第7章-视觉表象与视觉记忆[53页]课件.ppt

1、1第七章 视觉表象与视觉记忆 2第七章 视觉表象与视觉记忆 第一节第一节 表征表征第二节第二节 表象表象第三节第三节 视觉记忆视觉记忆3第一节 表征4一、知识表征一、知识表征 表征是指可反复指代某一事物的任何符号或符号集。表征是指可反复指代某一事物的任何符号或符号集。也就是说，在某一事物缺席时，它代表该事物。也就是说，在某一事物缺席时，它代表该事物。（Eysenck & Keane, 2000Eysenck & Keane, 2000）（一）外部表征：文字与图形表征（一）外部表征：文字与图形表征 假定你准备为几个人安排办公室，你可能会绘一个假定你准备为几个人安排办公室，你可能会绘一个房间的平面

2、图（图形表征），或者用文字描述来表房间的平面图（图形表征），或者用文字描述来表示同样的信息（语言表征）。示同样的信息（语言表征）。56 图形表征和语言表征的共同特点：只代表外部世图形表征和语言表征的共同特点：只代表外部世界的某些特征。界的某些特征。 图形表征和语言表征的重要差别：与语言描述相图形表征和语言表征的重要差别：与语言描述相比，图形与客观世界的关系更贴近一些。比，图形与客观世界的关系更贴近一些。 图表和图片更接近于客观世界，因为其结构与客图表和图片更接近于客观世界，因为其结构与客观世界的结构很接近。这种结构同一性常常被称观世界的结构很接近。这种结构同一性常常被称为类比的（为类比的（an

3、alogical）。）。 语言描述则不具备这种类比特征，因为一个语言语言描述则不具备这种类比特征，因为一个语言符号和它所指代事物之间的关系通常是强制性的。符号和它所指代事物之间的关系通常是强制性的。7图形图形语言语言“书在桌面上书在桌面上”同一情景的两种外部表征的一些主要区别同一情景的两种外部表征的一些主要区别1 1、不连续的符号、不连续的符号2 2、外显的，需要有表示、外显的，需要有表示关系的符号关系的符号3 3、语法的，把不同类符、语法的，把不同类符号组织起来的规则号组织起来的规则4 4、抽象的、抽象的1 1、没有不连续的符号、没有不连续的符号2 2、内隐的，没有独立的、内隐的，没有独立的

4、关系符号关系符号3 3、没有组织各类符号的、没有组织各类符号的规则规则4 4、具体的、具体的8（二）心理表征（内部表征）：命题表征与类比表征（二）心理表征（内部表征）：命题表征与类比表征 心理表征只是代表了环境的一些特征（环境可以是心理表征只是代表了环境的一些特征（环境可以是外在的客观世界或内心的虚拟世界）；外在的客观世界或内心的虚拟世界）； 命题表征（命题表征（propositional representationpropositional representation）是类）是类语言，它不考虑信息来源，只是抓住了心理的语言，它不考虑信息来源，只是抓住了心理的概念概念性内容；性内容； 类比

5、表征（类比表征（analogical representationanalogical representation）是关于视）是关于视觉、听觉或动觉等的觉、听觉或动觉等的表象表象。 知识表征的计算模型是一种计算表象，是视觉空间推理的工具和方法。它可产生表象或从长时记忆中回忆表象，并进行操纵、转换、扫描、建构空间类比、模式匹配等计算。 计算模型对知识的表征可分为描述性表征和描绘性表征两种。，描述性表征是对信息的尝试储存。描绘性表征仅在表象活动时存在。9二、计算模型二、计算模型 空间模型是一个基于模型推理的知识图式，它通过符号排列来描绘世界的实体和关系。在排列表征中，符号排列的结构与所表征对象的

