偵測突出目標物（Detecting pop-out target）的研究關注於突出目 標物的偵測為什麼如此有效，並深入分析其效能和顯示畫面大小的關 係。回顧前注意處理歷程的介紹，視覺系統對於某些視覺特徵的辨識 具有自動化、不需集中注意力的特性，這一類的視覺特徵被稱為基本 特徵（elementary feature）。進一步的，若目標物具有某個能輕易區分 目標物與干擾物的基本特徵，則此目標物即可稱為「突出目標物」
（pop-out target）。
引導搜尋理論認為視覺系統在前注意處理歷程中會選取某些視覺 特徵作為「引導表徵」（guiding representation），此表徵在搜尋的過程 中是決定訊息能否通過「選擇性瓶頸」的控制訊號，並且有效的引導 表徵經常發生在目標物與干擾物具有顯著特徵差異的時候。從這個角 度來看，「突出目標物」就是因為包含了會被選取成為引導表徵的視覺 特徵，並且這個引導表徵是有效的，才會擁有如此快的搜尋速度。值 得一提的，並非所有的視覺特徵都能提取出有效的引導表徵，例如圖 3-50 中「紅色」的 5 以及「比較大」的 5 都是突出目標物，而 2 就不 是突出目標物(J. M. Wolfe & Horowitz, 2004)。
圖 3-50 紅色以及大小是有效的引導表徵，5 和 2 的形狀 差異則不是(J. M. Wolfe & Horowitz, 2004)
關於哪些視覺特徵能夠引發有效的引導表徵，我們將在下一章探 討。現在，我們關注於突出目標物的搜尋作業如此有效率的理論因素。
突出目標物所引發的引導表徵在引導搜尋理論中被歸類為由下而上的 引導型態（Button-up Guidence），是因「局部強烈對比」而使得目標物 具有很高的活化程度，越高的活化程度也就越能吸引注意力，活化程 位置的視角越大，則這個變化的趨勢越顯著(Meinecke & Donk, 2002)。
學者將此先減少後增加的變化稱為「非單調變化」（nonmonotonic），解 釋如下：
1.顯示畫面開始增加（刺激物增加）時，偵測效能降低：
造成偵測效能降低的原因被稱為「側抑制」（lateral masking）或是
「擁擠效果」（crowding effect）。在大小相同的視野中，顯示畫面越大
（刺激物越多），則刺激物之間的距離會越小，這會造成單一物件辨識 效能降低，也就減緩了整體偵測的速度(Meinecke & Donk, 2002)。
2.之後隨者顯示畫面的增加（刺激物增加），偵測效能升高：
同樣的，因為視野大小不變，所有刺激物之間的距離會越來越小。
這會讓視覺搜尋作業越來越像「質感區隔」作業。隨著刺激物的增加，
受測者越來越能夠使用質感辨識的機制來尋找目標物，所以偵測效能 升高(Meinecke & Donk, 2002)。另外，也有學者認為干擾物的密度是才 是關鍵因素。因為干擾物的密度增加，使得所有的干擾物因為接近律 而產生群化作用（mechanism of grouping by proximity），造成了目標物 容易被區隔與偵測出來(Bacon & Egeth, 1991)。
視角越大，則「非單調變化」（nonmonotonic）的趨勢越顯著的原 因是，因為視覺敏感度最好的地方是視網膜中央小窩（foveal），視網 膜周圍（periphery）敏感度較低。目標物所在位置的視角越高，代表 目標物會離視網膜中央小窩越遠，視網膜對其敏感度越低。這將導致
「橫向遮罩作用（lateral masking）」、「質感區隔（texture segmentation）」
以及「干擾物群化作用（grouping by proximity）」的效果更加明顯 (Meinecke & Donk, 2002)。進一步的，從實驗數據發現，刺激物從 2 個 增加到 49 個，並且目標物之視網膜離心度較高時，「目標偵測效能降 低效應」較為顯著；此外，分析刺激物從 49 個增加到 81 個的過程，「目 標偵測效能增加效應」亦只有在「目標物之視網膜離心度較高」時才 在實驗數據中顯現出來(Meinecke & Donk, 2002)。
橫向遮罩作用（lateral masking）指的是「目標物的邊界與形狀之 辨認」會受到四周干擾物影響的一種現象(Wertheim et al., 2006)。當刺 激物密度越高、刺激物彼此距離越小、距離視網膜中心小窩越遠，橫 向遮罩作用就越明顯(Wertheim et al., 2006)，如圖 3-51。
圖 3-51 lateral masking 的實例(Wertheim et al., 2006)
圖 3-52 lateral masking 與刺激物密度有關(Wertheim et al., 2006)
lateral masking 已經從實驗得到證實，在圖 3-51（a）中，目標物 是 O，干擾物是 Q，觀察不同的刺激物密度對搜尋時間的影響，所得 的結果是圖 3-52 的空心點折線；在圖 3-51（b）中，目標物是 Q，干 擾物是 O，同樣觀察刺激物密度對搜尋時間的影響，所得的結果是圖 3-52 的實心點折線。從實驗結果我們可發現顯著的搜尋非對稱性，並 且此非對稱性隨著刺激物密度增加而更加明顯。此結果表現了刺激物 密度越高，lateral masking 效果越強烈。
進一步分析後，Meinecke 和 Donk 提出了關於目標物偵測效率與 顯示畫面大小的三個假說：(Meinecke & Donk, 2002)
1.單一元素假說（single-element hypothesis）
2.空間整合假說（spatial-integration hypothesis）
3.不規則偵測假說（irregularity-detection hyphothesis）。
一、單一元素假說
