加工方式與面孔識別能力的關系

很多研究證實，整體加工在面孔認知中有著非常重要的作用。有研究表明，個體的面孔再認能力與整體加工能力有關。但也有研究表明，特征信息在面孔加工中起重要作用，我們采用面孔反轉效應范式來研究整體加工和特征加工與面孔識別能力的關系。研究采用再認績效敏感度指標d’作為因變量。實驗讓33個被試依次完成花朵再認任務、正立面孔再認任務和反轉面孔再認任務。結果發現，正立面孔與花朵相關不顯著；以花朵績效為協變量，正立面孔與反轉面孔的差和正立面孔呈相關顯著（r=0.39）；正立面孔與反轉面孔相關顯著（r=0.45）。實驗支持了這樣一種假設：面孔認知能力不僅與整體加工能力有關，而且與特征加工有關，并且這兩種加工不同于物體加工。

面孔反轉效應整體加工物體加工面孔認知

一、前言

面孔的識別對人類的生活與工作有巨大的影響。已有研究表明，一個人對面孔的加工方式會影響面孔識別能力，其中包括整體加工、局部加工等因素。整體加工是指，人類視覺系統不僅僅把分離的面部特征作為一個集合來加工，而且是一個完整的知覺的整體。不同的個體之間是否存在不同的整體加工能力？這種加工能力是否與個體的面孔認知能力有關？不同研究得到了不同的結果。在最近的一篇文章中，Konar，Bennett和Sekuler指出整體加工不能預測面孔認知能力。Konar等人的研究結果顯示，劍橋面孔記憶測試（CFMT）和合成面孔效應范式的結果相關不顯著，并且面孔識別任務和合成面孔效應范式的結果相關也不顯著。他們的結果提示整體加工與面孔認知能力的相關不顯著。但是Richler，Cheung和Gauthier對Konar使用的復合設計的有效性提出質疑，又認為Konar可能高估了外貌特征的影響力，在現實情況下可能不那么有用。他們使用面孔再認任務，合成面孔任務和劍橋面孔記憶測試3個任務來進行一次對面孔識別個體差異的有效測量。他們的研究結果：CFMT的績效和合成面孔任務的績效相關顯著。面孔再認任務的績效與反應時和合成面孔任務的績效有顯著的相關。結果說明，整體加工的影響越大，面孔識別的績效越好。這一發現說明，整體加工對于面孔加工是很重要的。

這些矛盾的結果提示我們對這一領域需要更多地研究。由于在這2個研究中均采用了合成面孔效應范式來測量整體加工水平，但是這兩個研究的結果存在矛盾。因此，在我們的研究中將采用另一種可以用于測量整體加工的范式——反轉效應。Searcy和Bartlett的的一項研究，在實驗中呈現正立或倒置的面孔，要求被試判斷面孔的怪異程度。顯現的面孔有的通過調整眼睛、鼻子和嘴巴的位置來扭曲空間結構，有的通過模糊瞳孔或者使牙齒變黑來扭曲單個特征。結果發現，當倒置時，空間扭曲的怪異比率顯著低于特征扭曲，這表明，面孔倒置對整體信息編碼的影響遠遠多于對特征信息的影響。

在本研究中，我們設計了三個任務，包括正立面孔再認、反轉面孔再認以及花朵再認。我們將正立面孔定義為包括整體加工和特征加工的過程，將反轉面孔定義為只有特征加工的過程。根據正立面孔任務和反轉面孔任務的相互關系，來研究整體加工在面孔識別過程中的影響。同時，我們加花朵再認來控制一般記憶能力和實驗范式對結果的影響。