6、结构是一致的。10三、空间模型三、空间模型11第二节 表象12 表象（表象（image or imageryimage or imagery），也叫意象或心象，是），也叫意象或心象，是对当前不存在的物体或事件的一种知识表征，具有对当前不存在的物体或事件的一种知识表征，具有鲜明的感性特征。鲜明的感性特征。 两千年以前，亚里士多德就曾提出两千年以前，亚里士多德就曾提出“概念来自意象概念来自意象”的观点；的观点； 哲学家和早期实验心理学家一直关注表象的问题；哲学家和早期实验心理学家一直关注表象的问题； 行为主义思潮统治心理学后，表象的研究几乎中断行为主义思潮统治心理学后，表象的研究几乎中断下来；下来

7、； 认知心理学兴起后，表象的研究获得了新的生机。认知心理学兴起后，表象的研究获得了新的生机。一、表象的特征及其分类一、表象的特征及其分类13 表象特征：直观性、概括性表象特征：直观性、概括性 从从表象感觉通道来看，可以将表象分为：视觉表象、表象感觉通道来看，可以将表象分为：视觉表象、听觉表象、嗅觉表象、味觉表象、触觉表象记忆运听觉表象、嗅觉表象、味觉表象、触觉表象记忆运动表象。动表象。一、表象的特征及其分类一、表象的特征及其分类14二、关于表象的几个经典研究二、关于表象的几个经典研究 Shepard & Metzler(1971)Shepard & Metzler(1971)报报告了第一个心理

8、旋转实验告了第一个心理旋转实验（图图）。）。 Cooper & Shepard (1973)Cooper & Shepard (1973)的的心理旋转实验心理旋转实验以正常形态或镜像形态向被以正常形态或镜像形态向被试呈现字母；试呈现字母；要求被试报告字母是正常的要求被试报告字母是正常的还是反转的。还是反转的。（一）心理旋转研究（一）心理旋转研究1516 Cooper & Shepard (1973)Cooper & Shepard (1973)发现：被试的判断时间是发现：被试的判断时间是刺激朝向的函数。刺激朝向的函数。17心理旋转效应完全等同于物理旋转吗？心理旋转效应完全等同于物理旋转吗？ C

9、ooper (1976)Cooper (1976)：心理旋转与物理旋转一样，：心理旋转与物理旋转一样，本质上是连续的。本质上是连续的。 Rock(1973)Rock(1973)：如果想象的物体变得很复杂，：如果想象的物体变得很复杂，被试就不太可能正确判断旋转物体的外形；而被试就不太可能正确判断旋转物体的外形；而对于物理旋转来说，不存在这样的问题。对于物理旋转来说，不存在这样的问题。18（二）表象扫描研究（二）表象扫描研究Kosslyn, Ball & Reiser(1978)Kosslyn, Ball & Reiser(1978)的研究的研究1 1、过程、过程 让被试观看一幅虚构的让被试观看一

10、幅虚构的小岛地图小岛地图，要求他们先学习地图上各，要求他们先学习地图上各物体的准确位置。物体的准确位置。 被试学会后，将地图移开，并按主试的要求用想象的方式扫被试学会后，将地图移开，并按主试的要求用想象的方式扫描地图，将心中的视线从一个物体转向另一个物体。描地图，将心中的视线从一个物体转向另一个物体。 主试提供的物体有的是地图上的物体，有的是地图上没有的主试提供的物体有的是地图上的物体，有的是地图上没有的物体。物体。 如果被试找到了物体在地图上的位置，就按一个键；找不到，如果被试找到了物体在地图上的位置，就按一个键；找不到，按另一个键。按另一个键。19Back202 2、结果、结果 对地图上有

11、的物体来说，扫描时间与两个物体间的实际距离对地图上有的物体来说，扫描时间与两个物体间的实际距离成正比关系。成正比关系。3 3、解释、解释 表象和实际的图片一样，保存着物体的空间特性。表象和实际的图片一样，保存着物体的空间特性。21Pinker & Finke(1980)Pinker & Finke(1980)的研究的研究1 1、过程、过程 向被试呈现四种玩具小动物：一只小虫、一只蜜蜂、一条鱼向被试呈现四种玩具小动物：一只小虫、一只蜜蜂、一条鱼和一只青蛙，把这些动物用细线吊起悬在一个干净的塑料圆和一只青蛙，把这些动物用细线吊起悬在一个干净的塑料圆筒内。筒内。 在被试了解了动物在筒内的位置后，将动

