多目标视觉追踪的注意策略及其眼动模式

该研究采用多目标追踪任务(MOT)对追踪过程中被试的眼动进行记录,探讨追踪过程中的眼动模式及目标数量与刺激物大小变化对眼动模式的影响。结果表明,在追踪过程中,视觉系统采用知觉组织加工策略,以被追踪目标构成的多边形中心为注意中心;追踪成绩受到注意资源限制,随着目标数量的增加,每个目标获得的资源减少;获得较多注意资源的目标更容易被有效追踪,获得资源较少的目标更容易丢失;目标与非目标属性的共同变化不影响追踪眼动模式和追踪成绩。     

视觉运动追踪的加工过程

视觉运动追踪是运动知觉研究的一个重要领域。通过构建视觉运动追踪的过程模型和分析每个阶段的认知加工任务, 可以帮助人们认识运动物体识别的本质。视觉运动追踪包括目标获取和运动追踪两个加工过程：目标获取阶段的主要任务是将目标与背景分离, 集中注意力加工追踪目标; 运动追踪阶段的主要任务是启动平滑追踪眼动和追赶性眼跳, 并发挥行为水平、眼动水平和神经活动水平的预测机制。目标获取同时受背景和目标的运动特征和身份特征影响; 运动追踪系统发挥预测机制的基础是客体表征连续性, 而客体表征连续性的建立同时依赖于目标时空属性和身份特征的编码加工。因此, 视觉运动追踪是视觉系统对客体运动信息和身份语义信息整合的结果。其中, 客体运动信息的加工特性已经获得了比较广泛的研究, 而语义信息加工机制还有待进一步加强。     

目标大小变化对多目标视觉追踪的影响

采用多目标追踪任务（MOT）对追踪过程中被试（16名）的眼动进行记录,探讨目标特征变化对视觉追踪的影响。结果表明：视觉追踪机制能够对物体的特征属性进行编码加工,但加工程度受制于目标物与分心物之间的特征竞争关系;追踪过程中,视觉系统采用知觉组织加工策略,以被追踪目标构成的多边形中心为注意中心;物体大小特征没有引起较多的外源性注意,在物体大小特征的变化条件下,视觉追踪主要是内源性的注意控制加工过程。     

多目标视觉追踪中物体属性加工的眼动研究*

采用多目标视觉追踪任务(MOT),探讨物体颜色特征对视觉追踪的影响,同时记录被试的眼动情况,探讨追踪过程中颜色特征对眼动模式的影响。结果发现,视觉追踪机制能够对物体的颜色特征进行加工,但加工程度受制于目标物与分心物之间的特征竞争关系。在物体颜色特征条件下,视觉系统采用知觉组织加工策略,以被追踪目标构成的多边形中心为注意中心。在对物体颜色特征的加工中,内源性注意与外源性注意相互影响。     

视觉工作记忆负载类型对注意选择的影响

通过操纵Flanker任务相对于视觉工作记忆任务的呈现位置, 探讨在视觉工作记忆编码和保持阶段, 精度负载和容量负载对注意选择的影响。行为结果发现, Flanker任务呈现位置和视觉工作记忆负载类型影响注意选择; ERP结果发现, 在保持阶段, 当搜索目标和干扰项不一致时, 负载类型影响N2成分。研究表明, 在编码阶段, 视觉工作记忆负载主要通过占用更多知觉资源降低干扰效应, 支持知觉负载理论; 而在保持阶段, 当Flanker任务位于记忆项内部时, 两类负载在工作记忆表征过程中不同的神经活动导致投入到注意选择的认知控制资源不同, 可能是两类负载影响保持阶段注意选择的机制。     

多目标视觉追踪的现象、规律和认知加工机制

传统注意研究多基于单个注意焦点和采用静态视觉信息。由Pylyshyn(1988)提出的多目标追踪范式则基于动态场景,是研究同时追踪多个目标的容量有限的注意机制比较常用的范式。在多目标追踪基础上发展起来的多身份追踪范式中的对象带有身份信息,涉及到较复杂的认知机制,如注意、视觉工作记忆等。探讨以上两种视觉追踪的认知加工机制对真实或模拟情境中动态信息的认知加工活动有重要的理论价值和实践指导意义。     

无关长时记忆表征能否引导视觉注意选择?

