yīng)。除此之外,雙眼競爭時(shí)哪只眼睛中輸入的信息能夠占據(jù)優(yōu)勢(shì),受很多其它因素的影響,如刺激的物理屬性(Fahle,1982)、高層次的注意資源、觀察者的想象以及喜愛偏好等。Denison,Piazza和Silver (2011)采用雙眼競爭范式探究了預(yù)期信號(hào)是否會(huì)對(duì)知覺選擇產(chǎn)生影響的問題。他們采用不同朝向的光柵圖片作為實(shí)驗(yàn)材料,并劃分了“競爭前序列”和“雙眼競爭刺激”兩個(gè)階段。在競爭前序列,向兩只眼睛呈現(xiàn)一系列相同的光柵圖片,這些光柵圖片朝向的角度按照順時(shí)針或逆時(shí)針依次變換;在雙眼競爭刺激中,其中一只眼睛呈現(xiàn)的刺激與競爭前序列的角度變換方向一致,另一只眼睛呈現(xiàn)的刺激與之相反。本研究的實(shí)驗(yàn)1借鑒這一范式,試圖探究在快速場景識(shí)別中觀察者對(duì)信息的主觀解讀是否同樣會(huì)受到上下文預(yù)期的影響。

實(shí)驗(yàn)2采用雙任務(wù)范式(Li,Vanrullen,Koch,&Perona,2002),探究上下文預(yù)期對(duì)快速場景識(shí)別績效的影響。其中,兩項(xiàng)任務(wù)分別為呈現(xiàn)在視覺中央的詞匯分類任務(wù)和呈現(xiàn)在視覺外周的快速場景識(shí)別任務(wù),前者要求被試判斷同時(shí)出現(xiàn)的兩個(gè)名詞是否屬于同一類別,后者則讓被試判斷場景圖片中是否有動(dòng)物出現(xiàn)。詞匯分類任務(wù)出現(xiàn)較早,并有可能包含動(dòng)物詞匯。當(dāng)詞匯分類任務(wù)中出現(xiàn)動(dòng)物詞匯且隨后出現(xiàn)有動(dòng)物的場景,或無動(dòng)物詞匯出現(xiàn)且隨后出現(xiàn)無動(dòng)物的場景,則為預(yù)期條件,反之則為非預(yù)期條件,比較預(yù)期與非預(yù)期條件下被試快速場景識(shí)別的能力和標(biāo)準(zhǔn)是否存在差別。

實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2分別從主觀選擇與識(shí)別績效兩方面探究預(yù)期是否會(huì)對(duì)快速場景識(shí)別產(chǎn)生影響;若能產(chǎn)生影響,則實(shí)驗(yàn)3將進(jìn)一步探究快速場景識(shí)別過程中預(yù)期效應(yīng)的作用機(jī)制。

為探究預(yù)期在不同視覺加工階段的作用機(jī)制,最直接的方法是分別對(duì)場景識(shí)別的不同加工階段進(jìn)行探究和比較。我們知道,自然場景圖片是由不同空間頻率的信息組成的。所謂空間頻率,是指單位空間內(nèi)圖像或刺激圖形明暗變化的周期數(shù),一般通過傅里葉變換將圖像轉(zhuǎn)化為頻率域得到,單位為周/圖像,或周/度(Delplanque,N’diaye,Scherer,&Grandjean,2007)。高空間頻率(higher spatial frequencies,HSF)反映場景中較為精細(xì)、明確的信息(如場景中物體的邊緣、線條等),而低空間頻率(lower spatial frequencies,LSF)則反映場景中較模糊的整體信息。在快速場景識(shí)別過程中,對(duì)不同空間頻率信息的加工時(shí)間和方式有所不同,當(dāng)場景圖片呈現(xiàn)時(shí)間較短(30 ms)時(shí)低頻信息更占優(yōu)勢(shì),而當(dāng)場景呈現(xiàn)時(shí)間較長(150 ms)時(shí)高頻信息更占優(yōu)勢(shì)(Schyns &Oliva,1994)。生理學(xué)研究表明,不同空間頻率的信息由不同的神經(jīng)通道負(fù)責(zé)加工(Vuilleumier,Armony,Driver,&Dolan,2003)。其中,小細(xì)胞通路(parvocellular pathways,P)的空間分辨力較高,時(shí)間分辨力較低,主要負(fù)責(zé)傳遞高空間頻率信息,到達(dá)腹側(cè)視覺皮層;而大細(xì)胞通路(magnocellular pathways,M)的空間分辨力較低,時(shí)間分辨力較高,主要將運(yùn)動(dòng)信息和低空間頻率的信息傳遞至背側(cè)視覺皮層。以往研究表明,經(jīng)由小細(xì)胞通路傳遞的信息,其到達(dá)視覺皮層的時(shí)間比大細(xì)胞通路大約晚20 ms (Nowak &Bullier,1997)。一般認(rèn)為,場景識(shí)別是一個(gè)由模糊到精細(xì)(coarse-to-fine)的過程(Musel,Chauvin,Guyader,Chokron,&Peyrin,2012;Musel et al.,2014)。鑒于此,實(shí)驗(yàn)3將分別以低空間頻率場景(實(shí)驗(yàn)3a)和高空間頻率場景(實(shí)驗(yàn)3b)作為實(shí)驗(yàn)材料,采用與實(shí)驗(yàn)2相似的雙任務(wù)范式,探究預(yù)期在快速場景識(shí)別過程中不同加工階段的作用機(jī)制。

