自下而上的刺激因素与自上而下的目标如何交互引导视觉搜索中的注意?

在视觉搜索中,目标驱动的预期与刺激显著性如何竞争又协作,共同引导注意和眼动。

直接答案

自上而下的目标通常在注意的早期竞争中胜出,但自下而上的显著性仍会影响搜索的展开方式。当你知道自己要找什么时,你的目标(或近期试次中形成的习惯)可以让第一次眼动直接指向目标,无论场景多么杂乱[2]。显著的干扰项主要在你尚不知道目标时捕获注意;在其他情况下,它们往往影响的是较晚的阶段,比如拒绝干扰项,而不是最初的选择[2][1]。

5篇文献引用

本文由 WisPaper 驱动的搜索和论文分析生成。

第一眼归谁:你的目标还是最抢眼的物体?

在一项眼动研究中,研究者变化了显示密度、目标是否被预先提示以及近期试次的历史,结果发现早期选择主要由自上而下的知识和试次历史主导。当注意被偏向目标特征时——无论是通过有效提示还是通过先前试次的自动启动——目标会被立即定位,即使在密集显示中也是如此[2]。只有当目标未知且注意被偏向非目标时,自下而上的特征对比才会调节选择[2]。

另一项研究使用包含高度显著单一物体的伪真实场景,发现了类似的结果,但有一点不同。在自由观看的基线条件下,人们的首次注视在不同范围的扫视潜伏期内都锁定在那个高显著性物体上。然而一旦给出搜索红色目标的指令,那个显著物体只捕获了很少的扫视,而且扫视需要一段时间才能正确指向目标[1]。作者认为,在搜索试次的早期,注意可能处于“悬而未决”的状态——夹在显著性的拉力和目标的推力之间[1]。

显著性可能帮你排除干扰项,而不是抓住你的眼睛

经典观点认为,高对比度的突出目标在密集显示中会被立即抓住,而在稀疏显示中则不会。这项眼动研究对此提出了挑战:可靠的特征对比效应确实出现在平均反应时中,但这些效应可追溯到较晚的、与识别相关的过程,比如眼睛在目标上停留了多久——而不是最初的选择[2]。作者提出,密集显示中的自下而上对比并不直接引导注意,而是帮助你排除非目标,可能是通过让它们更容易被归组在一起[2]。

这重新定义了显著性:它可以润滑搜索,而不是劫持搜索。这也与以下发现相符:一旦搜索目标确立,显著单一物体只捕获很少的扫视[1]。

当目标无法压过显著性的拉力

自上而下的控制并非没有限制。在一项任务中,物体有两种颜色,目标更可能出现在少数颜色的组中,人们的注意会自然被那个少数组捕获。他们确实利用环境规律调整了策略,搜索得更高效,但只有当任务鼓励序列搜索时,他们才能被偏向远离显著组[3]。这种不对称表明,自上而下的预期对自下而上倾向的调节并不均匀,取决于任务需要哪种搜索[3]。

自上而下的控制似乎也与习得的规律协同工作,而不是简单地覆盖它们。在一项脑电图研究中,研究者将有效提示与中性提示同目标出现频率高低的位置结合起来,结果提示和目标位置频率都改善了表现,但两者存在交互:统计学习的好处只在缺乏自上而下引导时才出现[5]。注意选择的神经历标志(N2pc)显示,对于低频位置的目标存在提示效应,而高频位置则没有;作者将此解读为自上而下控制与统计学习以联合、整合的方式工作——当存在完全可靠的自上而下信号时,学习会减弱或消失[5]。

本文引用的文献

1

评估自上而下和自下而上加工对平行视觉搜索中眼动的贡献

在一项伪真实搜索任务中,高显著性单一物体在自由观看时占据了首次注视,但一旦参与者搜索红色目标,它只捕获了很少的扫视,而且正确指向目标需要时间才能形成。

2

哪些过程主导视觉搜索:自下而上特征对比、自上而下调谐还是试次历史?

早期视觉选择由自上而下知识和试次历史主导,自下而上特征对比只在目标未知且注意偏向非目标时调节选择;平均反应时中的对比效应反映的是较晚的目标识别过程。

3

自上而下控制与自下而上显著性在视觉搜索中引导注意

注意自然被少数颜色组捕获,人们利用环境规律调整策略,但只有当任务促进序列搜索时才能被偏向远离显著物体。

4

三重联合视觉搜索中自下而上与自上而下联合引导的神经动力学过程模型

一个神经动力学模型通过自上而下引导与自下而上显著性的涌现交互解释了三重联合搜索的效率,而不需要前注意特征绑定。

5

视觉搜索中自上而下注意与统计学习的整合效应:一项脑电图研究

自上而下提示与目标位置的统计学习存在交互,统计学习效应只在缺乏自上而下引导时出现,这与两种机制以联合、整合方式工作相一致。