知覚心理学 ２．様々な視覚探索 １）ポップアウト • 妨害刺激の数によらず，素早く検出される目標刺激．また は素早く検出されること – 探索関数の傾き（ターゲット有り）10ミリ秒/個までが目安 – 妨害刺激は特徴が一様で，ターゲットのみ特徴が異なる – ターゲットを「定義」する特徴「次元」での妨害物の多様性は影 響するが，別の特徴次元での多様性は，影響しない – 異なる次元の特徴は，視覚系において「独立」に 処理される – 基本的には，目標と妨害物を入れ替えてもポップ アウトする 色定義目標のポップアウト • 目標と妨害物の色差が小さくなると，ポップア ウトしなくなる 緑 黄 • 妨害物が2色のとき オレンジ – 互いに大きく異なる色どうし ⇒ポップアウトする – 互いに近い色どうし • 色空間内の直線上で目標と妨害物が両端 ⇒ポップアウトする • 目標が妨害物に挟まれる⇒ポップアウトしない • 典型的な色の妨害物の中から，少しずれた 色の目標を探す場合と，その逆では探索に 非対称性が見られる – 直列探索になったから結合探索ということではな いことに注意！⇒非効率な探索 目標が赤，緑，青 目標がマゼンタ，ライム，ターコイズ △目標あり，○なし 傾き定義目標のポップアウト • 目標と妨害物の角度差が小さくなるとポップ アウトしなくなる（角度差が15度程度以下） – 縦方向か横方向か（たっているかねているか）， また左に傾いているか右に傾いているか，という 2次元（どちらも2値）をもつ 縦／横の次 元でユニー クな特徴値 A） B） 妨害物の傾きが2種類以上の場合 縦／横の次 元でも、右／ 左の次元で もユニークで ない • 垂直線分の中の斜めの線分はポップアウト するが，斜めの線分の中の垂直線分はポッ プアウトしない（探索非対称性） 運動定義目標のポップアウト – 運動の速度や方向で定義された目標はポップア ウトする • 静止した妨害物の中の運動する目標は，ポップアウト するが，その逆の探索はやや難しい（探索非対称性） • 妨害物よりも速い速度で運動する目標はポップアウト するが，その逆の探索はやや難しい（探索非対称性） – 速度と方向の間には複雑な相互作用がある • 妨害物の運動方向の多様性は速度の探索に影響す るが，速度の多様性は運動方向の探索に影響しない． ２）探索非対称性 • 目標刺激と妨害刺激を交替すると探索時間 が大きく変わるという性質 △ターゲット有り，○ターゲット無し （Treisman & Gormican, 1988） ポップアウトしない ポップアウトする • 曲線は直線＋曲率、斜線は垂直線＋傾き、「C」は円＋切 れ目，楕円は円＋偏平率、「ハ」は平行線＋収束 • 標準的特徴値から逸脱した特徴値を持つ刺 激はポップアウトするが，その逆はしない +αの特徴値が無いものがターゲット⇒直列探索 +αの特徴値があるものがターゲット⇒並列探索 • マゼンタの中の赤、ライムの中の緑、ターコイズの中 の青なども、逆の場合に比べて探索がやや難しくなる。 目標が赤，緑，青 目標がマゼンタ，ライム，ターコイズ △目標あり，○なし 探索非対称性から、それぞれの特徴 次元における基準値を推定できる （Treisman & Gormican, 1988） 身近な刺激の探索非対称性 • 見慣れた妨害物中の見慣れない目標の探索 とその逆 – Nと逆Nは、単純特徴が異なる Wang, Cavanagh, Green, 1994 ３）目標に関する知識の影響 ～何を探しているの？～ • 直列探索において，目標を知っていると，より 速く探索できる． （Bravo & Farid, 2009） – サンゴ礁などのある海中で熱帯魚を探索する – 事前に，5種類の魚の画像を学習しておく – 探索画面提示前に，手がかりが提示される • 目標刺激のイメージを知識としてもっている と，探索が速い ★視覚情報処理に対する知識や意識の影響をトッ プダウンという ★これに対し，トップダウンの影響を受けない，外界 からの刺激だけに依存することをボトムアップという 次元（内）促進効果 • ポップアウトにおいても，知識が探索を促進 する． – 課題：画面中の仲間外れ（odd-one-out）を探索 • ブロック（試行の集まり）内で，妨害物はいつも同じ （緑の，縦方向の，中くらいの長さの長方形） A) 既知条件：ブロック内で，目標刺激はいつも同じ B) 次元内変化条件：ブロック内で目標定義次元が一定 C) 次元間変化条件：ブロック内で目標定義次元が変化 緑，垂直， 中くらい （Treisman, 1988） – • 既知条件と次元内変化条件に比べ，事件間変化条件 の探索時間は90ミリ秒長かった ⇒既知条件や次元内変化条件では、意識的に目標 次元の特徴マップに重みづけした結果と考えられる ４）誘導探索モデル • 特徴統合理論では説明していない点 1. トップダウンのコントロール（知識の影響） • 特に、次元内促進効果 2. 