2 實(shí)驗(yàn)1：預(yù)期對(duì)快速場景識(shí)別中的主觀選擇的影響

實(shí)驗(yàn)1采用雙眼競爭范式,通過比較被試在不同預(yù)期條件下雙眼競爭的結(jié)果,探討上下文預(yù)期對(duì)快速場景識(shí)別中主觀選擇的影響。

2.1 方法

2.1.1 被試

24名(13男,11女)浙江大學(xué)在校大學(xué)生參與本實(shí)驗(yàn)。他們的視力或矯正視力正常,均為右利手。平均年齡為 21.0歲(19～24歲)。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,他們可獲得一定的報(bào)酬或?qū)W分。

2.1.2 實(shí)驗(yàn)材料和裝置

實(shí)驗(yàn)材料的場景圖片全部來自 MIT計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室提供的SUN (Scene UNderstanding)場景圖片數(shù)據(jù)庫(Xiao,Hays,Ehinger,Oliva,&Torralba,2010)。所有場景圖像的尺寸均為250×250像素(在60 cm的觀測(cè)距離下,約為6.21°× 6.21°視角),并經(jīng)過灰度處理。這些材料中有些是包含動(dòng)物的場景圖像,里面至少有一個(gè)哺乳動(dòng)物、鳥、爬行動(dòng)物、魚或昆蟲等,有些是沒有包含動(dòng)物的場景,可能是汽車、食物、植物、沙灘、街道或公園等。在用于雙眼競爭測(cè)試的圖片中,包含動(dòng)物的場景圖片和非動(dòng)物的場景圖片各780張;用于競爭前序列的刺激圖片中,包含動(dòng)物的和非動(dòng)物的場景圖片各2340張。在實(shí)驗(yàn)過程中,所有場景圖片都只出現(xiàn)1次。

實(shí)驗(yàn)程序采用Matlab和Psychophysics Toolbox-3編寫(Brainard,1997;Pelli,1997;Pelli &Zhang,1991),在Pentium PC IV電腦上運(yùn)行,顯示器分辨率為1024×768,刷新頻率為85 Hz。通過雙眼競爭儀的平面立體鏡將電腦左右兩側(cè)圖像分別反射到被試的左眼和右眼,以形成雙眼競爭條件。在實(shí)驗(yàn)過程中,被試頭部通過下顎托架固定,眼睛距離屏幕中心約60 cm。

2.1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和程序

實(shí)驗(yàn)1借鑒Denison等(2011)的雙眼競爭范式,并采用自然場景圖片作為實(shí)驗(yàn)材料,以不同長度的競爭前序列所產(chǎn)生的預(yù)期為自變量,考察預(yù)期對(duì)被試的主觀選擇的影響。其中,競爭前序列采用一系列類別相同的場景圖片(均為有動(dòng)物場景或無動(dòng)物場景)。實(shí)驗(yàn)流程如圖1所示,具體程序?yàn)椋菏紫?在屏幕左右兩側(cè)呈現(xiàn)注視點(diǎn),持續(xù)時(shí)間300 ± 100 ms;然后,在左右兩側(cè)同時(shí)快速呈現(xiàn)一系列相同的場景圖片,每張圖片呈現(xiàn)108 ms,間隔為36 ms;在競爭前序列呈現(xiàn)完之后,在左右兩只眼睛分別呈現(xiàn)一張動(dòng)物的場景圖像和一張非動(dòng)物的場景圖像,呈現(xiàn)時(shí)間約為36 ms (3幀,下同),同時(shí)出現(xiàn)的還有位于圖像中央的紅點(diǎn),要求被試看到紅點(diǎn)后馬上對(duì)當(dāng)前場景進(jìn)行判斷,即看到的是動(dòng)物場景還是非動(dòng)物場景,并通過鍵盤的F、J鍵進(jìn)行反應(yīng)。

競爭前序列由如下幾種條件組成：競爭前序列的長度(1～12),競爭前序列所產(chǎn)生的預(yù)期(動(dòng)物/非動(dòng)物),與預(yù)期類別相一致的場景圖片所投射的眼睛(左眼/右眼)。包括控制條件(無競爭前序列)在內(nèi),共有52種組合,每種組合重復(fù)15次,即每名被試需要完成780個(gè)試次。在實(shí)驗(yàn)中,每隔195個(gè)試次休息一次(休息時(shí)間至少為 20 s),完成全部實(shí)驗(yàn)共需要 25 min左右。為了保證被試?yán)斫鈱?shí)驗(yàn)要求并認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn),每種條件下設(shè)置一次檢驗(yàn)試次,即在雙眼競爭條件下兩只眼睛呈現(xiàn)相同的場景圖片。如果被試在該 52個(gè)檢驗(yàn)試次中的判斷準(zhǔn)確率低于50%,則其實(shí)驗(yàn)結(jié)果將被剔除。

2.2 結(jié)果與討論

如前所述,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中加入了 52個(gè)檢驗(yàn)試次,在這些檢驗(yàn)試次中,處于雙眼競爭情景的左右兩只眼睛看到的是完全相同的場景,被試如果在檢驗(yàn)試次中反應(yīng)錯(cuò)誤,說明被試沒有按照實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行判斷或快速場景識(shí)別的能力不足。結(jié)果發(fā)現(xiàn),4名(1男,3女)被試在檢驗(yàn)試次中的判斷準(zhǔn)確率低于50%,他們的數(shù)據(jù)被剔除,因此最終只有20名(12男,8女)被試完成雙眼競爭中的快速場景識(shí)別任務(wù)。