与任务相关的长时记忆表征在引导视觉注意选择的过程中扮演着重要的角色,它可以使人们在熟悉的视觉情境中快速搜索目标刺激,并偏离干扰刺激。但当长时记忆表征与任务无关时,还能否引导视觉注意选择?目前还不清楚。实验1采用眼动追踪技术直接比较无关工作记忆表征与无关长时记忆表征在视觉搜索阶段对视觉注意的捕获效应,行为反应时与首次注视点百分率的结果都发现,当无关工作记忆表征在视觉搜索中再次出现时能引导视觉注意偏向到与之匹配的干扰刺激,但无关长时记忆表征并没有表现出类似的注意引导效应;实验2探讨记忆表征由工作记忆系统转移到长时记忆系统的过程中对视觉注意的引导效应,结果发现,随着记忆表征的转移,注意引导效应消失了,实验3排除工作记忆表征的干扰后,依然没有发现无关长时记忆表征对注意的引导效应。以上结果表明,无关长时记忆表征并不能像工作记忆表征一样引导视觉注意选择,工作记忆表征和长时记忆表征对视觉注意的引导属于两个不同的认知过程。     

工作记忆负荷、形状干扰对聋人与听力正常人注意捕获影响的眼动研究

通过记录和分析被试的行为和眼动指标,本研究试图探讨不同工作记忆负荷下,形状干扰对聋人与听力正常人不同视野位置上刺激信息捕获注意的异同。研究结果表明：（1）形状干扰刺激虽然没有影响被试视觉加工的认知绩效,但被试的眼动模式会由于工作记忆负荷的改变而改变,高工作记忆负荷时,有形状干扰的注视次数高于无形状干扰。（2）工作记忆负荷、视野位置影响被试视觉加工任务的完成,被试在不同视野位置的加工过程表现出不一致的眼动模式。（3）聋人视觉加工在高工作记忆负荷时存在一定的劣势,但其对不同视野位置的信息加工及形状干扰所产生的注意捕获效应与听力正常人一致。     

背景线索对室内场景中目标搜索的注意引导

以室内3D场景图为实验材料,采用眼动追踪技术,探讨背景线索对真实场景视觉搜索过程中的注意引导。结果发现：在室内场景目标搜索过程中存在背景线索效应,该效应基于对背景-目标共变关系的外显记忆;背景线索对搜索的启动和确认阶段无影响,对扫描阶段的注视行为有促进作用,有助于更有效地选择注视区域,将注视更直接地导向目标所在位置。     

视觉工作记忆负载对听觉偏差干扰效应的调控：来自不同外周提示线索的证据

采用线索提示和视听Oddball结合的实验设计, 通过四个实验探讨了外周视线索下视觉工作记忆负载对听觉偏差干扰效应的调控作用。结果表明：(1)操作外周视线索有效性为50%的条件下, 视觉工作记忆负载的增加使得原本抑制无关声音的过程失败, 因此出现了显著的听觉偏差干扰效应; (2)操作外周视线索有效性为80%的条件下, 发现有策略性的注意定向消耗了注意资源, 无视觉工作记忆负载的情况下同样出现听觉偏差干扰, 并且随着工作记忆负载增加偏差干扰效应增强。研究说明视觉工作记忆负载对听觉偏差干扰的调控是有条件性的, 当来自不同感觉通道的无关刺激与目标的加工过程存在重叠时, 视觉工作记忆负载的增加使得听觉偏差干扰效应增强而不是减弱。     

听觉诱发表象的眼动机制

视觉心理表象是一种基于过去经验的自上而下的加工过程,它是信息表征的一种形式.以往的研究主要采用视觉来诱发表象,但是这很难排除视觉后像的干扰,而且与表象“自上而下”的加工过程不一致.听觉诱发表象很好地解决了视觉后像的干扰问题,也更吻合表象“自上而下”的加工过程,因为被试产生的表象是基于自己过去的经验,从自身出发,主动加工的结果.采用实验法,考察通过听觉通道诱发表象眼动的情况,使用眼动仪记录被试的眼动轨迹.结果发现：（1）不管是运动还是静止的物体,都能诱发表象,在表象时存在眼动行为.（2）运动的物体诱发眼动的程度更大.（3）眼动影响表象的建构,在表象建构中起机能性作用.     

