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特征整合理论

心理领域术语

特征整合理论，是认知心理学的一种理论，是在可变焦距模型的基础上发展起来的，最早于1980年由Treisman和Gelade提出。该理论也是一个涉及自动加工的注意理论。他们区分客体（Object）和特征（Feature），将特征看作是某个维量的一个特定值，而客体则是一些特征的结合。他们认为，特征是由功能上独立的一个知觉的子系统所分析的，这种加工是以平行方式进行的，而客体的辨认则需要集中性注意参与，完全是系列加工的结果；集中性注意的作用类似“粘胶”，使一些特征得以结合为一个单一的客体。

理论内涵
特征整合理论，主要探讨视觉早期加工的问题，因此可看其为一种知觉理论或模式识别的理论。由特雷斯曼、赛克斯和盖拉德（Treisman &Gelade）1980年提出。他们将特征看作是某个维量的一个特定值，而客体是一些特征的结合。例如，图形和颜色都是维量，三角形和红色则分别是这两个维量的值，而红色三角形是图形维量的“三角形”值和颜色维量的“红色”值两个特征组成的客体。
特雷斯曼认为，视觉加工过程分为两个阶段(见图1)。
所处阶段
特雷斯曼认为，视觉加工过程分为两个阶段，特征整合发生在视觉处理的后期阶段，是一种非自动化的、序列的处理即：
⑴特征登记阶段（相当于前注意阶段：无需集中性注意）：此时人几乎不需要努力，甚至意识不到它的发生。前注意加工可以帮助人们对周围环境进行指向性的搜索。视觉系统从光刺激模式中抽取特征，是一种平行的、自动化的加工过程。Treiasman假定，视觉早期阶段只能检测独立的特征，包括颜色、尺寸、方向、反差、倾斜性、曲率和线段端点等，还可能包括运动和距离的远近差别。这些特征处于自由漂浮状态（free-floating state）（不受所属客体的约束，其位置在主观上是不确定的）。知觉系统对各个维量的特征进行独立的编码，这些个别特征的心理表征叫特征地图（feature map）。注：前注意阶段不能检测特征之间的关系。
⑵特征整合阶段（物体知觉阶段）。知觉系统把彼此分开的特征（特征表征）正确联系起来，形成能够对某一物体的表征。此阶段，要求对特征进行定位，即确定特征的边界位置在哪里。这是叫位置地图（map of locations）。处理特征的位置信息需要集中性注意。集中性注意就像胶水一样，把原始的、彼此分开的特征整合为一个单一的物体。特征整合发生在视觉处理的后期阶段，是一种非自动化的、序列的处理。由于需要意志努力，当注意超负荷或人们分心时，特别是对注意的要求很高时，就可能会将刺激的特征不恰当地结合，造成错觉现象。
实验证据
1.视觉检测作业
Treisman
刺激：圆形和三角形构成的刺激方阵。
程序：向被试呈现由不同形状和颜色组成的刺激方阵，要求被试确定其中的边界在哪里。
结果：刺激方阵1中，被试很容易看到一条垂直边界的图样；方阵2中，被试也很容易看到一条水平的边界；方阵3中（颜色和形状两个维度混杂呈现），边界的确定很困难。
分析：说明单一的维度特征有利于边界的确定；视觉系统对个别特征的处理比对复合特征的处理容易；视觉的早期阶段只处理个别特征，而不是特征的结合。
2.视觉搜索实验（visual search task）
Treisman
刺激：干扰图形和目标图形。关系：有简单性质的区别；目标图形是一些特征的结合；目标图形同时具有干扰图形的某些成分。
要求：被试从一些干扰图形中找出目标图形。
结果：⑴如果目标图形与干扰图形存在某些简单性质的区别，那么干扰图形的数量对发现目标图形没有影响或影响很小，即发现目标图形的时间与干扰图形的数量无关。说明对于个别特征的处理是平行的。
⑵如果目标图形是一些特征结合（如在红N和绿O中寻找红O），或目标图形同时具有干扰图形的某些成分（如目标图形R，干扰图形为P或Q），那么对目标图形作肯定和否定判断的时间，将随干扰图形数量的增加而呈线性的上升。
分析：结果⑵中，被试必须集中注意所呈现的每个图形，并确定图形中的各种性质和成分是怎样结合在一起的。当干扰图形增加时，被试作肯定判断的反应时是作否定判断的反应时的二分之一。说明特征整合是序列处理。
3.综合性错误实验
Treisman
产生原因：特征抽取在先，特征整合在后，而且特征整合需要集中注意，因此当注意受到干扰时，在视觉处理的早期阶段，就可能出现综合性错误/错误结合（errors of synthesis）。
刺激：三个彩色字母（如蓝色X，绿色T，红色O）。
数字。
程序：呈现三个彩色字母，字母两侧分别有一个数字，呈现时间为200毫秒。
要求被试先报告数字，然后报告彩色字母。
结果：被试对字母的报告出现明显的错误结合，如会把刺激中蓝色X与红色O 错误地重新结合在一起，而报告看到的是红色X。
模型假定
该模型假定：
⑴ 早期视觉把景物中的一些简单和有用的信息，编码成一些特征模块，这些模块可能保持着可见世界的空间关系，但它们本身并不能向处理过程的以后各阶段直接提供空间信息。
⑵随后，集中注意开始发生作用，它选取和整合位于一个特定位置上的特征。这种选取和整合的作用是通过一张主要的位置地图而起作用的。通过注意的作用，当前在某个被选定的位置上出现的所有特征，就都进入一个临时的物体表征或文件中。
⑶ 最后，在每个物体文件中关于性质和结构关系的整合信息将与在识别网络（recognition network）中已储存的对物体的描述进行比较。
总之，对物体的识别依赖于感觉特征的分析和识别网络，即依赖于有关特定物体的信息的集合；当信息更新时，原来的物体文件可能被取消，并被新的文件所取代，因而开始一段新的知觉过程。
模型评价
Treisman既重视自下而上的加工在知觉中的作用，也承认物体文件和识别网络的相互作用。在这个意义上，注意的特征整合模型，是一个以自上而下的加工为主要特征的、具有局部交互作用的模型。
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