12、物拿走。然后要求在被试了解了动物在筒内的位置后，将动物拿走。然后要求被试根据想象在两个动物间进行扫描（即先给被试一种动物被试根据想象在两个动物间进行扫描（即先给被试一种动物的名称，要求他们想象这种动物，然后再给他们第二个动物的名称，要求他们想象这种动物，然后再给他们第二个动物名称，并要求他们尽快想象有一条线在圆筒的前方从第一个名称，并要求他们尽快想象有一条线在圆筒的前方从第一个动物移向第二个动物）。动物移向第二个动物）。 当这条线到达第二个动物时，就按一个键；找不到第二个动当这条线到达第二个动物时，就按一个键；找不到第二个动物，按另一个键。物，按另一个键。222 2、结果、结果 被试在两个动物

13、间进行扫描的时间，随着两个物体间距离的被试在两个动物间进行扫描的时间，随着两个物体间距离的增加而增加。增加而增加。 但是，想象距离与实际距离并无严格的关系但是，想象距离与实际距离并无严格的关系3 3、解释、解释 表象虽然可靠，但只是现实的不很完善的表征。表象虽然可靠，但只是现实的不很完善的表征。23（三）对两可图的表象的研究（三）对两可图的表象的研究Chambers & Reisberg(1985)Chambers & Reisberg(1985)1 1、过程、过程 给被试呈现两可图（如鸭子给被试呈现两可图（如鸭子/ /兔子两可图）；兔子两可图）； 被试注视图形被试注视图形5 5秒钟以后，移走

14、图形；秒钟以后，移走图形； 然后，通过表象手段，要求被试对图形给出另一个然后，通过表象手段，要求被试对图形给出另一个解释。解释。242 2、结果、结果 尽管多方协助被试，他们均不能给出图形的第二种尽管多方协助被试，他们均不能给出图形的第二种解释。解释。 同样的被试却能把图形的表象画出来，画出来以后同样的被试却能把图形的表象画出来，画出来以后就能重新对其进行解释。就能重新对其进行解释。3 3、解释、解释 可能存在某些影响表象构建的命题编码，而且其影可能存在某些影响表象构建的命题编码，而且其影响之大使得用来重新解释所必须的细节被省略了。响之大使得用来重新解释所必须的细节被省略了。对模糊图形的记忆2

15、5Albert Einstein (1879-1955)“The psychical entities which seem to serve as elements in thought are certain signs and more or less clear images which c a n b e “ v o l u n t a r i l y ” reproduced and combined. From a psychological viewpoint this combinatory play seems to be the essential feature in

16、productive thought.” - Einstein, 194926Friedrich Von Kekule (1829-1896)27Kekule (1865)“ I turned in my chair to the fire and dozed. Again the atoms were gambolling before my eyes.My mental eye, rendered more acute by repeated visions of this kind, could now distinguish larger structures, of manifold

17、 conformation; long rows, sometimes more closely fitted together; all twining and twisting in snakelike motion. But look! What was that? One of the snakes has seized hold of its own tail, and the form whirled mockingly before my eyes. As if by a flash of lightening I awoke.”2829Wolfgang Amadeus Moza

18、rt (1756-1791)30Mozart (1789)“ All of this fires my soul and, provided I am not disturbed, my subject enlarges itself, becomes methodized and defined, and the whole, though it be long, stands almost complete and finished in my mind, so that I can survey it, like a fine picture or a beautiful statue,

19、 at a glance. Nor do I hear in my imagination the parts successively, but I hear them, as it were, all at once.”Beethoven also used auditory imagery during musical composition, particularly when his natural hearing failed him in later life.31Conceptual stage of design Engineers and architects use re

20、latively unstructured forms of pictorial representation such as sketches during early conceptual phase of design process. Only during later stages that more structured forms, such as plans or sections, are adopted. Purcell & Geno (1998). “ Designers often say it is a synthetic process.this approach