探索関数の傾きは連続的 • 並列探索／直列探索にきれいに二分することはでき ない⇒比較的容易な探索とか，比較的難しいとか • 誘導探索モデルは，これらの点を解決した – 顕著性マップにおいて、注意を向ける順序を決定 特定マップからの 出力に重み付け 顕著性（目立ち度）を集計 特に高いものがある⇒ポッ プアウト どれも同程度⇒直列探索 特徴マップ：それぞれのアイテムの特徴と，周囲の アイテムの特徴との差を計算 集約 顕著性マップ：最も高い値のアイテムから順番に注 意を誘導する トップダウンコントロール：目標の特徴に関する知識 に基づき，顕著性マップへの入力に重みづけする ※様々な段階で，ノイズが混入するため，常に最初に目標に注意 を誘導できるとは限らない． ５）ポップアウトする妨害物 • 妨害物の中に，ポップアウトするものがあると， そちらに注意が誘導されてしまう？ – 課題： • 四角と円の枠が複数個提示される．枠内には1個ずつ 小さな線分が入っている • 線分のうち1個だけは垂直方向または水平方向で他 は斜め方向．このターゲットが垂直か水平かを答える • ターゲットは必ず緑の円の中にある A) 探索目標は形で定義されるが，時々，色定 義のポップアウト妨害物がある場合 ポップアウト妨害物 ポップアウト妨害物なし 目標 ポップアウト妨害物あり （Theeuwes, 1992） B) 探索目標は色で定義されるが，時々，形定 義のポップアウト妨害物がある場合 ポップアウト妨害物なし ポップアウト妨害物あり 形定義のターゲット 色定義のターゲット 形定義のターゲット 色定義のターゲット ※赤と緑の色の差を小さくして実験した結果 – 目標とポップアウト妨害物の顕著性の関係による →誘導探索モデルを支持する結果 – ポップアウト妨害物の影響を受けないように練習して も，完全に無視することはできない→トップダウンコン トロールの限界ポップアウトするものを無視しようと しても無視しきれない ６）（潜在的な）記憶の影響 長期的な記憶の影響：文脈手がかり効果 • 長期的な記憶が視覚探索に影響する （Chun & Jiang, 1998） – 1ブロックは24枚の探索画面からなる • そのうち12枚：全て新しく作成した画面（new） • 残りの12枚：最初に作成した画面の使い回し（old） – 何を覚えているのか？ • 妨害刺激の配置（文脈）が記憶され，手がか りとなって目標位置へと注意が素早く誘導さ れると考えられる – 6か月後の再実験でも文脈手がかり効果が見ら れた – ※経験に導かれるという利点にもなるが，（潜在 的な）思い込みによる誤りにもつながる⇒機器の 操作など 短期的な記憶の影響：ポップアウトプライミング • プライミング効果：先行する刺激が後続する 刺激の知覚・認知に影響すること – 直前と同じタイプの目標が現れたり，直前と同じ 位置に目標が現れる場合に，探索が促進される • ⇒直前に目標を見た経験（痕跡）が，視覚情報処理経 路に残っている． • 数画面間あるいは最大10秒間程度の短時間の効果 • 課題： – 色定義目標の形を見て，切れている側を答える • 条件： i. ii. 一貫条件：ブロック内で目標の色と妨害物の色は固定 変化条件：試行毎に目標の色と妨害物の色が変わる • 結果： – 変化条件の方が反応時間が長い 左! 右! 変化条件 （Bravo & Nakayama, 1992） – 変化条件の結果を詳しく分析⇒先行する試行と 色が同じか否かで分類して集計 この試行（n試行）の RTは、n-1試行から色 変化として集計 第ｎ試行 （Maljkovic & Nakayama, 1994） • 5個前の試行から，一致しているかどうかの影響が見 られる→過去の探索の影響が無意識のうちに現れる ７）目標出現確率の影響 • 目標の出現確率が低いと，ミス率が高くなる – アイテム数は，3，6，12，18個 – 目標出現確率は，1，10，50% （Wolfe et al. 2005） • 2000回中20回，200回中20回，200回中100回 • 出現確率1%の条件で，ミス率が高い 出現確率50％ 1％ 目標あり ミス ミス 出現確率1％ 10％ 50％ 目標なし 出現確率50%：目標なしのRTが長い 出現確率1%：目標なしのRTが短い – 目標が見つからないと判断して探索を切り上げる時 間の閾値が短い⇒要注意！ • 目標出現確率を上げるために，偽の目標を 加える • 高出現確率目標（44%） • 低出現確率目標（5%） • 超低出現確率目標（1%） ミス率11％ ミス率25％ ミス率52％ どれかが出る確率を50%としても，超低出現確率目 標のミス率は高いままである ８）結合探索：色どうし，傾きどうしの 結合の探索 • 同じ次元からの2特徴値の結合探索は非常 に難しい 目標 妨害物 ９）その他：絵画的奥行手がかりで定義された 目標の探索 • 3次元形状（陰影に基づく）で定義された目標の探索 • 絵画的奥行き手がかりが視覚の基本特徴であること を示す 単純特徴 • 面の特徴：明るさ，色，テクスチャ（肌理・模 様），運動（方向），両眼視差 • 形の特徴：傾き，大きさ，湾曲，閉合（図形が 閉じていること），交差など • その他 • 線遠近法に基づく3次元形状で定義された目 標の探索の場合 • 遮蔽関係の知覚と保管により探索が困難に なる場合 • 遮蔽関係からの奥行き知覚により探索が容 易になる場合
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