不同面部表情對(duì)面孔識(shí)別的影響研究

茍?jiān)鰪?qiáng)，趙慶依

(滄州師范學(xué)院 教育學(xué)院，河北 滄州 061001)

1　問(wèn)題的提出

對(duì)于面孔識(shí)別這種特殊的模式識(shí)別曾有過(guò)很多研究，F(xiàn)arah對(duì)恒河猴的腦神經(jīng)元和腦區(qū)的研究發(fā)現(xiàn)[1]，大腦中存在對(duì)面孔刺激具有強(qiáng)烈反應(yīng)，而對(duì)于非面孔刺激反應(yīng)微弱的腦區(qū)，從生理角度證明了人類面孔識(shí)別的特異性.王玲等對(duì)卡通面孔真人面孔識(shí)別的ERP研究也發(fā)現(xiàn)[2]，人類對(duì)卡通面孔和真人面孔的識(shí)別具有不同的機(jī)制.而面孔識(shí)別與面部情緒表情識(shí)別的分離性研究也得到很多研究者的關(guān)注，Bruce和Young提出了面孔加工機(jī)能模型[3]，其中對(duì)于表情的加工主要涉及對(duì)不熟悉的面孔的加工，而陳欣則提出了積極表情面孔在識(shí)別過(guò)程中的正確率和反應(yīng)時(shí)的“積極表情優(yōu)勢(shì)”[4].因此本研究旨在探究面孔表情是否會(huì)影響對(duì)面孔的識(shí)別，以及面孔表情與性別的交互作用對(duì)面孔識(shí)別是否有顯著影響.

2　研究方法

2.1　被試

隨機(jī)選取的40名滄州師范學(xué)院在校生，男生17人，女生23人，平均年齡22.7歲，視力或矯正視力正常.

2.2　實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)所用真人面孔圖片選自中國(guó)化面孔情緒圖片系統(tǒng)(CFAPS)，共48張；卡通圖片為真人面孔卡通化，共48張，與真人面孔在像素、對(duì)比度等條件上保持一致.兩種面孔類型面孔性別比例為1:1.圖片材料組成如下(表1)：

表1　實(shí)驗(yàn)材料構(gòu)成

注：實(shí)驗(yàn)部分圖片共96張，包括學(xué)習(xí)過(guò)的48張，新增面孔圖片48張，性別比1:1.

2.3　實(shí)驗(yàn)工具

實(shí)驗(yàn)工具為計(jì)算機(jī)，實(shí)驗(yàn)程序由E-Prime2.0編寫，簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)流程如下：

2.4　設(shè)計(jì)與程序

采用2(真實(shí)面孔，卡通面孔)×3(積極情緒，中性情緒，消極情緒)×2(男，女)的混合設(shè)計(jì)，來(lái)探究卡通面孔與真人面孔識(shí)別之間是否存在差異以及不同面部表情是否會(huì)影響面孔的識(shí)別；同時(shí)探究被試性別在是否會(huì)在表情對(duì)面孔識(shí)別的影響中造成差異.

實(shí)驗(yàn)過(guò)程分為學(xué)習(xí)部分和實(shí)驗(yàn)部分.在學(xué)習(xí)部分，只要求被試盡可能集中注意力記住所呈現(xiàn)的面孔，不做反應(yīng)；在實(shí)驗(yàn)部分要求被試在保證正確情況下盡快做出判斷，哪些是學(xué)習(xí)過(guò)的，哪些是新面孔，并記錄實(shí)驗(yàn)部分錯(cuò)誤數(shù)和反應(yīng)時(shí).兩部分面孔圖片每次只呈現(xiàn)一張，且順序隨機(jī).

(1)向被試解說(shuō)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容目的及過(guò)程.

(2)在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行試驗(yàn)程序：呈現(xiàn)指導(dǎo)語(yǔ)→出現(xiàn)注視點(diǎn)，呈現(xiàn)時(shí)間為1s→呈現(xiàn)學(xué)習(xí)部分圖片，每張圖片呈現(xiàn)2s→呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)部分指導(dǎo)語(yǔ)→呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)部分圖片，每張圖片呈現(xiàn)時(shí)間為4s→實(shí)驗(yàn)結(jié)束.

