工作记忆容量对图形识别影响的眼动研究

发布时间：2016-05-07 18:56

1 问题提出与文献综述

在图形识别的过程中，图形识别往往是一种再认活动，需要观察者感受一组视觉刺激，并辨认出前后图形是否一致。在该过程中，不仅要有信息进入视觉通道，还要有记忆中已存储的信息，只有将当前信息与存储信息进行比较，才能实现图形识别。所以，图形识别涉及到一系列相互作用的心理过程，包括感知觉、记忆、搜索、概念形成以及直到最后完成图形的再认过程。而工作记忆在很多高级认知活动中起到十分重要的作用，特别是视觉工作记忆对与视觉任务起着决定性的作用。在纵观国内外的研究发现，以往对工作记忆的研究积极关注语音回路和中央执行系统，对于视觉工作记忆容量的研究相对较少，且对视觉工作记忆的研究所采用的材料多为无意义的简单刺激，很少有人探讨视觉工作记忆容量对图形识别的影响，特别是对于不规则几何图形和面孔图形以及对其具体特征的影响。另外，在以往图形识别的研究中，几何图形和面孔图形是两种最具代表性的研究材料，通过对这两类材料进行研究，能较好的揭示其认知过程和心理机制。然而，大量研究表明，人们在观看面孔图形的眼动模式不同于几何图形。此外，图形特征的进一步细化和丰富对于不同类型图形的识别加工，其眼动模式是怎样的，是否一致，是否受视觉工作记忆、图形类型及其具体特征的影响等问题尚不清楚。
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2 研究设计

2.1 研究目的与假设

图形识别是认知心理学、人类工效学的一个重要研究领域。对于人类而言，约有 83％的外界信息的获得是通过视觉通道来完成的。阅读是人们通过视觉通道获取外界信息的主要方式，随着读图时代的到来，人们已不再满足于阅读方块化、模式化的枯燥文字，转而更加青睐携带丰富信息的图形。图形往往以静态图片呈现，如同阅读文字一样，人们阅读图形，识别图形中所包含的信息，阅读图形比阅读文字的效率更高。因此，本研究通过直接测量的方式，探讨工作记忆容量对几何图形和面孔图形识别的效果及眼动模式的影响，以找寻能更高效完成图形识别的形式，并为人类工效学和人机交互等领域提供相应的心理学理论基础。本研究包括以下两项实验：实验一 工作记忆容量对不规则几何图形识别影响的眼动研究实验二 工作记忆容量对面孔图形识别影响的眼动研究

2.2 研究的总体设计

本研究采用加拿大 SR Research 公司生产的 EyeLink1000 型桌面式眼动仪（见图 2-1、图 2-2）来记录被试的眼动过程及所有相关眼动数据。眼动仪的采样频率为 1000Hz，即每毫秒记录一次。实验材料呈现在 19 英寸的戴尔显示器上,分辨率为 1024×768 像素，刷新率为 60Hz.眼动仪配备 EB和 DV软件进行眼动数据的记录和分析。实验过程要求被试将下颚放在颚托上并保持头部不动。被试的眼睛与显示器距离 60cm，与红外线摄像机距离 55cm，被试双眼正对显示器屏幕自下而上 3/4 处的中心位置。利用 Windows 7 操作系统自带的画图工具，以 260 像素为直径画圆，将该圆形内切作图,4、6、8 边形不规则几何图形各 30 张.从中选取 4 边形、6 边形和 8 边形三种图片各 6 张作为实验材料，并从每种图片中随机选取 2 张图片分别将其复制成 2 张相同的图片，其余两两配对，最后形成 4、6、8 边形不规则几何图形各 4 对,每对图形包含一张学习图形和一张再认图形。在这 12 对图形中，一半相同，一半不同（见附录）。另外，选 3 张作为练习材料。图形颜色为 50%的灰色，背景为白色，图片呈现均在显示器中心位置。

