视角变化时物体空间属性在场景识别中的加工机制

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观察者在对周围环境进行认知的过程中,需要对不同的物体空间属性进行编码和表征,从而形成所观察的空间场景布局的知觉。然而在日常生活中,我们所观察到的场景包含着大量的不同空间属性的信息并且这些信息认知过程可能随着环境变化或观察者自身的运动受到不同程度的影响。为了适应这种环境变化的属性从而在新的位置或者角度中再认出原来的场景和物体,人类针对环境变化带来的各种差异拥有不同的加工机制,用以使我们能够更加准确有效的认知周围环境。因此,对这些变化的空间属性信息的加工机制一直是心理学及认知神经科学的研究重点。在以往对物体认知的研究中,研究者们提出了物体表征观察点独立(view-independent)和观察点依赖(view-dependent)的认知模式差异。人对于容易辨别的,特征明显的物体所采用的是观察点独立的认知而对于不易辨别的例如一系列斑点状的图形,或者是过度学习的字母采用的是观察点依赖的认知。对于场景识别的观察视角研究较少,并倾向于被认为是观察点依赖的认知模式。但是以往场景识别研究都忽视了场景中的物体包含了不同空间属性信息,其中最基本的两类信息即物体的空间位置信息(Position/Location)与特征标签信息(Identity),而这些空间属性信息的表征可能受到观察点变化、物体数量及言语干扰等其他因素的不同程度的影响,本研究将通过改变一系列与场景认知相关的因素,对观察视角变化情况下物体空间属性信息的加工过程进行探讨。本研究选用日常物体构成的真实场景为实验材料,利用变化觉察范式(change detectiveparadigm),试图从多个方面对观察视角变化情况下物体空间位置信息和特征标签信息进行研究。实验程序利用Matlab软件编写,利用程序产生一系列用于摆放物体的模板,并通过悬挂在实验台上方的投影仪投射到实验台上。本实验采用杯子作为实验材料,摆放在一个无其他视觉线索可旋转的圆形实验台上。通过旋转该实验台,达到改变被试场景识别过程中观察角度变化的目的。被试用眼罩在非学习和测试阶段挡住眼睛,通过音箱提供听觉指导被试进行反应,并通过麦克风报告答案,分别对38名自愿参加实验的视觉和听觉正常的大学生被试单独施测。实验一采用2(物体数量:5或7个物体)×2(场景是否旋转:0°或者50°)×5(空间属性:改变位置任务:分别呈现相同物体P-Identical,相似物体P-Similar和不同物体P-Different;改变特征任务:分别呈现相似物体I-Similar和不同物体I-Different)的被试内设计。改变位置任务即改变所呈现场景布局中一个物体的位置,改变特征任务即用一个新的物体替换场景中的一个旧的物体。被试的学习时间为5秒,记忆时间为10秒,记录被试的反应时和正确率作为结果分析的指标。结果发现,空间属性中位置信息和特征信息不同的混合程度或清晰度与实验中的两种任务匹配水平不同会对影响被试成绩,空间属性的单一性越高且与任务越匹配,则被试的反应时和错误率都相对较低。场景旋转对于空间位置信息的记忆影响较大,成绩下降很快,但对物体特征信息的加工几乎没有影响;而场景中物体数量增加时,对特征信息的加工成绩明显下降,但是对于位置信息加工的影响不显著。另外,女性对特征信息的加工能力优于男性。通过实验一的结果分析发现,言语编码在本实验的场景识别过程中有重要作用,因此在实验二中将物体数量变量换成是否存在言语干扰变量,从而探讨在观察角度变化的情况下,言语编码对空间位置信息和特征标签信息表征的作用。实验二也采用设计2×2×5的被试内设计,实验材料与程序与实验一基本一致。本实验一方面支持了实验一的结果:首先,空间属性的单一性越高且与任务越匹配,则被试的成绩越好。其次,场景旋转对于空间位置信息加工的影响大于对物体特征信息的加工。另一方面本实验结果也显示,言语干扰对特征信息加工的影响大于对位置信息加工的影响,表明对于特征信息的加工更多的依赖言语命名过程。同时,视角变化对场景识别的影响大于言语干扰的影响,且当场景中的物体特征信息较抽象或难以命名时,言语干扰对于位置任务和特征任务的影响都大于其他情况。本研究采用视觉变化察觉的实验范式,利用日常物品构成的真实场景,通过改变构成场景的物体数量,改变观察视角,加入言语干扰等因素试图对物体空间属性信息的加工机制进行探讨。结果显示场景认知的绩效与场景中空间属性信息和任务的匹配程度相关,空间属性信息的加工过程可能是任务导向的。物体的空间位置信息表征具有观察点依赖的属性,而物体的特征标签信息表征在场景识别过程中则独立于观察点。言语编码在场景识别过程中有重要作用,尤其有助于被试完成特征任务,但言语干扰对于任务完成的影响作用小于观察视角的变化。并且,不论是空间位置任务还是改变特征任务,言语干扰对于特征信息抽象的物体构成的场景布局认知影响最大,由此推论观察者对物体特征可能进行了以言语编码形式为主的无意识加工。
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