2.5　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

記錄被試在實(shí)驗(yàn)部分對(duì)面孔圖片的識(shí)別再認(rèn)錯(cuò)誤數(shù)和反應(yīng)時(shí)，并使用SPSS對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析.

3　研究結(jié)果

3.1　再認(rèn)錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì)結(jié)果

由表2、表3、表4可知：

(1)被試性別主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)(1，38)=0.194，P=0.662>0.05，η2=0.005；

(2)面孔類型主效應(yīng)非常顯著，F(xiàn)(1，38)=17.732，P=0.000<0.05，η2=0.318；

(3)表情類型主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(2，76)=17.501，P=0.000<0.05，η2=0.315；

(4)被試性別與面孔類型交互作用不顯著，面孔類型與表情類型交互作用不顯著，被試性別、面孔類型及情緒表情三者交互作用不顯著；

(5)被試性別與表情類型交互作用顯著，F(xiàn)(2，76)=4.259，P=0.018<0.05，η2=0.101.

表2　三變量混合描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果(M±SD)

表3　面孔類型、面孔表情及性別三因素方差分析結(jié)果：被試內(nèi)效應(yīng)分析

*P<0.05**P<0.01***P<0.001，下同.

表4　面孔類型、面孔表情及性別三因素方差分析結(jié)果：被試間效應(yīng)分析

由簡(jiǎn)單效應(yīng)分析結(jié)果(表5)可知對(duì)于男性被試三種表情之間差異不顯著F(2，234)=2.386，P=0.094>0.05，而女性被試三種表情類型之間差異非常顯著F(2，234)=12.050，P=0.000<0.001.

表5　表情類型×被試性別簡(jiǎn)單效應(yīng)分析結(jié)果

進(jìn)一步的事后多重比較結(jié)果顯示，對(duì)于男性被試，三種面部表情類型之間對(duì)面孔識(shí)別的影響沒(méi)有顯著性差異；而對(duì)于女性被試，中性面部表情與消極面部表情對(duì)面孔識(shí)別有顯著差異，均差值=1.283，P=0.011<0.05；中性面部表情與積極面部表情對(duì)面孔識(shí)別有顯著差異，均差值=2.130，P=0.000<0.05；而消極面部表情與積極面部表情之間無(wú)顯著差異，均差值=0.848，P=0.152>0.05.

3.2　反應(yīng)時(shí)分析結(jié)果

由表6、表7、表8可知：

(1)面孔類型主效應(yīng)十分顯著，F(xiàn)(1，38)=24.859，P=0.000<0.05，η2=0.409；

(2)表情類型主效應(yīng)非常顯著，F(xiàn)(2，38)=35.2929，P=0.000<0.05，η2=0.484；

(3)被試性別主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1，37)=20.321，P=0.000<0.05，η2=0.975；

(4)面孔類型與被試性別交互作用不顯著，面孔類型與表情類型交互作用不顯著，面孔類型與表情類型及被試性別三者交互作用不顯著.

(5)表情類型與被試性別交互作用顯著，F(xiàn)(2，37)=4.303，P=0.032<0.05，η2=0.86.

表6　三變量混合描述統(tǒng)計(jì)結(jié)果(M±SD)

表7　面孔類型、面孔表情及性別三因素方差分析結(jié)果：被試內(nèi)效應(yīng)分析

表8　面孔類型、面孔表情及性別三因素方差分析結(jié)果：被試間效應(yīng)分析

由簡(jiǎn)單效應(yīng)分析結(jié)果(表9)可知，對(duì)于男性被試和女性被試，三種面部表情之間差異均顯著，對(duì)于男性被試，F(xiàn)(2，234)=5.365，P=0.005<0.05.對(duì)于女性被試,F(2，234)=9.170，P=0.000<0.001.

