第九章人的信息处理系统--最终版课件.ppt

第九章第九章 人的信息处理系统人的信息处理系统 1、 人的信息处理系统人的信息处理系统 2、 感知系统的信息加工感知系统的信息加工 3、 认知系统的信息加工认知系统的信息加工 4、 人的信息输出人的信息输出主主要要内内容容信息论有关的知识信息论有关的知识信息论有关的知识信息论有关的知识 信息：信息：是能消除事先不能确定的情况的信号或知识是能消除事先不能确定的情况的信号或知识 信息量：信息量：是不确定性平均减少量是不确定性平均减少量 信息量的大小是可消除不确定性的多少来衡量，即信息中所信息量的大小是可消除不确定性的多少来衡量，即信息中所含的信息量是出现该消息的概率的函数含的信息量是出现该消息的概率的函数 消息中所含的信息量消息中所含的信息量I与该信息出现的概率与该信息出现的概率P(X)的关系式：的关系式：I=loga1/P(X)=-logaP(X) N个等概率事件所含的信息量：个等概率事件所含的信息量： Hlog2N9.1 9.1 人的信息处理系统模型人的信息处理系统模型 近代信息奠基人近代信息奠基人ShannonShannon把概率论应用于信息加工把概率论应用于信息加工 19591959年阿特列夫把信息引入到心理学。

年阿特列夫把信息引入到心理学 m m个符号组成的消息，每个字符所含有的信息量个符号组成的消息，每个字符所含有的信息量 Hlog2m m m个符号组成的消息，总的信息量个符号组成的消息，总的信息量 Hlog2（N1N2N3.Nm） log2（N1） log2（N2） .log2Nm）9.1 9.1 人的信息处理系统模型人的信息处理系统模型 信息传递模式信息传递模式信息源发出的信息被信息源发出的信息被信宿信宿完全接受；完全接受；信息源发出的信息在传递过程中被消耗殆尽；信息源发出的信息在传递过程中被消耗殆尽；信息源发出的信息虽有消耗，信宿收到的信号混有其它信息源发出的信息虽有消耗，信宿收到的信号混有其它噪声成分噪声成分人的信息加工模式人的信息加工模式人的信息加工模式人的信息加工模式用信息的观点解释人的认知过程，人被认为是一个信息加工系用信息的观点解释人的认知过程，人被认为是一个信息加工系统其信息加工模型包括统其信息加工模型包括感知觉系统感知觉系统、认知决策系统认知决策系统(中枢信息中枢信息处理系统处理系统)和和反应（运动）系统反应（运动）系统9.1 9.1 人的信息处理系统模型人的信息处理系统模型注意注意资源资源反应反应决策决策知觉知觉感觉储存感觉储存工作记忆工作记忆长期记忆长期记忆反馈反馈图图1 1 人的信息处理系统的结构图人的信息处理系统的结构图1 1、感知觉系统、感知觉系统 感觉存储：感觉存储：是外界输入刺激后人对信息进行加工的第一个阶是外界输入刺激后人对信息进行加工的第一个阶段。

它存储输入感觉器官的刺激信息，保持短时记忆它存储输入感觉器官的刺激信息，保持短时记忆短时记忆的信息只有通过记忆的信息只有通过注意注意才能转化为一种较持久的形式而得才能转化为一种较持久的形式而得到保持 2 2、认知决策处理系统、认知决策处理系统 在感觉之后是人的认知决策处理系统，对在感觉之后是人的认知决策处理系统，对信息进行编码信息进行编码，存，存入到本系统的入到本系统的工作记忆工作记忆中，同时可以从中，同时可以从长期记忆长期记忆中提取有关中提取有关信息，进行信息，进行综合分析综合分析，并作出如何反应的决策，将决策信息，并作出如何反应的决策，将决策信息传递给运动反应系统传递给运动反应系统 3 3、反应运动系统、反应运动系统 执行执行认知决策处理系统作出的决策反应认知决策处理系统作出的决策反应9.1 9.1 人的信息处理系统模型人的信息处理系统模型 4 4、反馈、反馈 反馈：反馈：将效应器官作出相应动作的结果作为一种新的刺激，将效应器官作出相应动作的结果作为一种新的刺激，反向传递给输入端反向传递给输入端 5 5、注意资源、注意资源 从外界刺激到感觉到最后的反应执行的各个阶段的信息加工从外界刺激到感觉到最后的反应执行的各个阶段的信息加工几乎都不离开几乎都不离开注意注意。