在沒有任何預(yù)期的條件下,即競爭前的序列為0時(shí),被試選擇動(dòng)物場景的比例僅與其優(yōu)勢(shì)眼有關(guān)。實(shí)驗(yàn)設(shè)置動(dòng)物場景或無動(dòng)物場景出現(xiàn)在左右眼的概率相同,若不存在優(yōu)勢(shì)眼效應(yīng),則被試選擇的場景出現(xiàn)在左右眼睛的概率應(yīng)該是隨機(jī)的。而實(shí)驗(yàn)1結(jié)果顯示,在此情景下,被試選擇優(yōu)勢(shì)眼所看到的場景的平均比例為58% (

SD

=2%),顯著高于隨機(jī)水平：

t

(19)=6.31,

p

<0.001,這說明被試在單純的雙眼競爭選擇中,更加傾向于選擇優(yōu)勢(shì)眼所看到的場景,或者說優(yōu)勢(shì)眼所輸入的信息更容易占據(jù)視覺加工資源。根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),呈現(xiàn)在優(yōu)勢(shì)眼或非優(yōu)勢(shì)眼中的場景,與競爭前序列所產(chǎn)生的預(yù)期相一致或不一致的比例是相同的,如果預(yù)期不會(huì)影響被試的主觀選擇,那么被試選擇與競爭前序列所產(chǎn)生的預(yù)期相一致的比例也應(yīng)該與不一致的條件相同,即均為50%。然而,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,被試在雙眼競爭過程中更加傾向于選擇與競爭前序列所造成的預(yù)期相一致的場景類別(

M

=79%,

SD

=12%)：

t

(19)=9.76,

p

<0.001。這一結(jié)果說明,預(yù)期能夠?qū)焖賵鼍白R(shí)別過程中觀察者的主觀判斷產(chǎn)生影響。對(duì)不同競爭前序列長度的單因素方差分析結(jié)果顯示(圖2),被試的反應(yīng)不存在顯著差異：

F

(11,228)=1.03,

p

>0.5,這說明不同強(qiáng)度的預(yù)期對(duì)觀察者主觀判斷的影響是穩(wěn)定的。

圖1 實(shí)驗(yàn)1的基本流程

圖2 競爭前序列所產(chǎn)生的預(yù)期對(duì)雙眼競爭主觀選擇的影響

2.3 結(jié)論

在快速場景的識(shí)別過程中,之前出現(xiàn)的對(duì)目標(biāo)場景的上下文預(yù)期可影響觀察者的主觀選擇。

3 實(shí)驗(yàn)2：預(yù)期對(duì)快速場景識(shí)別中的判別能力和判別標(biāo)準(zhǔn)的影響

實(shí)驗(yàn)2采用雙任務(wù)范式,要求被試對(duì)較早呈現(xiàn)在視覺中央的詞匯分類任務(wù)和較晚呈現(xiàn)在視覺外周的場景識(shí)別任務(wù)同時(shí)進(jìn)行觀察和判斷,通過比較預(yù)期和非預(yù)期條件下場景識(shí)別反應(yīng)的差異來探究預(yù)期對(duì)快速場景識(shí)別中的判別能力和判別標(biāo)準(zhǔn)的影響。

3.1 方法

3.1.1 被試

23名(13男,10女)浙江大學(xué)在校大學(xué)生參與本實(shí)驗(yàn)。他們的視力或矯正視力正常,均為右利手,平均年齡為 21.4歲(18～25歲)。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,他們可獲得一定的報(bào)酬或?qū)W分。

3.1.2 實(shí)驗(yàn)材料和裝置

實(shí)驗(yàn)2使用的場景圖片同實(shí)驗(yàn)1。詞匯分類任務(wù)使用的詞匯來自常見的動(dòng)物、植物和辦公用品,屬于三個(gè)類別中的名詞(均由兩個(gè)字組成)。

除沒有使用雙眼競爭儀以外,實(shí)驗(yàn)2的裝置與實(shí)驗(yàn)1一致。

3.1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和程序

實(shí)驗(yàn)2采用雙任務(wù)范式(Li et al.,2002),每名被試均需要完成3個(gè)子實(shí)驗(yàn)：快速場景識(shí)別任務(wù)、詞匯分類任務(wù)和雙任務(wù)。實(shí)驗(yàn)采用信號(hào)檢測(cè)論的方法,檢測(cè)與分析觀察者在不同預(yù)期條件下快速場景識(shí)別過程中的辨別力與反應(yīng)偏好。

快速場景識(shí)別任務(wù)的流程如圖3所示。首先,呈現(xiàn)注視點(diǎn)300 ms;之后,場景圖片隨機(jī)出現(xiàn)在屏幕四個(gè)象限的中央位置,呈現(xiàn)時(shí)間為36 ms;而后,經(jīng)過 24～48 ms的間隔后,在與場景圖片相同的位置上呈現(xiàn)由隨機(jī)像素構(gòu)成的掩蔽刺激,呈現(xiàn)時(shí)間為36 ms,要求被試通過優(yōu)勢(shì)手點(diǎn)擊鼠標(biāo)進(jìn)行判斷。如果觀察到場景中有動(dòng)物出現(xiàn),則點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵進(jìn)行反應(yīng),如果沒有,則不進(jìn)行任何反應(yīng)。本實(shí)驗(yàn)中動(dòng)物與非動(dòng)物場景各200張,每個(gè)被試需要完成400次判斷。整個(gè)實(shí)驗(yàn)分4個(gè)block完成,每兩個(gè)block之間有20 s的休息時(shí)間。

