基本視覺特徵的檢定方式

我們可透過對下列各個向度的分析來找到基本特徵線索：

1.搜尋時間與畫面大小的斜率；

2.搜尋非對稱性；

3.練習的效果；

4.提示目標物位置的效果。

1. 搜尋時間對畫面大小的斜率（the slope relating search to display size）：

Terisman 於 1980 年分析了九個實驗來支持特徵整合理論(Treisman

& Gelade, 1980)。在此份研究報告中發現，特徵搜尋速度優於結合搜 尋，亦即當目標物可完全被單一的視覺特徵界定時，搜尋目標的時間 非常快，並且不受干擾物數量的影響。

相對於特徵搜尋（feature search）所花費的時間並不因干擾物的增 加而變長，結合搜尋（conjunction search）的回應時間則會隨著搜尋項 目變多而呈現線性增加(Treisman & Gelade, 1980)。因此，搜尋時間對 畫面大小（搜尋項目的數量）的斜率就提供了判別基本特徵的重要依 據，當斜率接近零時，表示搜尋作業是前注意階段的特徵搜尋，目標 物的特徵是基本特徵；而斜率呈現陡峭的趨勢時，搜尋作業是注意階 段的結合搜尋，目標物的特徵不是基本特徵。

圖 3-6 特徵搜尋比結合搜尋快(Treisman & Gelade, 1980)

2. 搜尋非對稱性（search asymmetry）：

在視覺搜尋作業中，目標物與干擾項必須有差異，而此差異可由

「具有特徵」－目標物具有干擾項所沒有的某個特徵來界定；亦可由

「缺少特徵」－目標物缺少所有干擾項都具有的某個特徵來界定。然 而，實驗的結果顯示，目標物「具有特徵」比「缺乏特徵」的搜尋速 度來得快，前者採用平行式搜尋，後者採用序列式搜尋。這說明了視 覺系統對此一特徵能有效的偵測，故搜尋非對稱性也就成為檢定某一 特徵是否是基本特徵的重要方法。

許多明顯的搜尋非對稱性實例相繼被提出，例如 Treisman 的研 究：在一群圓形中具有垂直線段會比缺乏垂直線段容易搜尋(Treisman

& Souther, 1985)（圖 3-7）；以及 ÁRNI KRISTJÁNSSON 的研究：具有 彎曲度變化會比缺乏彎曲度變化容易搜尋(Kristj et al., 2001)（圖 3-8）。

圖 3-7 搜尋非對稱性－具有垂直線段(Treisman & Souther, 1985; J. M. Wolfe, 2001)

圖 3-8 搜尋非對稱性－具有彎曲度的變化(Kristj et al., 2001; J. M. Wolfe, 2001) 經檢測「外加線段」、「顏色」、「封閉性」以及「彎曲度變化」的 具有特徵搜尋都比缺少特徵搜尋更快(Treisman & Souther, 1985; J. M.

Wolfe, 2001)。就「具有特徵」的搜尋而言，通常可發現其搜尋時間對 畫面大小的斜率接近零，故其搜尋方式應為平行式的特徵搜尋。然而，

如何判斷「缺少特徵」的搜尋就是序列式的結合搜尋呢？主要檢定的 方法是測量搜尋目標所需時間是否隨著干擾物的變多而呈現線性增 加。更進一步的，可以設計正向（Positive）以及反向（Negative）的 實驗來驗證此搜尋作業是否具有自我終結性（self-terminating）。在正 向實驗中顯示畫面必存在目標物，受測者只要搜尋到目標物就馬上回 應；反向實驗則不存在目標物，受測者必需辨認過所有的搜尋項目後 才能判定這個畫面並不含目標物。如果一個序列搜尋反向實驗的斜率 大約是正向實驗斜率的兩倍，則我們可說此序列搜尋具有自我終結 性，因為這代表正向實驗的搜尋不用辯認所有的項目，以機率的觀點 來看大約只要辨認一半數量的項目就能找到目標物，所以其斜率大約 是反向實驗的一半(Treisman & Souther, 1985)。