注意的功能在于对外界大量信息进行注意的功能在于对外界大量信息进行过滤过滤、筛选筛选，使符合需，使符合需要的信息在大脑中得到加工要的信息在大脑中得到加工9.1 9.1 人的信息处理系统模型人的信息处理系统模型9.2 9.2 感知系统的信息加工感知系统的信息加工 一、感觉与知觉系统一、感觉与知觉系统一、感觉与知觉系统一、感觉与知觉系统9.2 9.2 感知系统的信息加工感知系统的信息加工 1、感受器及其信息接受能力、感受器及其信息接受能力p感觉感觉是人脑对直接作用于感觉器官的事物个别属性的反映，是人脑对直接作用于感觉器官的事物个别属性的反映，是一切复杂心理活动的基础和前提是一切复杂心理活动的基础和前提p感受器可分为视、听、触、味、肤觉每种感觉器都有各感受器可分为视、听、触、味、肤觉每种感觉器都有各自的适宜刺激（表自的适宜刺激（表9-1）p感受器对信息载体的能量要求（感受器对信息载体的能量要求（刺激阈限刺激阈限见表见表9-2） 当信号刺激的能量分布落在当信号刺激的能量分布落在绝对感觉阈限绝对感觉阈限的上下限之间时，的上下限之间时，人不仅可觉察到信号的存在，还能觉察到信号刺激的能量分人不仅可觉察到信号的存在，还能觉察到信号刺激的能量分布差异。

布差异 9.2 9.2 感知系统的信息加工感知系统的信息加工差别感觉阈限：差别感觉阈限：引起差别感觉的刺激间的最小差别引起差别感觉的刺激间的最小差别差别感觉性差别感觉性：对最小差别量的感受能力，反映感觉的敏锐性对最小差别量的感受能力，反映感觉的敏锐性 A A A A A A A A A A A A A A A A在人机系统设计中，常利用信号的能量差异来进行信息编码在人机系统设计中，常利用信号的能量差异来进行信息编码如：飞机警告系统中采用不同强度和不同频率的声音混合编码，如：飞机警告系统中采用不同强度和不同频率的声音混合编码，以提高警告信号的传信绩效以提高警告信号的传信绩效2、知觉、知觉p知觉定义知觉定义：知觉是在人脑对直接作用于感觉器官的客观事物知觉是在人脑对直接作用于感觉器官的客观事物和主观状况整体的反映和主观状况整体的反映p 知觉是以知觉是以感觉感觉为基础，是为基础，是刺激刺激和和知识经验知识经验的相互作用的相互作用9.2 9.2 感知系统的信息加工感知系统的信息加工p知觉的分类：知觉的分类： 视知觉视知觉、听知觉、听知觉、触知觉触知觉、味知觉、嗅知觉、味知觉、嗅知觉 根据人脑认识事物的特性分：根据人脑认识事物的特性分：空间空间知觉知觉、时间知觉和、时间知觉和运动知觉运动知觉。

视知觉视知觉是更进一步的从眼球接收器官到视觉刺激后，一路传导到是更进一步的从眼球接收器官到视觉刺激后，一路传导到大脑接收和辨识的过程，包含视觉刺激撷取、组织视觉讯息，大脑接收和辨识的过程，包含视觉刺激撷取、组织视觉讯息，最后做出适当的反应最后做出适当的反应p 视觉注意力视觉注意力p 视觉记忆视觉记忆p 图形区辨图形区辨p 视觉想象视觉想象9.2 9.2 感知系统的信息加工感知系统的信息加工9.2 9.2 感知系统的信息加工感知系统的信息加工错觉错觉（知觉的特殊形态）即知觉的映像和事物的客观（知觉的特殊形态）即知觉的映像和事物的客观不相符9.2 9.2 感知系统的信息加工感知系统的信息加工9.2 9.2 感知系统的信息加工感知系统的信息加工圆圆9.2 9.2 感知系统的信息加工感知系统的信息加工9.2 9.2 感知系统的信息加工感知系统的信息加工3、感觉与知觉的区别、感觉与知觉的区别2.1 2.1 神经系统与感觉神经系统与感觉p从知觉的过程得知，客观事物是首先被感觉，然后才能进一从知觉的过程得知，客观事物是首先被感觉，然后才能进一步被知觉，所以知觉是在感觉的基础上产生的，感觉的事物步被知觉，所以知觉是在感觉的基础上产生的，感觉的事物个别属性越丰富、越精确，对事物的知觉也就越完整、越正个别属性越丰富、越精确，对事物的知觉也就越完整、越正确。