圖3 實(shí)驗(yàn)2快速場景識(shí)別的單任務(wù)流程圖

詞匯分類任務(wù)的流程如圖4所示。首先,呈現(xiàn)注視點(diǎn)300 ms;之后,在注視點(diǎn)左右兩側(cè)同時(shí)呈現(xiàn)兩個(gè)名詞,呈現(xiàn)時(shí)間為144～168 ms,要求被試盡量準(zhǔn)確和快速地判斷兩個(gè)詞匯是否屬于相同類別,并通過非優(yōu)勢(shì)手按S、D鍵進(jìn)行反應(yīng)。詞匯類別相同與不同的條件各200次,每個(gè)被試需要完成400次判斷。整個(gè)實(shí)驗(yàn)分 4個(gè) block完成,每兩個(gè) block之間有20 s的休息時(shí)間。

雙任務(wù)實(shí)驗(yàn)的具體流程如圖5所示。首先,呈現(xiàn)注視點(diǎn)300 ms;之后,呈現(xiàn)詞匯48 ms;接著,呈現(xiàn)場景圖片。其中,所呈現(xiàn)的詞匯可能包含動(dòng)物詞匯,也可能沒有包含動(dòng)物詞匯。若詞匯分類任務(wù)中出現(xiàn)動(dòng)物詞匯且隨后出現(xiàn)有動(dòng)物的場景,或出現(xiàn)無動(dòng)物詞匯且隨后呈現(xiàn)的場景中也無動(dòng)物,則為預(yù)期條件,反之則為非預(yù)期條件。雙任務(wù)實(shí)驗(yàn)的其余流程與前兩個(gè)單任務(wù)實(shí)驗(yàn)基本一致,即：注視點(diǎn)呈現(xiàn)300 ms后,注視點(diǎn)左右兩側(cè)會(huì)同時(shí)呈現(xiàn)需要分類的詞匯,經(jīng)過48 ms之后在屏幕四個(gè)象限的中央位置隨機(jī)呈現(xiàn)一張場景圖片,呈現(xiàn)時(shí)間為 36 ms,經(jīng)過24～48 ms的間隔之后在場景圖片的位置上呈現(xiàn)一張隨機(jī)掩蔽圖片,掩蔽時(shí)間為 36 ms,在這一過程中詞匯刺激始終呈現(xiàn),直到與場景掩蔽刺激同時(shí)消失。要求被試在刺激消失后的1000 ms以內(nèi)通過優(yōu)勢(shì)手點(diǎn)擊鼠標(biāo)對(duì)場景中是否有動(dòng)物出現(xiàn)進(jìn)行判斷,并要求盡可能同時(shí)地通過非優(yōu)勢(shì)手按 S、D鍵對(duì)詞匯分類任務(wù)進(jìn)行反應(yīng)。

整個(gè)實(shí)驗(yàn)持續(xù)45～60 min。

圖4 實(shí)驗(yàn)2詞匯分類的單任務(wù)流程圖

3.2 結(jié)果與討論

在雙任務(wù)范式中,一些被試的雙手協(xié)調(diào)反應(yīng)能力較差,其中3人(2男,1女)在雙任務(wù)情景下的詞匯分類任務(wù)有超過50次未進(jìn)行反應(yīng),數(shù)據(jù)被剔除。最終,20名(11男,9女)被試完成實(shí)驗(yàn)2。在場景識(shí)別任務(wù)中,根據(jù)信號(hào)檢測(cè)論,計(jì)算了被試快速場景識(shí)別的辨別力和反應(yīng)偏好。而在詞匯分類任務(wù)中,則記錄了被試反應(yīng)的準(zhǔn)確率和反應(yīng)時(shí)。

首先,比較被試在單任務(wù)和雙任務(wù)情景下快速場景識(shí)別的結(jié)果。配對(duì)

t

檢驗(yàn)顯示：在單任務(wù)(

M

=1.87)和雙任務(wù)(

M

=1.45)條件下被試的辨別力存在顯著差異,

t

(19)=4.65,

p

<0.001,Cohen’s

d

=1.02,結(jié)果如圖6所示;但是,被試的反應(yīng)偏好保持一致(

M

分別為1.64和2.09),

t

(19)=1.91,

p

>0.05。這說明,被試在兩種實(shí)驗(yàn)條件下的判斷標(biāo)準(zhǔn)較為一致,而單任務(wù)條件下的快速場景識(shí)別的績效顯著優(yōu)于雙任務(wù)條件。之前有研究者發(fā)現(xiàn),單任務(wù)與雙任務(wù)實(shí)驗(yàn)的快速場景識(shí)別績效不存在顯著差異,因此認(rèn)為快速場景識(shí)別過程不需要注意的參與(Li et al.,2002)。但是,相比Li等人(2002)采用的簡單字符判斷任務(wù),本實(shí)驗(yàn)選用的是難度更高的詞匯分類,因而最終導(dǎo)致雙任務(wù)條件下的快速場景識(shí)別受到影響。本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與Cohen,Alvarez和Nakayama(2011)的結(jié)論相一致,即當(dāng)干擾任務(wù)難度較高時(shí),因占用更多的注意資源而對(duì)快速場景識(shí)別過程產(chǎn)生了影響。

