角度知覺是視覺信息加工中最關(guān)鍵的中間環(huán)節(jié)之一,對人類知覺物體形狀起著重要的作用。關(guān)于人類如何知覺角度的問題引發(fā)了前人進(jìn)行大量的討論:格式塔主義提出角度以整體特征進(jìn)行表征的理論,而結(jié)構(gòu)主義則堅(jiān)持角度以線條組合進(jìn)行表征的觀點(diǎn)。為了能夠更好地理解這個(gè)問題,我們提出了一個(gè)新的計(jì)算模型,并用實(shí)驗(yàn)證明了人類視覺系統(tǒng)在知覺角度時(shí)使用一個(gè)正交直角坐標(biāo)系作為內(nèi)在參照系(internal reference frame,IRF)。我們的模型假設(shè)視覺系統(tǒng)對角度特征的加工包含三個(gè)階段:1)朝向編碼階段——編碼組成角度的兩條線段的朝向信息;2)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換階段——執(zhí)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,將角度的其中一條邊與離它最近的坐標(biāo)軸對齊;3)IRF下的角度估計(jì)階段——借助內(nèi)在參照系更精確地估計(jì)角度的大小。我們比較了多個(gè)模型對前人數(shù)據(jù)的擬合程度,發(fā)現(xiàn)IRF模型能夠比其他現(xiàn)有模型更準(zhǔn)確地預(yù)測角度差別閾限的規(guī)律。進(jìn)一步分析IRF模型各個(gè)階段對角度知覺的影響后發(fā)現(xiàn):總的來說,IRF下的角度估計(jì)在角度知覺中起到最關(guān)鍵的作用;但對于0°、90°和180°大小的角度,朝向編碼階段的作用更大。為了檢驗(yàn)上述模型的合理性,我們開展了以下研究并發(fā)現(xiàn):1)直角的差別閾限隨著角平分線朝向的變化而發(fā)生波動,這驗(yàn)證了朝向編碼階段對角度差別閾限的貢獻(xiàn)。2)當(dāng)二項(xiàng)迫選范式中先后呈現(xiàn)的兩個(gè)角度刺激只在角平分線朝向上存在差別時(shí),改變該差別的程度對任務(wù)表現(xiàn)沒有顯著影響,暗示坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)階段可能不會影響角度知覺的表現(xiàn)。3)通過分析自然場景圖片庫中的角度分布,我們發(fā)現(xiàn)在自然環(huán)境中0°、90°和180°角度的出現(xiàn)頻率相對較高,這表明我們提出的正交直角的IRF與人類對角度分布的先驗(yàn)知識相一致。4)我們運(yùn)用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來探究各種外部參照線索對角度知覺的影響。通過旋轉(zhuǎn)飛行模擬器中被試的身體位置以及頭戴式顯示器中的視覺環(huán)境,我們分離了自我中心、視覺環(huán)境和重力三種參照線索。結(jié)果顯示,角度差別閾限主要依賴于自我中心線索,且視覺環(huán)境和重力線索對閾限的影響較小�？偠�言之,這項(xiàng)研究為角度辨別提供了一個(gè)新的計(jì)算框架,解決了長期以來關(guān)于角度知覺的爭論。
【學(xué)位單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：B842.2
【部分圖文】：

物體局部輪廓信息的加工

角度知覺的兩種可能方式

內(nèi)在參照系（IRF）模型
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本文編號：2880121