表9　表情類型×被試性別簡(jiǎn)單效應(yīng)分析結(jié)果

事后檢驗(yàn)進(jìn)一步分析結(jié)果顯示，對(duì)于男性被試，中性表情與消極表情差異顯著，均差值=164.895，P=0.004<0.01，中性表情與積極表情差異不顯著，P=0.193>0.05，消極表情與積極表情之間差異不顯著，P=0.388>0.05；而對(duì)于女性被試，中性表情與消極表情差異顯著，均差值=145.204，P=0.003<0.01，中性表情與積極表情差異非常顯著，均差值=172.948，P=0.000<0.001，消極表情與積極表情之間差異不顯著，P=0.892>0.05.

4　討論

對(duì)于面孔識(shí)別錯(cuò)誤數(shù)和反應(yīng)時(shí)，面孔類型主效應(yīng)均顯著，說(shuō)明被試對(duì)于卡通面孔和真人面孔的識(shí)別是存在顯著差異的，對(duì)卡通面孔識(shí)別的錯(cuò)誤數(shù)顯著大于真人面孔，也可以說(shuō)明個(gè)體對(duì)于真人的面孔的識(shí)別是區(qū)別于其它刺激的，卡通面孔雖然來(lái)自于真人面孔，但是可能由于失去了人們識(shí)別面孔時(shí)所主要關(guān)注的立體特性，造成了這種差異.同時(shí)對(duì)于真人面孔識(shí)別的反應(yīng)時(shí)卻明顯大于卡通面孔，我們可以理解為真人面孔刺激較非真人面孔刺激需要更多地認(rèn)知處理，有更復(fù)雜的加工過(guò)程.同時(shí)真人面孔可能更易引起被試的注意，傾注較多加工，這也可能是對(duì)真人面孔識(shí)別的錯(cuò)誤較少的原因.但是也要考慮到雖然反應(yīng)時(shí)差異明顯，兩種反應(yīng)時(shí)是非常短暫的(1s左右)，因此面孔類別的差異是確實(shí)存在的.

面部表情對(duì)面孔識(shí)別的主效應(yīng)在錯(cuò)誤數(shù)和反應(yīng)時(shí)上均非常顯著，中性表情錯(cuò)誤數(shù)和反應(yīng)時(shí)均顯著大于其它兩種表情，有表情的面孔相比無(wú)表情的面孔具有再認(rèn)的優(yōu)勢(shì)，而表情類型和面孔類型交互作用并不顯著，說(shuō)明表情之間的差異存在于卡通面孔和真人面孔，即在兩種面孔中這種差異均存在.Bruce和Young提出的面孔加工機(jī)能模型認(rèn)為，對(duì)于表情的加工主要涉及對(duì)不熟悉的面孔的加工.在本實(shí)驗(yàn)中使用的是再認(rèn)方式，這可能是情緒面孔相對(duì)于非情緒面孔有更好的再認(rèn)率的原因之一.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有被試反映實(shí)驗(yàn)材料中的面孔審美度太低，面目“猙獰”，這可能解釋了被試對(duì)這種認(rèn)知使其印象深刻，再認(rèn)率高，同時(shí)也可以解釋消極表情與積極表情沒(méi)有顯著差異是由于被試將注意力集中在有無(wú)面部表情上.人際交往的原則也可以證明這種差異，在人際交往過(guò)程中，情緒具有很重要的作用，而面部表情是情緒最直觀易識(shí)的外部表現(xiàn)，人們更可能對(duì)面帶微笑的人好感度更高，印象更深刻，而對(duì)表情憤怒的人敬而遠(yuǎn)之，也會(huì)印象很深.實(shí)驗(yàn)中的條件是一種對(duì)真實(shí)情況的夸張，是一種極端情況，夸大了這種差異.該情況提示實(shí)驗(yàn)有不足的地方，面孔去除了裝飾、發(fā)型、衣著等因素，集中于面部會(huì)造成感官不適應(yīng)，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，排除這種影響結(jié)合個(gè)體對(duì)圖片的主觀審美進(jìn)行補(bǔ)充實(shí)驗(yàn).