21、emphasizes the synthesis of physical forms as the way in which design is a synthetic activity.”32Guernica (Pablo Picasso, 1937)33Preliminary sketches for Guernica34三、表象的理论模型三、表象的理论模型（一）双重编码理论（一）双重编码理论（dual-coding theorydual-coding theory） Paivio(1971,1979,1986,1991),Paivio(1971,1979,1986,1991),旨在说明表

22、象和命题旨在说明表象和命题表征之间的根本差别。表征之间的根本差别。1 1、基本观点、基本观点 大脑中存在两个不同的系统对信息进行表征和加工：大脑中存在两个不同的系统对信息进行表征和加工：一个言语系统，一个非言语（或表象）系统；一个言语系统，一个非言语（或表象）系统； 言语系统负责处理语言信息，并把这些信息以适当的言语系统负责处理语言信息，并把这些信息以适当的语言形式贮存起来；语言形式贮存起来； 非言语系统负责处理基于表象的信息加工和表征；非言语系统负责处理基于表象的信息加工和表征；35 （一）双重编码理论（一）双重编码理论（dual-dual-coding theorycoding theor

23、y） 两个系统均有其基本表征单位：对于言语系统是词元两个系统均有其基本表征单位：对于言语系统是词元（logogenlogogen），对于非言语系统是象元（），对于非言语系统是象元（imagenimagen），），二者均是感觉道特异性的；二者均是感觉道特异性的； 两个符号系统通过词元和象元之间的指示性联系而相两个符号系统通过词元和象元之间的指示性联系而相互关联。互关联。36372 2、实验证据、实验证据（1 1）记忆的图片优势效应（）记忆的图片优势效应（Paivio,1971Paivio,1971） 在自由回忆和再认条件下，对常见物体的图片的记忆在自由回忆和再认条件下，对常见物体的图片的记忆效果

24、好于对词汇的效果。效果好于对词汇的效果。 解释：对图片可能有双重编码，对词汇可能只利用言解释：对图片可能有双重编码，对词汇可能只利用言语系统；表象编码可能优于言语编码的记忆效果。语系统；表象编码可能优于言语编码的记忆效果。38其他学者进一步的研究发现：其他学者进一步的研究发现：情节生动的图片情节生动的图片 一般情节的图片一般情节的图片奇特形象奇特形象 普通形象普通形象给图片标名，将提高对图片的回忆；用适当的给图片标名，将提高对图片的回忆；用适当的图片来补充言语材料，也能改善对言语材料的图片来补充言语材料，也能改善对言语材料的记忆。记忆。对对“无结构的无结构的”、难以命名的图片，记忆效果、难以命

25、名的图片，记忆效果不一定优于对单词的记忆。不一定优于对单词的记忆。39神经解剖学证据 裂脑人（Luria，1976；Farah，1988，1995） 左半球损伤与言语记忆障碍有关，而右半球损伤与视觉材料的记忆有关40（2 2）词汇加工的具体性效应）词汇加工的具体性效应(Paivio(Paivio等等,1968),1968) 具体单词比抽象单词的记忆成绩好，这具体单词比抽象单词的记忆成绩好，这表现在自由回忆、再认等各种记忆测验表现在自由回忆、再认等各种记忆测验中。中。 解释：具体词容易诱发表象，因此对具解释：具体词容易诱发表象，因此对具体词可能进行双重的表征和加工，而对体词可能进行双重的表征和加

26、工，而对于抽象词只有单一的表征和加工。于抽象词只有单一的表征和加工。41其他学者的进一步研究发现：其他学者的进一步研究发现： 使用使用fMRIfMRI技术在再认任务中考察对具体性效应负责的技术在再认任务中考察对具体性效应负责的脑区，结果发现，与抽象名词相比，在具体名词的编脑区，结果发现，与抽象名词相比，在具体名词的编码期间左、右顶叶下部、左前额叶以及前楔状核有更码期间左、右顶叶下部、左前额叶以及前楔状核有更大的激活大的激活(Jessen(Jessen等等,2000) ,2000) 。其他学者的进一步研究发现：其他学者的进一步研究发现：4243使用使用ERPERP技术考察中文词汇加工中的具体性效