單一元素假說（single-element hypothesis）認為，由於視網膜敏感 度的限制，（1）刺激物越多時，會因為刺激物之間距離變小而發生橫 向遮罩作用。（2）若目標物與視網膜中央小窩的距離越遠，則因為目 標物位於較不敏感的視網膜周圍區域，這也會加強橫向遮罩作用。這 兩個因素都會導致單一物件辨識的困難增加，造成目標偵測效能降低。
圖 3-53 單一元素假說
二、空間整合假說
空間整合假說（spatial-integration hypothesis）認為，由於刺激物 增加，造成刺激物之間距離變小，如此將有助於質感的區隔與辨認。
同時，刺激物數量增加也會導致刺激物散佈在整個視野的範圍變廣，
刺激物散佈在「視網膜周圍區」的範圍比「視網膜中心小窩」更大，
進而增強干擾物群化作用。由於「質感區隔」以及「干擾物群化」作 用的增強，也就提高了目標偵測的效能。
圖 3-54 空間整合假說
三、不規則偵測假說
不規則偵測假說（irregularity-detection hyphothesis）認為，視覺系 統對於整個視野內的不規則視覺訊息具有感知能力。這是因為從實驗 可以發現，當顯示畫面內 81 個位置都被刺激物填滿時，目標偵測的效 果最好。由於干擾物都完全一樣，只有目標物所在位置會產生與背景 不相同的不規則訊號，所以這種「不規則偵測（irregularity detection）」
的感知能力就能夠立即找出目標物的所在位置。
若顯示畫面內 81 個位置內有空位沒被填滿，則這些空位相對於背 景也是不規則訊號，視覺系統除了要接收來自不規則偵測感知的所有 訊息以外，還要進一步判斷哪一個是目標物所發出的（正確的）不規 則訊息，這就會讓整個偵測效能不如完全填滿的情形。
圖 3-55 不規則偵測假說
四、事件相關腦電位研究
事件相關腦電位研究（ERP study）支持 Meinecke 和 Donk 的實驗 結果(Schubo et al., 2004)。藉由觀察 N2 波及 P3 波的變化，schubo 等 人發現顯示畫面大小（刺激物的多少）確實會影響受測者偵測突出目 標物所採用的自動化策略(Schubo et al., 2004)。
圖 3-56 Target present（虛線）與 Target absent（實線）的 N2p 波以及 P3 波(Schubo et al., 2007)
N2 波是一類「峰狀負偏向波（fronto-centrally distributed negative deflection）」，可在刺激物出現後約 200 到 300 毫杪內被偵測到。而 N2p
（Posterior N2）則是 N2 波的一種，可在視覺分類與搜尋作業中被發 現，並被認為可能涉及視覺系統對刺激物的選取與分類(Schubo et al., 2001)。而 P3 波則是另一類正偏向波，專指在刺激物出現後 300 到 700 毫秒所呈現的潛伏（peak latency）狀態，目前 P3 波被認為和注意力資 源以及視覺辨認或搜尋工作的複雜程度有關。
在注意力投注理論中，同質編碼（Homogeneity coding）是一項具 有實驗證據的假說。近期的研究中，突出目標物偵測的事件相關腦電 位研究也支持同質編碼的說法(Schubo et al., 2007)。比較同質干擾物，
群化異質干擾物以及異質干擾物的視覺搜尋作業，確實可以發現三者 的 N2p 波以及 P3 波有所不同（如圖 3-57）。
圖 3-57 比較同質干擾物，群化異質干擾物以及異質干擾物的 N2p 波以及 P3 波 (Schubo et al., 2007)
另一個值得注意的是 N2pc（N2-posterior-contralateral）波。在視 覺搜尋作業中，N2pc 波經常是在「目標物」出現後 200 到 300 毫秒伴 隨「目標偵測成功」而出現(Eimer, 1996; Schubo et al., 2004)。N2pc 波 被認為可以反應出視覺系統執行物件辨認作業時涉及的一些作用，列 舉如下：
（1）注意力過濾機制抑制干擾物的作用(Schubo et al., 2004)；
（2）注意力過濾機制增強目標物的作用(Schubo et al., 2004)；
（3）注意力的集中與轉移過程(Schubo et al., 2007)；
（4）注意力集中在目標物(Schubo et al., 2004)。
在目標物被干擾物圍繞的情形下，N2pc 波形較大；此外，結合搜 尋的 N2pc 波形也比特徵搜尋的 N2pc 波形大(Schubo et al., 2007)。另 一個有趣的現象是，在顯示畫面很小或很大的狀況下，都沒有顯著的 N2pc 波。這被歸因於在顯示畫面很小時，搜尋作業非常簡單，並不需 要特別集中注意力來辨認目標(Schubo et al., 2004)；搜尋畫面很大時，
搜尋作業並非採用集中空間注意力的策略(Schubo et al., 2004)，而是改 採「質感辨識」及「干擾物群化作用」的策略。
圖 3-58 N2pc 波的實例(Schubo et al., 2004)
N2pc 波可以在對照 target present 以及 target absent 的腦波圖後加 以確認，如圖 3-58 在 target present（虛線所示）實驗中 200 到 300 毫 秒時腦波呈現更為強烈的負偏向，此即明顯的 N2pc 波。
N2p、N2pc 以及 P3 波的相關研究已發現了支持「不規則偵測假說」
(Schubo et al., 2004)以及「同質編碼」(Schubo et al., 2007)的若干證據，
為前一節 Meinecke 和 Donk 所提出的目標物偵測三個假說提供了神經 生理方面的實驗支持。
由於「空間整合假說」、「干擾物群化作用」以及「同質編碼」都 涉及了「群化作用」（Mechanisms of Grouping），注意力投注理論與偵 測突出目標物的研究也都將群化作用列為影響視覺搜尋速度的重要因 素，我們將在下一節探討與引發視覺群化作用的視覺知覺系統－樣式 知覺（pattern perception）。