人类利用内在参照系进行角度知觉

发布时间：2020-11-12 02:38

　　 角度知觉是视觉信息加工中最关键的中间环节之一,对人类知觉物体形状起着重要的作用。关于人类如何知觉角度的问题引发了前人进行大量的讨论:格式塔主义提出角度以整体特征进行表征的理论,而结构主义则坚持角度以线条组合进行表征的观点。为了能够更好地理解这个问题,我们提出了一个新的计算模型,并用实验证明了人类视觉系统在知觉角度时使用一个正交直角坐标系作为内在参照系(internal reference frame,IRF)。我们的模型假设视觉系统对角度特征的加工包含三个阶段:1)朝向编码阶段——编码组成角度的两条线段的朝向信息;2)坐标转换阶段——执行坐标转换,将角度的其中一条边与离它最近的坐标轴对齐;3)IRF下的角度估计阶段——借助内在参照系更精确地估计角度的大小。我们比较了多个模型对前人数据的拟合程度,发现IRF模型能够比其他现有模型更准确地预测角度差别阈限的规律。进一步分析IRF模型各个阶段对角度知觉的影响后发现:总的来说,IRF下的角度估计在角度知觉中起到最关键的作用;但对于0°、90°和180°大小的角度,朝向编码阶段的作用更大。为了检验上述模型的合理性,我们开展了以下研究并发现:1)直角的差别阈限随着角平分线朝向的变化而发生波动,这验证了朝向编码阶段对角度差别阈限的贡献。2)当二项迫选范式中先后呈现的两个角度刺激只在角平分线朝向上存在差别时,改变该差别的程度对任务表现没有显著影响,暗示坐标旋转阶段可能不会影响角度知觉的表现。3)通过分析自然场景图片库中的角度分布,我们发现在自然环境中0°、90°和180°角度的出现频率相对较高,这表明我们提出的正交直角的IRF与人类对角度分布的先验知识相一致。4)我们运用了虚拟现实技术来探究各种外部参照线索对角度知觉的影响。通过旋转飞行模拟器中被试的身体位置以及头戴式显示器中的视觉环境,我们分离了自我中心、视觉环境和重力三种参照线索。结果显示,角度差别阈限主要依赖于自我中心线索,且视觉环境和重力线索对阈限的影响较小。总而言之,这项研究为角度辨别提供了一个新的计算框架,解决了长期以来关于角度知觉的争论。
【学位单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：B842.2
【部分图文】：

物体局部轮廓信息的加工

角度知觉的两种可能方式

内在参照系（IRF）模型
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本文编号：2880121