圖5 實(shí)驗(yàn)2雙任務(wù)情景的基本流程圖

圖6 實(shí)驗(yàn) 2單任務(wù)與雙任務(wù)情景下快速場景識(shí)別辨別力的比較

實(shí)驗(yàn)2中的雙任務(wù)實(shí)驗(yàn)分為預(yù)期組和非預(yù)期組兩種條件,若詞匯分類任務(wù)中出現(xiàn)動(dòng)物(或不出現(xiàn)動(dòng)物)且場景分類任務(wù)也出現(xiàn)動(dòng)物(或不出現(xiàn)動(dòng)物),則為預(yù)期組,反之則為非預(yù)期組。由于本實(shí)驗(yàn)要求被試在保證兩個(gè)任務(wù)盡量準(zhǔn)確的情況下優(yōu)先完成快速場景識(shí)別任務(wù),因此,比較被試在預(yù)期與非預(yù)期條件下詞匯分類任務(wù)的準(zhǔn)確率有非常重要的意義。結(jié)果發(fā)現(xiàn),兩者不存在顯著差異(

M

分別為0.82和0.81),

t

(19)=1.01,

p

>0.05,即詞匯分類任務(wù)不受場景信息的干擾。下面,單獨(dú)對(duì)場景識(shí)別任務(wù)中的預(yù)期效應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)。比較預(yù)期與非預(yù)期條件下被試快速場景識(shí)別任務(wù)的差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn),辨別力的配對(duì)

t

檢驗(yàn)存在顯著差異(預(yù)期條件

M

=1.66,非預(yù)期條件

M

=1.23),

t

(19)=5.07,

p

<0.001,Cohen’s

d

=0.91,如圖7所示,這說明,在預(yù)期條件下被試快速場景識(shí)別的能力顯著高于非預(yù)期條件。對(duì)反應(yīng)偏好的配對(duì)

t

檢驗(yàn)也顯示出顯著的差異(預(yù)期條件

M

=2.54,非預(yù)期條件

M

=1.88),

t

(19)=3.02,

p

<0.05,Cohen’s

d

=0.51說明預(yù)期不僅影響快速場景識(shí)別能力,同時(shí)也影響了被試的主觀判斷標(biāo)準(zhǔn)。

圖7 雙任務(wù)情景下預(yù)期組與非預(yù)期組的快速場景識(shí)別辨別力比較

3.3 結(jié)論

在復(fù)雜任務(wù)(雙任務(wù))條件下,注意資源的分配可以影響快速場景的識(shí)別過程。上下文預(yù)期對(duì)觀察者在快速場景識(shí)別中的辨別能力和主觀判斷標(biāo)準(zhǔn)均會(huì)產(chǎn)生影響。

4 實(shí)驗(yàn)3：預(yù)期對(duì)不同空間頻率場景的快速識(shí)別的影響

在實(shí)驗(yàn)2的基礎(chǔ)之上,本實(shí)驗(yàn)希望進(jìn)一步探討預(yù)期對(duì)快速場景識(shí)別的影響的內(nèi)在機(jī)制,即預(yù)期對(duì)不同視覺加工階段的影響。實(shí)驗(yàn)3由實(shí)驗(yàn)3a和實(shí)驗(yàn) 3b組成,分別探究預(yù)期對(duì)不同空間頻率場景的快速識(shí)別的影響。

4.1 方法

4.1.1 被試

24名(13男,11女)浙江大學(xué)在校大學(xué)生參加了實(shí)驗(yàn) 3a,他們的視力或矯正視力正常,均為右利手,平均年齡為20.2歲(18～23歲)。24名(12男,12女)浙江大學(xué)在校大學(xué)生參加了實(shí)驗(yàn) 3b,他們的視力或矯正視力正常,均為右利手,平均年齡為20.2歲(18～23歲)。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,所有被試均可獲得一定的報(bào)酬或?qū)W分。

4.1.2 實(shí)驗(yàn)材料和裝置

通過對(duì)原始場景圖片進(jìn)行傅里葉變換和Butterworth濾波(Schyns &Oliva,1994),獲得了低空間頻率的場景圖片(如圖 8A,實(shí)驗(yàn) 3a)和高空間頻率的場景圖片(如圖8B,實(shí)驗(yàn)3b),以用于本實(shí)驗(yàn)。

其余實(shí)驗(yàn)材料和裝置均與實(shí)驗(yàn) 2的完整頻譜(broad-band spatial frequencies,BSF)場景條件相同。

圖8 不同空間頻率的場景的示例

4.1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和程序

實(shí)驗(yàn)3a和實(shí)驗(yàn)3b的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和流程均與實(shí)驗(yàn)2相同,僅實(shí)驗(yàn)材料不同。

4.2 結(jié)果與討論

實(shí)驗(yàn)3a中有4名(2男,2女)被試在雙任務(wù)情景下的詞匯分類任務(wù)的未反應(yīng)次數(shù)超過 50次,因而數(shù)據(jù)被剔除,最終有效數(shù)據(jù)為20名(11男,9女)。實(shí)驗(yàn)3b中有4名(2男,2女)被試在雙任務(wù)情景下的詞匯分類任務(wù)中的未反應(yīng)次數(shù)超過 50次,其數(shù)據(jù)同樣被剔除,最終有效數(shù)據(jù)也為20名(10男,10女)。