3 实验研究...........16

3.1 实验一：工作记忆容量对不规则几何图形识别影响的眼动研究 ........16
3.2 实验二：工作记忆容量对面孔图形识别影响的眼动研究 ..............27
4 总的讨论.................38
4.1 工作记忆容量对图形识别的影响 ....................38
4.2 本研究的不足与有待进一步探讨的问题 .....39
5 总的结论........................41

4 总的讨论

4.1 工作记忆容量对图形识别的影响

本研究通过两个实验分别考察了工作记忆容量高、低分组被试在不规则几何图形和不同情绪面孔图形识别时的差异，结果发现工作记忆容量对两类图形识别绩效的影响不一致。在不规则几何图形中，高分组的正确率明显高于低分组。Vecera 和O'Reilly（2000）认为视觉信息的加工受客体熟悉性的影响[65]。因此，在面孔图形识别中，高分组与低分组的正确率没有明显差异。可能是由于面孔图形与不规则几何图形相比，其熟悉性较高，，从而使工作记忆容量高、低分组被试识别的正确率没有明显差异.Lamberts（2002）研究发现，在不同时间压力下，被试图形识别时取样的策略不同，物体特征显著影响随机取样[63]。在本研究中，被试在图形识别过程中没有明显的时间压力，发现在不规则几何图形识别时，高、低分组没有显著差异，但在识别面孔图形时，高分组的反应时明显长于低分组。由此，也证明了面孔图形的特殊性。但在面孔图形识别时，若在有时间压力下，高分组与低分组在正确率上是否依然能保持差异不显著，还有待进一步研究。

4.2 本研究的不足与有待进一步探讨的问题

（1）本研究只考察了几何图形和面孔图形，未关注物体、文字等其他图形类别，不够全面，不能完全体现出面孔图形的特异性。（2）面孔图形选取的材料难度相对较低，不能很好地探讨工作记忆容量对面孔图形识别的影响。（3）影响图形识别的绩效和眼动模式的相关因素非常多，如倒置效应、显示条件、线索提示、瞬脱效应、认知风格、时间压力、熟悉度、复杂度等等，各因素之间的组合非常多，但本研究只考察了工作记忆容量与不规则几何图形的复杂度以及面孔图形的情绪，并未与其他因素综合考虑，因而显得不够全面。（4）由于研究范式的局限，无法深入探讨和比较学习阶段与再认阶段下的眼动模式。
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5 总的结

根据本研究结果的分析与讨论，得出如下结论：5.1 工作记忆容量对图形识别有显著影响,但在不规则几何图形和面孔图形之间的识别绩效和眼动模式的影响是不同的，且在每种图形学习阶段和再认阶段上眼动模式的影响也不一致。5.2 工作记忆容量和几何边数影响不规则几何图形识别的正确率，高分组的正确率明显高于低分组，正确率随着几何边数的增加逐渐降低；工作记忆容量影响不规则几何图形识别的眼动模式，表现为在学习阶段高分组的总注视时间、平均注视时间、首次注视时间均长于低分组，再认阶段高分组的总注视时间明显长于低分组；几何边数对不规则几何图形识别眼动模式的影响主要体现在学习阶段上；几何边数和工作记忆容量在识别绩效和眼动指标上的交互作用均不显著。5.3 工作记忆容量影响面孔图形识别的反应时，表现为高分组的反应时明显慢于低分组，但在正确率上没有显著差异；工作记忆容量影响面孔图形识别眼动模式，表现为学习阶段高分组的总注视时间长于低分组、平均眼跳幅度大于低分组，再认阶段高分组的总注视时间明显长于低分组、注视次数少于低分组；情绪类型对面孔图形识别眼动指标的影响主要体现在学习阶段上；情绪类型和工作记忆容量在总注视时间和首次注视时间上的交互作用显著，但在其他眼动指标和识别绩效上的交互作用不显著。

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参考文献（略）

本文编号：42900