不同目标标记方式对多目标追踪表现的影响

有关多目标追踪的研究多采用目标闪烁数次或目标周围出现方框等视觉方式对目标进行标记。在已有研究基础上,通过2个实验比较了不同目标数量下视觉平行标记、视觉序列标记、听觉序列标记(视听跨通道标记)和视听双通道序列标记4种目标标记方式对多目标追踪表现的影响。研究结果表明在多目标追踪任务中,线索阶段目标的视觉标记比视听跨通道标记更有效,且不受目标的序列标记或平行标记的影响,而视觉和听觉编码结合（视听双通道标记）可以促进任务难度较高时的追踪表现。     

客体信息在视觉工作记忆编码和维持阶段的不同注意选择模式

视觉工作记忆不同加工阶段(编码、维持)对多特征客体信息的注意选择模式是否相同目前仍存在争议。本研究采用变化觉察范式,引入前注意线索和后注意线索,分别探测在视觉工作记忆编码和维持两个阶段中的注意选择模式。3个实验结果显示,在前注意线索试次中,被试对任务相关特征变化的觉察显著受到任务无关特征变化的干扰,表现为任务无关特征变化条件相比于不变条件的反应更慢,报告标准更低;且该干扰效应并不受记忆负荷的影响。而在后注意线索试次中,仅在低记忆负荷条件下(实验1a/1b)存在干扰效应,当记忆负荷增大后(实验2/3)干扰效应消失。结果表明,在视觉工作记忆编码阶段,客体中任务相关与无关特征均被编码进视觉工作记忆并相互竞争注意资源;而在维持阶段,任务无关特征仅在低记忆负荷条件下得到加工。结果揭示,在编码阶段的注意选择模式是基于客体的;而维持阶段的注意选择模式是基于特征的,且受到记忆负荷的调控。     

目标与非目标身份特征的范畴间差异对多身份追踪的促进作用

以数字和字母为实验材料, 考察了多身份追踪任务中目标与非目标的身份特征范畴性差异对目标追踪与身份识别的影响, 并探讨了其可能的认知加工机制。实验1A让被试追踪5个目标, 并操作目标与非目标的身份特征从无差异(目标与非目标为相同的数字)、范畴内差异(目标与非目标为各不相同的数字)到范畴间差异(目标为各不相同的数字, 非目标为各不相同的字母)变化, 发现随着目标与非目标差异水平的提高, 追踪正确率也显著提高。实验1B通过变化追踪目标数量为4和5操作追踪负荷, 发现中等负荷条件下(目标数量为5)实验结果与实验1A相同, 即目标与非目标身份特征的范畴内差异和范畴间差异均可促进追踪表现。实验2考察了目标与非目标身份特征的范畴间差异水平对追踪表现与身份识别的影响。结果发现随着范畴间差异水平的提高, 被试的追踪表现与身份识别表现都得到了显著提高, 但身份识别表现低于追踪表现。对可能解释以上现象的工作记忆理论、分组理论以及多身份追踪模型进行了分析讨论。     