Treisman 對「圓形中具有垂直線段」這個視覺特徵加以實驗，發 現具有特徵的搜尋不論是正向或反向的實驗，其搜尋時間對畫面大小 的斜率接近零，而缺少特徵的搜尋則可檢定為具有自我終結性的序列

搜尋（如圖 3-9）。這不但說明「外加線段」是基本特徵，更為「前注 意處理歷程的存在性」提供有力的證據。

圖 3-9 圓形中具有垂直線段的搜尋非對稱檢定(Treisman & Souther, 1985) 某些搜尋非對稱性並不是以「具有」和「缺少」來表現，而是以 特徵量「較多」或「較少」的方式來比對。例如「較長線段在一群較 短線段中」比「較短線段在一群較長線段中」容易搜尋（如圖 3-10）。

圖 3-10 線段長度「長對短」以及「短對長」的搜尋非對稱性

搜尋非對稱性已經成為檢定基本特徵的重要方法(J. M. Wolfe, 2001)。更重要的，具有搜尋非對稱性的基本特徵亦被稱為單一正向編

碼特徵（single positively coded features）；不具搜尋非對稱性的基本特 徵被稱為相互替代特徵（substitutive features）。

圖 3-11 單一正向編碼特徵(a)與相互替代特徵(b)

「相互替代特徵」指的是具有此特徵與缺少此特徵的兩個狀況恰 好是成對的基本特徵，檢測兩者的搜尋時間對畫面大小之斜率都會接 近零。如圖 3-11(b)上圖缺乏黑色填滿可視為是具有白色填滿的基本特 徵，下圖則是具有黑色填滿的基本特徵，兩者都是正向編碼特徵。而

「單一正向編碼特徵」的意義是，僅具有此特徵時才可視為是正向編 碼特徵，當缺乏此特徵時，並沒有另一個成對的基本特徵會出現。如 圖 3-11(a)上圖具有箭頭可視為是正向編碼特徵，而下圖並不因目標物 對這個箭頭特徵的缺乏而界定出另一個基本特徵。箭頭的出現是圖 3-11(a)上圖唯一的基本特徵，故其具有單一性。

對適性指標來說，若採用的基本特徵是「相互替代特徵」，需注意 此特徵在缺少（按鈕關閉）時是否會扮演另一個基本特徵的角色，以 避免預期之外的指標出現於畫面中（如圖 3-12）。若採用的是單一正 向編碼特徵，因其具有搜尋非對稱性，故較不為會有此現象發生。

圖 3-12 相互替代特徵可能造成預期之外的指標（右方淡灰色 B）

3. 練習的效果（effects of practice）：

在涉及顏色與形狀的結合搜尋實驗結果發現，視覺搜尋的速度並 未因練習次數的增加而變快，這表示要藉由練習而產生「快速且平行」

的處理機制並不容易。未經練習卻能平行快速處理的特定視覺特徵可 能是因為有內在神經系統的支持(Treisman & Gelade, 1980)，這也讓「練 習效果不明顯」成為檢定基本特徵的參考依據。

4. 提示的效果（effects of cue）：

圖 3-13 提示對特徵搜尋與結合搜尋的影響

預先提示目標物的位置也能對辨認基本特徵提供幫助。特徵搜尋 發生在前注意處理階段，在不需集中注意力的狀況下就能自動的以平 行的方式處理；結合搜尋則需要集中空間位置注意力，將注意力探照 燈以序列的方式掃描每個搜尋項目所在的位置。由此加以推論，我們

可以預期對結合搜尋而言，正確與錯誤的位置提示對搜尋正確率會有 很大的影響；而對於特徵搜尋則影響較小。Treisman 的實驗證實了上 述推論(Treisman, 1985)，讓「提示效果的大小」成為檢定基本特徵的 有用參考。