角度知覺是視覺信息加工中最關鍵的中間環(huán)節(jié)之一,對人類知覺物體形狀起著重要的作用。關于人類如何知覺角度的問題引發(fā)了前人進行大量的討論:格式塔主義提出角度以整體特征進行表征的理論,而結構主義則堅持角度以線條組合進行表征的觀點。為了能夠更好地理解這個問題,我們提出了一個新的計算模型,并用實驗證明了人類視覺系統(tǒng)在知覺角度時使用一個正交直角坐標系作為內在參照系(internal reference frame,IRF)。我們的模型假設視覺系統(tǒng)對角度特征的加工包含三個階段:1)朝向編碼階段——編碼組成角度的兩條線段的朝向信息;2)坐標轉換階段——執(zhí)行坐標轉換,將角度的其中一條邊與離它最近的坐標軸對齊;3)IRF下的角度估計階段——借助內在參照系更精確地估計角度的大小。我們比較了多個模型對前人數據的擬合程度,發(fā)現(xiàn)IRF模型能夠比其他現(xiàn)有模型更準確地預測角度差別閾限的規(guī)律。進一步分析IRF模型各個階段對角度知覺的影響后發(fā)現(xiàn):總的來說,IRF下的角度估計在角度知覺中起到最關鍵的作用;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,這驗證了朝向編碼階段對角度差別閾限的貢獻。2)當二項迫選范式中先后呈現(xiàn)的兩個角度刺激只在角平分線朝向上存在差別時,改變該差別的程度對任務表現(xiàn)沒有顯著影響,暗示坐標旋轉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知識相一致。4)我們運用了虛擬現(xiàn)實技術來探究各種外部參照線索對角度知覺的影響。通過旋轉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灾�,這項研究為角度辨別提供了一個新的計算框架,解決了長期以來關于角度知覺的爭論。
【學位單位】：華東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：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

內在參照系（IRF）模型
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本文編號：2880121