工作记忆表征引导视觉注意选择的眼动研究

工作记忆表征能否引导视觉注意选择？目前实验结果尚不一致。有研究者认为能否观察到注意引导效应取决于视觉搜索类型。研究采用工作记忆任务与视觉搜索任务相结合的双任务范式, 结合眼动追踪技术, 对不同视觉搜索类型下的注意引导效应进行验证。实验1结果发现, 不管视觉搜索任务的靶子是否变化, 在早期的眼动指标上都发现了显著的注意引导效应, 但注意引导效应在靶子固定的视觉搜索任务下表现得更强。实验2在平衡两种视觉搜索任务中的工作记忆负载后发现, 两种视觉搜索任务下都出现了显著的注意引导效应, 但没有发现实验1中所出现的任务间差异。实验结果否定了视觉搜索类型对注意引导效应的决定性影响, 同时也提示工作记忆负载可能在注意引导效应中起重要作用。     

前瞻记忆需要经过策略加工:来自眼动的证据

基于视觉搜索范式,采用多目标刺激呈现的眼动测量方法探索事件性前瞻记忆的加工过程。行为结果显示,对靶目标以及干扰目标的击中率比前瞻记忆目标的击中率均更高,只有前瞻线索和干扰目标比只有靶目标的反应时更长。眼动结果显示,第一注视时间和总注视时间从干扰目标、靶目标到前瞻目标逐渐增长,在前瞻漏报中存在注视到前瞻线索的可能性,搜索序列中靶目标的存在会干扰对前瞻线索的注意。行为和眼动的结果表明,前瞻线索是否被注视到并不会决定前瞻记忆是否会成功,对于意向的实现需要目标检查或者预备注意加工过程,支持策略控制理论。     

工作记忆与知觉负载对工作记忆表征引导注意的调节

本研究采用4个眼动实验探讨不同知觉负载条件下的视觉搜索任务中工作记忆负载对基于工作记忆表征的注意引导效应的影响。实验1和实验3采用低知觉负载的视觉搜索任务,结果在视觉工作记忆负载为1和2时观察到了显著的注意引导效应,但当负载增加到4时注意引导效应消失了;实验2和实验4采用高知觉负载的视觉搜索任务,结果发现注意引导效应在工作记忆负载增加到2时就已经消失了。上述结果表明:工作记忆负载和知觉负载都能够通过调控认知资源的方式来影响工作记忆表征对注意的引导,当认知资源充足时,工作记忆能够同时保持多个记忆表征对视觉注意的引导。     

视觉选择过程中眼跳与注意关系的理论进展

视觉选择的过程包含两种途径:眼跳行动和注意转移,两者对于视觉选择目标物的加工都有促进作用。鉴于此,视觉研究领域产生大量关于二者关联如何的实验研究,大部分研究者认为眼跳和注意转移存在密切联系。该文将关于两者关系的重要理论进行了综合阐述和简要比较,主要介绍五种理论假说:眼动准备假说、动前假说、顺序注意模型、视觉注意模型和竞争整合模型。     

身份交换对多身份追踪表现的影响

本研究探讨了身份交换对多身份追踪表现的影响。实验1和实验2分别考察了全部报告法和部分报告法下身份交换对多身份追踪表现的具体影响。结果均发现, 身份交换对身份−位置绑定干扰程度越大, 位置追踪和身份识别容量也均越低, 但位置容量始终高于身份容量, 并且这些特性在不同追踪负荷上相同。此外, 部分报告法比全部报告法更具有容量测量优势。实验3则进一步从听觉通道上控制了语音复述对当前任务的干扰, 所得结果仍支持实验1和实验2。这表明, 身份交换对多身份追踪的干扰机制是身份−位置绑定机制受到损害, 而非语音复述的作用。     

多目标追踪中“线索”研究的贡献

多目标追踪范式是探讨动态情景下注意加工过程的成熟技术,其对不同阶段注意线索加工与利用的分析,对深入了解注意的动态信息加工过程具有重要意义。从注意线索的视角述评呈现阶段的内源性线索与外源性线索以及追踪阶段的目标数量动态变化和轨迹线索的研究成果及限制因素,提出多目标线索研究是客体档案理论与视觉索引理论之争的关键。虽然多目标追踪范式为内源性线索、外源性线索的提取与策略等研究提供很多便利,但目前该范式在线索的认知资源分配和加工策略上仍有研究留白,尚需进一步探索。