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简单介绍下认知心理学中的魔鬼城堡模型

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  模式是指由若干元素或成分按一定关系集合而成的墨中刺激结构或刺激的组合。模式识别是指人把输入刺激(模式)的信息与尝试记忆中的信息进行匹配,并辨认出该刺激属于什么范畴的过程。模式识别过程一般经历分析、比较和决策三个阶段。

  模式识别(Pattern Recognition)是认知心理学研究领域中的核心问题之一,同时也是人工智能、神经生理学等学科高度关注、广泛研究的课题。模式识别与感觉、记忆、学习、思维等心理过程紧密联系,使透视人类心理活动的重要窗口之一。当代心理学的知觉研究主要涉及模式识别,特别是视知觉的模式识别。 模式识别理论

  模板匹配理论是模式识别的最简单的一种理论假设。它的核心思想是,在人的长时记忆中所编码的信息中,存储着各式各样的来自个体过去经历的各种外部模式的拷贝或复本,即模板(Template),它们与外部的刺激模式存在着一一对应的关系。当一个刺激作用于人的感觉器官时,刺激信息得到编码并于头脑中所存储的模板进行比较和匹配,然后确定哪一个模板与刺激信息最为吻合,就把该刺激信息确认为是与头脑中的某个模板相同,即产生模式识别效应,反之则不能被辨别与认识。可见,模式识别是刺激信息与脑中某个或某些模板产生最佳匹配的过程。

  该理论的基本观点是刺激信息与脑中模板的最佳匹配,而且这种匹配要求两者具有最大相似的重叠。该理论假设个体在长时记忆中存储有大量的,甚至是无穷的相应的特定模板,否则就不能得到模式识别或发生错误的模式识别。如果要得到正确的模式识别,就需要在人的长时记忆中存储不可计数的面模板,但这就会极大地增加人的记忆负担,于人在模式识别过程中所表现出来的高度灵活性是不一致的。

  弥补该理论得不足,又两种改进:一是假设每一个模式要由几个模板来表征,这样模式识别就有了更大的灵活性,但是,这样就与模板匹配的理论假设相异了。二十家舍刺激信息在于模板匹配之前,刺激信息需要先进性标准化过程,通过改变刺激信息的某些原始特征,使它具有与长时记忆中模板的标准大小和

  奈塞尔在1967年对以上假设进行实验验证,他认为人在模型匹配之前,会主动地将刺激信息在外形、大小或方位等方面作出某种前期加工(Preprocessing).前期加工包括了两个方面的操作:第一个方面是局部性加工操作(Local Operation),借以消除刺激中的不必要或不重要或不具有某种意义的信息;第二个方面是标准化的加工操作(Normalizing Operation),即将刺激信息中过大的、过小的、倾斜的或扭曲的刺激信息进行调整,使其重新转换为一个标准的或常态的刺激信息,这样就能够大大减少长时记忆中模板的数量,并产生有效的模式识别。

  该理论的局限性:首先,人的长时记忆需要存储无数个模板,这既会给记忆带来沉重的负担,也会使人在识别事物时缺少灵活性;其次,无法解释人为何有时能够非常迅速地识别一个新的、不熟悉的事物的这种常见情况;第三,没有说明模板匹配的信息编码形式,即外部刺激模式与脑中模板的比较是平行加工还是系列加工;是从事物的局部特征开始的,还是从事物的整体特征开始的,这些问题都与知觉活动过程和知识表征有关。

  该理论人为,在人的长时记忆中存储者的不是与外部事物模式一一对应的模板,而是事物的某种“原型”。原型是指一类客观事物的抽象物,是一类客观事物所共有的关键性特征。

  该理论假设,由于原型是一种概括化了的内部表征,因此它们并不要求与外部刺激信息严格匹配,只需要能近似匹配即可。一旦外部刺激信息与人脑中的某个原型有罪近似的匹配,就可以把它纳入这一原型所概括的范畴内得到识别。

  不足的是:原型匹配模型只具有自下而上的加工过程,而没有自上而下的加工过程。

  该理论认为,模式是由若干元素及其之间关系的特征组成结合体,任何模式都可以被分解为诸多特征或属性,模式识别就是通过对刺激信息特征的分析,然后与其存储在长时记忆中的模式相比较厚,决定与哪个模式进行匹配的过程。

  奈塞尔(1964)认为,当目标特征与干扰特征不相同的时候,就更容易发现和找到目标。这个结论启发了认知心理学家,他们认为,这种在搜索速度上存在着的明显差异,表明人在模式识别过程中,首先是次哦能够刺激模式中抽取出特征并加以编码,然后再把目标字母与背景字母加以比较的。

  谢夫里奇(O、G、Selfridge)在《魔宫》(Pandemonium)文中提出一个模式识别的特征匹配模型,称为“魔鬼城堡”模型(P80),有四个层次或阶层等级系统,每个层次上的“鬼”(demon)执行着某个特定的任务,并依次工作,直到最终实现模式识别。由低到高依次为“印象鬼”(image demon)、“特征鬼”(feature demon)、“认知鬼”(cognitive demon)和“决策鬼”(decision demon)。在这个过程中有两个重要的特点:一是“特征鬼”对模式的分析是呈阶梯结构(hierarchical structure)的。二是模式识别是平行加工(parallel processing)与系列加工(serial processing)共同进行的过程。

  模式识别的特征匹配理论仅对刺激信息的部分特征识别过程作出解释,即它只关心自下而上的加工部分,却忽略了基于背景信息和主观期待的自上而下的加工过程。

  在对刺激信息的知觉过程中,人的经验起着很重要的作用。由于次级模式不适孤立地出现的,它们总是处于与其他模式或其他模式属性的联系中。为此在模式识别过程中,这种自上而下的加工作用,随着模式识别研究的深入而日益受到重视。

  1996年,布鲁斯(Bruce)等人提出了结构优势描述理论。该理论认为,结构是由“一些描述特定构成的命题组成,这些命题是象征性的,虽然是用词汇来描述它们,但是它却不是语言的。”

  三人行考研提示各位考生,复习时要注意重点也要注意细节,需更深刻的理解模式识别的代表人物和代表观点,并在理解的基础上记忆。

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