特徵整合理論

特徵整合理論，是認知心理學的一種理論，是在可變焦距模型沒有對視覺集中性注意的加工機制給出解釋的缺點上1980年由Treisman和Gelade提出並試圖用特徵整合理論來彌補這一缺點。該理論也是一個涉及自動加工的注意理論。他們區分客體（Object）和特徵（Feature），將特徵看作是某個維量的一個特定值，而客體則是一些特徵的結合。他們認為，特徵是由功能上獨立的一個知覺的子系統所分析的，這種加工是以平行方式進行的，而客體的辨認則需要集中性注意參與，完全是系列加工的結果；集中性注意的作用類似“粘膠”，使一些特徵得以結合為一個單一的客體。

基本介紹

• 中文名：特徵整合理論
• 外文名：Feature integration theory
• 年代：1980
• 提出者：AM Treisman & G Gelade

理論內涵

特徵整合理論，主要探討視覺早期加工的問題，因此可看其為一種知覺理論或模式識別的理論。由特雷斯曼、賽克斯和蓋拉德（Treisman &Gelade）1980年提出。他們將特徵看作是某個維量的一個特定值，而客體是一些特徵的結合。例如，圖形和顏色都是維量，三角形和紅色則分別是這兩個維量的值，而紅色三角形是圖形維量的“三角形”值和顏色維量的“紅色”值兩個特徵組成的客體。

特雷斯曼認為，視覺加工過程分為兩個階段(見下圖)。

所處階段

特雷斯曼認為，視覺加工過程分為兩個階段，特徵整合發生在視覺處理的後期階段，是一種非自動化的、序列的處理即：

⑴特徵登記階段（相當於前注意階段：無需集中性注意）：此時人幾乎不需要努力，甚至意識不到它的發生。前注意加工可以幫助人們對周圍環境進行指向性的搜尋。視覺系統從光刺激模式中抽取特徵，是一種平行的、自動化的加工過程。Treiasman假定，視覺早期階段只能檢測獨立的特徵，包括顏色、尺寸、方向、反差、傾斜性、曲率和線段端點等，還可能包括運動和距離的遠近差別。這些特徵處於自由漂浮狀態（free-floating state）（不受所屬客體的約束，其位置在主觀上是不確定的）。知覺系統對各個維量的特徵進行獨立的編碼，這些個別特徵的心理表征叫特徵地圖（feature map）。註：前注意階段不能檢測特徵之間的關係。

⑵特徵整合階段（物體知覺階段）。知覺系統把彼此分開的特徵（特徵表征）正確聯繫起來，形成能夠對某一物體的表征。此階段，要求對特徵進行定位，即確定特徵的邊界位置在哪裡。這是叫位置地圖（map of locations）。處理特徵的位置信息需要集中性注意。集中性注意就像膠水一樣，把原始的、彼此分開的特徵整合為一個單一的物體。特徵整合發生在視覺處理的後期階段，是一種非自動化的、序列的處理。由於需要意志努力，當注意超負荷或人們分心時，特別是對注意的要求很高時，就可能會將刺激的特徵不恰當地結合，造成錯覺現象。

實驗證據

1.視覺檢測作業

Treisman

刺激：圓形和三角形構成的刺激方陣。
程式：向被試呈現由不同形狀和顏色組成的刺激方陣，要求被試確定其中的邊界在哪裡。
結果：刺激方陣1中，被試很容易看到一條垂直邊界的圖樣；方陣2中，被試也很容易看到一條水平的邊界；方陣3中（顏色和形狀兩個維度混雜呈現），邊界的確定很困難。
分析：說明單一的維度特徵有利於邊界的確定；視覺系統對個別特徵的處理比對複合特徵的處理容易；視覺的早期階段只處理個別特徵，而不是特徵的結合。

2.視覺搜尋實驗（visual search task）

Treisman
刺激：干擾圖形和目標圖形。關係：有簡單性質的區別；目標圖形是一些特徵的結合；目標圖形同時具有干擾圖形的某些成分。
要求：被試從一些干擾圖形中找出目標圖形。
結果：⑴如果目標圖形與干擾圖形存在某些簡單性質的區別，那么干擾圖形的數量對發現目標圖形沒有影響或影響很小，即發現目標圖形的時間與干擾圖形的數量無關。說明對於個別特徵的處理是平行的。
⑵如果目標圖形是一些特徵結合（如在紅N和綠O中尋找紅O），或目標圖形同時具有干擾圖形的某些成分（如目標圖形R，干擾圖形為P或Q），那么對目標圖形作肯定和否定判斷的時間，將隨干擾圖形數量的增加而呈線性的上升。
分析：結果⑵中，被試必須集中注意所呈現的每個圖形，並確定圖形中的各種性質和成分是怎樣結合在一起的。當干擾圖形增加時，被試作肯定判斷的反應時是作否定判斷的反應時的二分之一。說明特徵整合是序列處理。

3.綜合性錯誤實驗

Treisman
產生原因：特徵抽取在先，特徵整合在後，而且特徵整合需要集中注意，因此當注意受到干擾時，在視覺處理的早期階段，就可能出現綜合性錯誤/錯誤結合（errors of synthesis）。
刺激：三個彩色字母（如藍色X，綠色T，紅色O）。
數字。
程式：呈現三個彩色字母，字母兩側分別有一個數字，呈現時間為200毫秒。
要求被試先報告數字，然後報告彩色字母。
結果：被試對字母的報告出現明顯的錯誤結合，如會把刺激中藍色X與紅色O 錯誤地重新結合在一起，而報告看到的是紅色X。

模型假定

該模型假定：

⑴ 早期視覺把景物中的一些簡單和有用的信息，編碼成一些特徵模組，這些模組可能保持著可見世界的空間關係，但它們本身並不能向處理過程的以後各階段直接提供空間信息。

⑵隨後，集中注意開始發生作用，它選取和整合位於一個特定位置上的特徵。這種選取和整合的作用是通過一張主要的位置地圖而起作用的。通過注意的作用，當前在某個被選定的位置上出現的所有特徵，就都進入一個臨時的物體表征或檔案中。

⑶ 最後，在每個物體檔案中關於性質和結構關係的整合信息將與在識別網路（recognition network）中已儲存的對物體的描述進行比較。

總之，對物體的識別依賴於感覺特徵的分析和識別網路，即依賴於有關特定物體的信息的集合；當信息更新時，原來的物體檔案可能被取消，並被新的檔案所取代，因而開始一段新的知覺過程。

模型評價

Treisman既重視自下而上的加工在知覺中的作用，也承認物體檔案和識別網路的相互作用。在這個意義上，注意的特徵整合模型，是一個以自上而下的加工為主要特徵的、具有局部互動作用的模型。