首先,分別分析實(shí)驗(yàn)3a和3b中單、雙任務(wù)的快速場景識(shí)別的績效,結(jié)果如表1所示,在不同空間頻率條件下,被試的辨別力在單、雙任務(wù)中的差異與實(shí)驗(yàn)2是一致的,因此都支持實(shí)驗(yàn)2的結(jié)論。

其次,比較實(shí)驗(yàn)3a和實(shí)驗(yàn)3b中被試在快速場景識(shí)別單任務(wù)中的反應(yīng)。

t

檢驗(yàn)結(jié)果顯示,被試的辨別力差異顯著(實(shí)驗(yàn)3a單任務(wù)

M

=1.01,實(shí)驗(yàn)3b單任務(wù)

M

=0.65),

t

(38)=3.26,

p

<0.05,Cohen’s

d

=1.07。這一結(jié)果與前人結(jié)論一致,即場景識(shí)別是一個(gè)由模糊到精細(xì)(coarse-to-fine)的過程(Musel et al.,2014),低頻信息在場景識(shí)別的早期加工階段更占優(yōu)勢(shì),而高頻信息在場景識(shí)別的后期更占優(yōu)勢(shì)(Schyns &Oliva,1994)。

表1 不同空間頻率條件下快速場景識(shí)別單、雙任務(wù)辨別力和反應(yīng)偏好的比較

與實(shí)驗(yàn)2一樣,為檢驗(yàn)快速場景識(shí)別過程中的預(yù)期效應(yīng),需要確認(rèn)雙任務(wù)中的詞匯任務(wù)不會(huì)受到場景信息的影響,結(jié)果為實(shí)驗(yàn)3a：

t

(19)=0.03,

p

>0.05;實(shí)驗(yàn) 3b：

t

(19)=2.05,

p

>0.05,Cohen’s

d

=0.15。在此基礎(chǔ)上,檢驗(yàn)不同空間頻率條件下預(yù)期對(duì)被試辨別力的影響,結(jié)果如圖9所示?？梢园l(fā)現(xiàn),三種空間頻率條件下預(yù)期組與非預(yù)期組的辨別力均存在顯著差異。這一結(jié)果說明,在快速場景識(shí)別的不同加工階段,預(yù)期均會(huì)影響被試的辨別能力：實(shí)驗(yàn)3a,預(yù)期組

M

=0.82,非預(yù)期組

M

=0.51,

t

(19)=4.82,

p

<0.001,Cohen’s

d

=0.75;實(shí)驗(yàn) 3b,預(yù)期組

M

=0.58,非預(yù)期組

M

=0.26,

t

(19)=6.28,

p

<0.001,Cohen’s

d

=1.32。三種不同空間頻率條件下預(yù)期對(duì)被試反應(yīng)偏好的影響如圖10所示?？梢园l(fā)現(xiàn),被試在加工完整信息(實(shí)驗(yàn) 2)和高空間頻率信息(實(shí)驗(yàn) 3b)的場景時(shí),反應(yīng)偏好均受到預(yù)期的影響(實(shí)驗(yàn) 3b預(yù)期組

M

=1.54,非預(yù)期組

M

=1.17,

t

(19)=3.54,

p

<0.05,Cohen’s

d

=0.79);而對(duì)低空間頻率信息(實(shí)驗(yàn) 3a)的加工,被試的反應(yīng)偏好不受預(yù)期影響(實(shí)驗(yàn) 3a預(yù)期組

M

=1.56,非預(yù)期組

M

=1.36,

t

(19)=2.08,

p

>0.05)。這一結(jié)果說明,雖然對(duì)低頻信息的加工更占優(yōu)勢(shì),但是對(duì)完整信息場景的加工過程,仍然需要整合不同階段的結(jié)果。

圖9 不同空間頻率條件下預(yù)期對(duì)辨別力的影響

圖10 不同空間頻率條件下預(yù)期對(duì)反應(yīng)偏好的影響

4.3 結(jié)論

在快速呈現(xiàn)條件下,觀察者對(duì)低空間頻率場景的加工更好。上下文預(yù)期在快速場景識(shí)別的不同加工階段都會(huì)影響觀察者的辨別力,但對(duì)反應(yīng)偏好的影響只出現(xiàn)在較晚的加工階段。

5 總討論

5.1 上下文預(yù)期對(duì)快速場景識(shí)別的影響

在快速場景識(shí)別的研究中,關(guān)于上下文預(yù)期的研究相對(duì)較少,尤其是其對(duì)快速場景識(shí)別過程的影響,這是因?yàn)橐酝ǔＵJ(rèn)為快速場景識(shí)別是一個(gè)自動(dòng)化的前饋加工過程,不會(huì)受注意和策略等自上而下的反饋過程所影響。但是,近期越來越多的研究者開始關(guān)注預(yù)期對(duì)知覺過程的影響,且已發(fā)現(xiàn)與知識(shí)經(jīng)驗(yàn)相關(guān)的結(jié)構(gòu)性預(yù)期能夠影響人們的快速場景識(shí)別過程(Greene et al.,2015)。不過,與當(dāng)前環(huán)境信息相關(guān)的上下文預(yù)期,可以影響甚至掩蓋結(jié)構(gòu)性預(yù)期的作用(Kerrigan &Adams,2013),且結(jié)構(gòu)性預(yù)期的習(xí)得過程也與上下文預(yù)期的重復(fù)積累緊密相關(guān)(Chalk,Seitz,&Seriès,2010)。本研究探討上下文預(yù)期對(duì)快速場景識(shí)別過程的影響,有助于完善預(yù)期對(duì)知覺過程影響的研究。實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2分別從被試的主觀選擇和識(shí)別績效兩個(gè)方面探究上下文預(yù)期是否會(huì)影響快速場景識(shí)別過程。