确p感觉感觉反映的是客观事物的反映的是客观事物的个别属性个别属性，而知觉反映的是，而知觉反映的是客观事客观事物的整体物的整体感觉的性质较多取决于刺激物的性质，而知觉过感觉的性质较多取决于刺激物的性质，而知觉过程带有意志成分，人的知识、经验、需要、动机、兴趣等因程带有意志成分，人的知识、经验、需要、动机、兴趣等因素直接影响知觉的过程素直接影响知觉的过程9.2 9.2 感知系统的信息加工感知系统的信息加工 二、感知过程中的信息储存二、感知过程中的信息储存二、感知过程中的信息储存二、感知过程中的信息储存p感觉储存感觉储存感觉记忆感觉记忆或或瞬时记忆瞬时记忆，是外界输入刺激后人对信息加工的，是外界输入刺激后人对信息加工的第一个模块，感觉记忆的储存时间大约为第一个模块，感觉记忆的储存时间大约为0.25 s2 s p编码（图像记忆、声像记忆）编码（图像记忆、声像记忆）p感觉储存和感觉储存和工作记忆工作记忆交互作用交互作用p感知映像的衰退感知映像的衰退工作记忆工作记忆是感觉记忆和长时记忆的中间阶段，是感觉记忆和长时记忆的中间阶段，输入信息经过再编码，扩大容量，可保持输入信息经过再编码，扩大容量，可保持5s5s2min2min。

注意资源注意资源） 三、感知系统的信息加工三、感知系统的信息加工三、感知系统的信息加工三、感知系统的信息加工1、信息加工模式、信息加工模式p自下而上的加工（数据驱动）自下而上的加工（数据驱动） 从外部刺激开始，先对较小的知觉单元进行分析，到较大的从外部刺激开始，先对较小的知觉单元进行分析，到较大的知觉单元知觉单元 p自上而下的加工（概念驱动）自上而下的加工（概念驱动） 由有关知觉对象的一般知识开始，引导知觉的加工由有关知觉对象的一般知识开始，引导知觉的加工 9.2 9.2 感知系统的信息加工感知系统的信息加工 A A A A B B C C D D E E F G G H H I I J J K Khuman factorhuman factor加工方式加工方式依赖于感官的刺激物的特性和感知的主体非感觉信息依赖于感官的刺激物的特性和感知的主体非感觉信息越多，所需要的感觉信息越少，因而采用自上而下的加工模式，越多，所需要的感觉信息越少，因而采用自上而下的加工模式，反之，采用自下而上的加工模式反之，采用自下而上的加工模式9.2 9.2 感知系统的信息加工感知系统的信息加工2、模式识别、模式识别 模式：模式：若干个元素或成分按一定关系形成的每种刺激结构，若干个元素或成分按一定关系形成的每种刺激结构，刺激的组合。

刺激的组合视觉模式、听觉模式、触觉模式等）（视觉模式、听觉模式、触觉模式等） 模式识别：模式识别：是一个典型的知觉过程，感觉信息与长时记忆中是一个典型的知觉过程，感觉信息与长时记忆中的信息比较，再决定哪个长时记忆中项目为最佳相匹配的过的信息比较，再决定哪个长时记忆中项目为最佳相匹配的过程p模板匹配理论模板匹配理论：认为识别某个模式，必须在过去的经验中有：认为识别某个模式，必须在过去的经验中有这个推行的记忆痕迹或基本模型，这个模型称为这个推行的记忆痕迹或基本模型，这个模型称为模板模板（Template）在识别时，拿这个模板来检验要识别的模式，在识别时，拿这个模板来检验要识别的模式，如相同则被识别如相同则被识别p缺乏灵活性，难以解释人何以迅速识别一个新的、不熟悉的缺乏灵活性，难以解释人何以迅速识别一个新的、不熟悉的模式 A Ap原型匹配理论原型匹配理论：认为某个图像都与过去知觉到的图像有相似：认为某个图像都与过去知觉到的图像有相似之处，人们在记忆中并不是有无数的模板，而是抽象出来的之处，人们在记忆中并不是有无数的模板，而是抽象出来的相似性作。