被試性別與表情類型的交互作用在錯(cuò)誤數(shù)和反應(yīng)時(shí)上均顯著，研究假設(shè)相對(duì)于中性表情，男性對(duì)消極表情的面孔有更好的識(shí)別，而女性正好相反，對(duì)積極表情的面孔的識(shí)別更好.被試性別與表情類型的交互作用顯著并沒(méi)有證明實(shí)驗(yàn)最初的假設(shè).

簡(jiǎn)單效應(yīng)和事后比較發(fā)現(xiàn)，在錯(cuò)誤數(shù)上，只有女性被試出現(xiàn)了這種差異，中性表情與消極表情和積極表情的差異均顯著，消極表情和積極表情間差異不顯著；而對(duì)于男性被試三種表情間差異均不顯著.即可以認(rèn)為這種表情間的差異只存在于女性被試.這一點(diǎn)并沒(méi)能證明實(shí)驗(yàn)的假設(shè).而從事后比較均差值結(jié)果可看出，對(duì)于女性被試，相對(duì)于消極表情，中性表情與積極表情的差異顯著程度更高，因此也可認(rèn)為女性對(duì)積極情緒的注意更多，即女性被試傾向于對(duì)積極表情的面孔有更好的識(shí)別效果.王琳通過(guò)對(duì)負(fù)性情緒注意偏向研究發(fā)現(xiàn)[5]，在負(fù)性情緒注意偏向機(jī)制上存在性別差異，女性比男性對(duì)負(fù)性情緒投入的注意資源更多，這也可能是女性出現(xiàn)中性表情與消極表情差異顯著的原因.

在對(duì)反應(yīng)時(shí)的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)不論對(duì)男女被試這種表情間的差異都是非常顯著的，總體上男性被試的差異顯著程度要小于女性.對(duì)于男性被試，中性表情與消極表情有顯著差異，但中性表情與積極表情無(wú)顯著差異，而對(duì)于女性這兩種對(duì)比均有顯著差異，且中性表情與積極表情的差異顯著性更高，也表明了女性被試更多地與積極情緒表情相聯(lián)系，而男性被試更多地與消極情緒表情相聯(lián)系，結(jié)合事后檢驗(yàn)均差值結(jié)果可看出，男性確實(shí)對(duì)消極表情面孔有更好識(shí)別效果，而女性對(duì)消極和積極表情面孔均有較好識(shí)別效果，對(duì)積極表情的識(shí)別稍好于消極表情.這種差異可能源于女性在社交中對(duì)情緒較于男性更加敏感.

對(duì)于錯(cuò)誤數(shù)和反應(yīng)時(shí)上的差異情況并不一致，這可能說(shuō)明表情類型的差異是存在的，反應(yīng)時(shí)很短說(shuō)明了這種認(rèn)知加工的聯(lián)系性，而錯(cuò)誤數(shù)代表了面孔識(shí)別的總體情況，女性比男性對(duì)情緒表情尤其是積極表情更加敏感，傾向于給予更多關(guān)注即認(rèn)知資源(被試性別主效應(yīng)不顯著).

參考文獻(xiàn)：

[1]Farah M J.The cognitive neuroscience of vision[M].Great Britain:Marston Lindsay Ros International Ltd.2000.

[2]王玲，王靜梅，王軍利，等.卡通面孔與真實(shí)面孔識(shí)別的ERP比較研究[J].心理研究，2012，(5):19-28.

[3]BruceV，YoungA.W.Understanding face recognition[J].British Journal of Psychology，1986，77：305-327.

[4]陳欣.不同效價(jià)的面部表情圖片加工差異的研究[D].沈陽(yáng)：遼寧師范大學(xué)，2012.

[5]王琳.負(fù)性情緒注意偏向的性別差異研究[D].天津：天津師范大學(xué)，2015.