實(shí)驗(yàn)1采用雙眼競爭范式,在讓被試進(jìn)行雙眼競爭選擇之前,先呈現(xiàn)給被試一系列自然場景圖片,被試左右兩只眼睛所看到的這一系列的場景圖片是相同的,且同一序列中出現(xiàn)的所有場景均為相同類別(如均包含動(dòng)物)。呈現(xiàn)競爭前序列是為了讓被試產(chǎn)生對(duì)這一場景類別的預(yù)期,這種預(yù)期與被試知識(shí)經(jīng)驗(yàn)無關(guān),因此屬于為上下文預(yù)期(Seriès &Seitz,2013)。實(shí)驗(yàn)1的結(jié)果發(fā)現(xiàn),與預(yù)期一致的信息更容易占據(jù)知覺加工資源,使得觀察者對(duì)沖突信息的主觀選擇不再僅依賴優(yōu)勢(shì)眼,而是會(huì)在一定程度上按照競爭前序列所呈現(xiàn)的場景類別對(duì)沖突信息做出選擇。這說明,大腦在對(duì)雙眼同時(shí)輸入的沖突場景信息進(jìn)行主觀選擇時(shí),會(huì)受到先前視覺經(jīng)驗(yàn)所產(chǎn)生的上下文預(yù)期的影響。這也說明快速場景識(shí)別過程并非僅依賴自下而上的輸入信息,對(duì)這些信息的主觀解讀受過往經(jīng)驗(yàn)和預(yù)期的影響。Denison等(2011)采用相同的范式以簡單光柵偏向?yàn)閷?shí)驗(yàn)材料的研究結(jié)果與實(shí)驗(yàn)1相似,說明上下文預(yù)期對(duì)知覺過程的影響是一個(gè)相對(duì)普遍的現(xiàn)象。以往對(duì)快速場景識(shí)別的研究多采用快速序列呈現(xiàn)(RSVP)范式,研究者認(rèn)為在序列呈現(xiàn)條件下,由于每張場景圖片呈現(xiàn)時(shí)間很短,場景圖片對(duì)于觀察者來說都是陌生刺激且不會(huì)重復(fù)出現(xiàn),因此觀察者無法對(duì)下一張將要出現(xiàn)的場景圖片產(chǎn)生預(yù)期,進(jìn)而得出快速場景識(shí)別過程只需要依賴前饋加工的結(jié)論(Potter et al.,2014)。RSVP范式強(qiáng)調(diào)了前饋傳遞在快速場景識(shí)別核心過程中的有效性,但同時(shí)也將預(yù)期等其它因素排除在外,使得很多研究者忽略了預(yù)期等因素在快速場景識(shí)別過程中可能產(chǎn)生的影響。

實(shí)驗(yàn)2采用雙任務(wù)范式,探究了預(yù)期對(duì)快速場景識(shí)別中被試反應(yīng)績效的影響。快速場景識(shí)別任務(wù)是讓被試判斷隨機(jī)呈現(xiàn)在屏幕四個(gè)象限內(nèi)的場景圖片中是否包含動(dòng)物,而中央干擾任務(wù)是詞匯分類任務(wù)。由于詞匯比場景出現(xiàn)時(shí)間早,詞匯中又有可能包含或不包含動(dòng)物詞匯,從而導(dǎo)致被試在看到場景圖片之前會(huì)先產(chǎn)生相應(yīng)的預(yù)期。實(shí)驗(yàn)2的結(jié)果顯示,當(dāng)快速呈現(xiàn)的場景類別與詞匯所產(chǎn)生的預(yù)期相一致時(shí),被試對(duì)場景圖片的快速辨別能力更好,被試的反應(yīng)偏好也存在顯著差異。

Li等(2002)采用T/L字母分類與快速場景識(shí)別的雙任務(wù)范式,試圖證明快速場景識(shí)別過程不需要注意資源的參與,而本研究實(shí)驗(yàn)2采用帶有語義信息的漢語詞匯分類作為中央干擾任務(wù),結(jié)果顯示單任務(wù)與雙任務(wù)條件下被試快速場景識(shí)別績效存在顯著差異,與 Cohen等人(2011)的研究結(jié)果一致。因此,我們認(rèn)為Li等(2002)所采用的雙任務(wù)太過簡單,干擾任務(wù)本身所需的注意資源太少,從而不能對(duì)外周的場景任務(wù)產(chǎn)生影響。實(shí)驗(yàn)2中所采用的詞匯分類任務(wù)本身具有一定的難度,同時(shí)又與場景識(shí)別任務(wù)存在一定的語義相關(guān),相比于簡單的字符分類任務(wù),詞匯分類任務(wù)占據(jù)了更多的注意資源。因此,本研究中,雙任務(wù)中場景分類任務(wù)的績效顯著低于與單任務(wù)條件下的績效,很可能是由于注意資源被中央的詞匯分類任務(wù)所占據(jù)。這也提示,快速場景識(shí)別過程仍然需要注意資源的參與。而注意對(duì)場景識(shí)別過程的影響一般出現(xiàn)在較晚階段(Martínez et al.,2001;Noesselt et al.,2002),因此需要更加深入探究這里的注意機(jī)制及其和預(yù)期之間的相互作用。注意與預(yù)期之間的關(guān)系也是預(yù)期研究中的重點(diǎn),實(shí)驗(yàn) 2的結(jié)果也提示我們,可以以此作為切入點(diǎn),繼續(xù)深入研究快速場景識(shí)別過程中預(yù)期與注意之間的相互作用。