27、应。结果表明，技术考察中文词汇加工中的具体性效应。结果表明，在刺激呈现后在刺激呈现后200-500200-500毫秒，与抽象名词相比，具体名词在毫秒，与抽象名词相比，具体名词在大部分电极上都与一个在负走向上更大的大部分电极上都与一个在负走向上更大的ERPERP成分相联系成分相联系（ZhangZhang等等,2006,2006）。）。 （二）（二） KosslynKosslyn的表象计算模型的表象计算模型(Kosslyn,1980)(Kosslyn,1980)1 1、基本观点、基本观点视觉表象以一种特定的、空间载体来表征。视觉表象以一种特定的、空间载体来表征。这一空间载体具有这一空间载体具有4

28、4个关键特征：个关键特征：(1)(1)它具有空间的功能，在相当有限的范围内，它具有一个特定它具有空间的功能，在相当有限的范围内，它具有一个特定的形状并且有能力去描述各种空间关系；的形状并且有能力去描述各种空间关系；(2)(2)它的最高分辨率部分是其中心部分；它的最高分辨率部分是其中心部分；(3)(3)载体具有颗粒，如一幅照片的颗粒是指构成照片颜色的最基载体具有颗粒，如一幅照片的颗粒是指构成照片颜色的最基本色点的大小，如果这些点很大，那么其表征细节的能力是本色点的大小，如果这些点很大，那么其表征细节的能力是有限的；有限的；(4)(4)表象一旦在载体上生成，就开始衰退。表象一旦在载体上生成，就开始

29、衰退。442 2、实验证据、实验证据(Kosslyn,1975,1976,1980)(Kosslyn,1975,1976,1980) 使用表象追踪任务：先要求被试去表象一个目使用表象追踪任务：先要求被试去表象一个目标（如兔子），然后尝试着去标（如兔子），然后尝试着去“看看”被表象目被表象目标的某一特征（如兔子是否有一个突出的鼻标的某一特征（如兔子是否有一个突出的鼻子）。子）。45(Kosslyn,1975,1976,1980)(Kosslyn,1975,1976,1980)结果：结果： 被试在兔子被试在兔子大象对中需要花更长的时间去观看兔子大象对中需要花更长的时间去观看兔子的部分结构，而在兔子

30、的部分结构，而在兔子苍蝇对中则会更少一些。苍蝇对中则会更少一些。 被试的内省报告表明他们常常通过被试的内省报告表明他们常常通过“放大放大”技术去观技术去观看主观上更小一些的表象的各个部分。看主观上更小一些的表象的各个部分。解释：解释： 在两种情景中表象的兔子具有不同的可视性特征。在两种情景中表象的兔子具有不同的可视性特征。46（一）表象的内省（二）表象与知觉的相互作用 Farah(1985)的研究发现，表象和知觉利用共同机制，其中一个的活动可以启动另一个的活动。视知觉和视表象具有相同的脑结构，它们主要产生于枕叶皮质上的神经细胞和神经回路。47四、表象与其他心理过程四、表象与其他心理过程（三）表

31、象不是图画 图画看起来是什么取决于观察者的知识经验等心理状态，不同的人从两可图形看到的内容截然不同。人的心理表象虽然也存在不确定性，但它是被重新组织和解释过的图画的再现。48四、表象与其他心理过程四、表象与其他心理过程49第三节 视觉记忆一、视觉短时记忆一、视觉短时记忆 Logie(1986)与Frick(1988)的研究表明，在短时记忆系统中，视觉系统可以存储复杂形状的表征信息、未经语法分析的模式和未分类的表征信息，视觉信息间是相互覆盖的。50二、复述二、复述 Graefe和Watkins(1980)的实验对图形复述的加工形式： 1. 如果图形来自不同范畴，那么，就要对这些图形进行标识； 2. 通过表象对图形进行再现； 3. 对图形进行言语描述。51三、视觉长时记忆三、视觉长时记忆（一）信息编码与表征（二）记忆系统中图形信息的提取（三）表象能够帮助记忆5253