二、方法

1.實驗材料

80張相同背景的面孔照片，男性面孔40張，女性面孔40張，圖片大小為像素400*480，面部表情和面孔朝向相同或相近。

40張相同背景的花朵照片，圖片大小為像素640*480，花朵朝向相同或相近。

2.實驗被試

浙江理工大學學生32名，其中男生16名。視力或矯正視力正常。無類似實驗經歷。

3.實驗設備

安靜的實驗室，裝有E-prime軟件的標準實驗計算機，計算機標準鍵盤。

4.實驗程序

實驗為被試內設計，全部被試完成三個任務。

本研究采用標準“old/new”再認范式。每個任務都分為兩個部分：學習階段和再認階段。在學習階段時，每個被試要學習記憶20個目標刺激，持續1秒，每個刺激呈現兩遍。隨后在再認階段，40個刺激以隨機順序呈現給被試。這40個刺激包括先前在學習階段中呈現的20個刺激以及20個新刺激。被試被要求判斷哪些是“老”刺激而哪些是“新”刺激，并又快又準按鍵反應。每張刺激最長判斷時間為5000ms。

一共進行3個任務，分別是花朵再認、正立面孔再認、反轉面孔再認。3個任務的呈現順序是先做花朵再認任務，正立面孔再認和反轉面孔再認任務在每個被試中呈現順序隨機。

花朵再認任務中，被試學習20張花朵圖片，每張圖片呈現兩遍，然后再認；正立面孔和反轉面孔再認任務中，實驗程序同上，所有的實驗材料為正立面孔或反轉面孔。

三、結果與討論

以3個任務的辨別力（d'值）作為因變量，進行分析。配對樣本的t檢驗結果表明，正立面孔再認績效優于反轉面孔再認績效，兩者差異顯著，t（31）=7.49，p<0.01；正立面孔與花朵相關不顯著；以花朵績效為協變量，正立面孔與反轉面孔的差和正立面孔績效呈正相關，r=0.39，p<0.05）；正立面孔績效與反轉面孔績效呈正相關，r=0.45，p<0.01。

在實驗中，我們重現了“反轉效應”的實驗，結果發現，反轉面孔再認的績效顯著低于正立面孔。這與前人的研究結果一致，由于正立面孔可以依賴整體加工進行面孔識別，而反轉中斷了這種加工，使得人們只能依賴特征加工進行面孔識別，從而導致績效下降。

我們的研究發現，正立面孔的再認績效與正立面孔和反轉面孔再認績效差之間存在顯著正相關。正立面孔和反轉面孔的差異是前者存在整體加工而后者嚴重削弱了整體加工，因此，我們用兩者的差表示整體加工，兩者的差與正立面孔的再認績效存在正相關表明正立面孔的識別和整體加工能力存在正相關。這一結果與Richler，Cheung和Gauthier等人的結果一致。

我們的研究還發現，正立面孔的再認績效與反轉面孔再認績效存在正相關，并且其相關系數大于與正立和反轉面孔差的相關系數，由于反轉面孔以特征加工為主，這表明個體的面孔再認能力與特征加工能力之間存在正相關。這與Hayward等人的研究結果一致，他們的研究發現被試不僅對面孔的整體加工存在本種族優勢，而且對面孔的特征加工也存在本種族優勢。

更為重要的是，在我們的研究中，我們采用花朵再認績效作為協變量，花朵是日常生活中常見的物品，但是人們在日常生活中并沒有對花朵進行個體化加工，因此人們對花朵再認的專家化水平遠低于面孔。以花朵作為協變量可以排除一般的記憶能力和范式造成的影響。這使得我們有理由相信兩個相關系數是由于整體加工和特征加工造成的，而不是其他因素。

四、結論

1.正立面孔的再認績效顯著高于反轉面孔，存在反轉效應。

2.以花朵再認績效為協變量，正立面孔的再認績效與正立和反轉面孔再認績效差存在顯著正相關，正立面孔再認績效與反轉面孔再認績效存在正相關。

3.面孔認知能力不僅與整體加工能力有關，而且與特征加工有關，并且這兩種加工不同于物體加工。

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基金項目：浙江省大學生科技創新項目；項目編號：2013R406017。