本研究中實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2的結(jié)果,分別從場景信息的主觀解讀以及辨別能力兩個(gè)不同方面支持上下文預(yù)期對(duì)快速場景識(shí)別存在影響。以往對(duì)于快速場景識(shí)別的研究較多關(guān)注場景識(shí)別的核心過程,忽略了現(xiàn)實(shí)生活中多種多樣的外界環(huán)境信息對(duì)場景識(shí)別過程的影響,因此對(duì)于預(yù)期的研究也可以彌補(bǔ)以往場景識(shí)別研究在生態(tài)效度上的不足。

5.2 上下文預(yù)期對(duì)快速場景識(shí)別不同加工階段的影響

場景識(shí)別過程需要經(jīng)歷多個(gè)不同階段的加工是所有研究者的共識(shí)(Wyatte et al.,2014)。實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2的結(jié)果顯示上下文預(yù)期能夠影響快速場景識(shí)別過程,實(shí)驗(yàn)3進(jìn)一步探究了這種上下文預(yù)期在快速場景識(shí)別不同加工階段的作用機(jī)制。場景中的低空間頻率信息所攜帶的是與場景中的大致輪廓相關(guān)的模糊信息,在場景識(shí)別過程中的傳遞和加工速度較快;而高空間頻率信息則代表場景中精細(xì)輪廓相關(guān)的細(xì)節(jié)信息,在場景識(shí)別過程中的傳遞和加工速度相對(duì)較慢。因此,研究者一般認(rèn)為場景識(shí)別是由模糊到精細(xì)的過程(Musel et al.,2012,2014),即早期對(duì)低頻信息的加工占優(yōu)勢(shì),后期對(duì)高頻信息的加工占優(yōu)勢(shì)。實(shí)驗(yàn)3在這些研究結(jié)論的基礎(chǔ)上沿用實(shí)驗(yàn) 2的范式,分別以低頻信息場景圖片(實(shí)驗(yàn)3a)和高頻信息場景圖片(實(shí)驗(yàn)3b)作為實(shí)驗(yàn)材料。結(jié)果首先驗(yàn)證了之前研究者們的假設(shè),即在快速場景識(shí)別中,對(duì)低頻信息的識(shí)別加工更快、更好,在呈現(xiàn)時(shí)間較短的條件下,低頻信息的提取和加工更占優(yōu)勢(shì)(Schyns &Oliva,1994)。然后,基于以上研究及實(shí)驗(yàn)結(jié)果,通過比較實(shí)驗(yàn) 3a和實(shí)驗(yàn) 3b,發(fā)現(xiàn)不同空間頻率信息的場景的預(yù)期效應(yīng)不同。無論是高頻信息還是低頻信息,一致性的預(yù)期都能顯著提高被試快速場景識(shí)別的能力,表明預(yù)期對(duì)場景信息加工的影響在不同加工階段都會(huì)出現(xiàn);然而只有在實(shí)驗(yàn) 3b中預(yù)期影響了被試的反應(yīng)偏好,說明預(yù)期對(duì)被試認(rèn)知決策的影響只出現(xiàn)在對(duì)高頻信息的加工過程中。出現(xiàn)這一結(jié)果的可能原因是,在快速呈現(xiàn)條件下低頻信息加工更占優(yōu)勢(shì),被試更有把握做出判斷,所以反應(yīng)偏好保持一致。然而,這一假設(shè)無法解釋被試對(duì)完整場景信息(實(shí)驗(yàn) 2)的反應(yīng)偏好也受到預(yù)期的影響。高頻信息的預(yù)期效應(yīng)與完整信息的預(yù)期效應(yīng)相同,說明雖然在快速場景識(shí)別過程中對(duì)低頻信息的加工更快、更占優(yōu)勢(shì),但是當(dāng)有外在預(yù)期影響的條件下,對(duì)高頻信息的加工反而體現(xiàn)出更重要的作用。這一結(jié)果也進(jìn)一步說明,存在大量干擾信息的現(xiàn)實(shí)生活中,觀察者的預(yù)期將會(huì)影響場景識(shí)別過程。因此,在后續(xù)的研究中,需要更加關(guān)注預(yù)期的作用。

6 結(jié)論

上下文預(yù)期能夠影響快速場景識(shí)別過程中觀察者的主觀判斷和對(duì)場景的識(shí)別績效。對(duì)于較早加工的低空間頻率場景信息,只有知覺辨別能力受到上下文預(yù)期的影響;而對(duì)于較晚加工的高空間頻率場景信息,知覺辨別能力和知覺決策過程均會(huì)受到上下文預(yù)期的影響,說明,快速場景識(shí)別過程需要整合兩種空間頻率信息加工結(jié)果作出最終判斷。

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