面孔识别的特征、机制和影响因素研究
周 玲
（南京师范大学心理学院，江苏 南京 210097）
[摘要] 面孔识别遵循特定扫视路径，有别于文字识别和物体识别，具有整体性和倒置效应。关于面孔识别存在认知和神经两个模型，梭状回面孔区是面孔识别的专门区域。存在知觉经验和社会认知动力因素两种解释面孔识别的观点。个体对属于内群体，如同种族、同性别、同年龄段的面孔存在识别偏好，而这种识别偏好并非一成不变，会因训练、任务类型等发生改变。在未来可进一步结合眼动等技术探讨中国人面孔识别的特征、机制及影响因素。
[关键词] 面孔识别；扫视路径；倒置效应；内群体偏好
“只是因为在人群中多看了你一眼，再也没能忘掉你容颜”。面孔千变万化，千人千面，个体不用过多地意识努力就能轻松记住这些各不相同的面孔，原因何在？面孔识别是视知觉领域的一个研究热点。近年来，借助于眼动技术，人类取得了更深入的关于面孔识别的认识。作为一种特殊的知觉能力，面孔识别影响到我们日常的社会交往，司法领域的目击者证言，以及新兴的人工智能开发应用等，研究面孔识别具有重要的实践价值。同时，探讨人类面孔识别能力产生的心理及脑机制，特征，影响因素等，也有助于我们更深入地认识人类自身。本文通过回顾过往尤其是近5年的国内外研究成果，试图总结面孔识别的特征、心理及脑机制，影响面孔识别的因素，以期为未来的面孔识别研究进行铺垫。
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1 特征
个体在识别面孔时会重点关注高区分度的部位，如眼睛、鼻子、嘴巴。种族不同，具有显著区分度的面孔部位存在差异。白种人关注发型的颜色和瞳孔的颜色。黑人关注头发的位置和眼睛的大小。针对白种人的研究发现，白种人在识别面孔时遵循特定的三角化的扫视路径，即会在双眼间进行多次的水平眼跳，其次会向鼻子嘴巴部位进行垂直眼跳。各面孔部位的注视时间由高到低依次为，眼睛、鼻子、嘴巴、前额，下巴和脸颊。而我国学者王乾东，胡超，傅根跃的研究则发现中国被试识别面孔时以鼻子为中心，对鼻子的注视多过眼睛。
面孔识别有别于文字识别和物体识别。研究表明，个体的面孔识别能力受损并不意味着文字阅读和物体识别能力受损。发展性面孔失认症个体在文字阅读能力上和正常个体相似，三分之一的先天性面孔失认患者不存在物体识别障碍。另外，面孔识别具有整体性，即脸部各区域是被整体加工的，若是改变小区域的特征，个体不易察觉到变化，这在名人和熟人面孔中均得到证实。
当面孔倒置时，个体识别面孔的效率大幅降低，正立时三角化的扫视路径消失，面孔加工整体性消失，个体更多地将关注点放在面孔的嘴巴部位。 如Hills等人在研究发现，字母搜索任务对其后的面部识别的扫视方向具有直接的延滞效应。当在面部识别之前完成竖直朝向的字母搜索任务时，其在之后的正立面孔任务识别中的反应时上升准确率下降，而对倒置面孔的反应反而变快。这可能是因为人们知觉正立面孔时为整体加工，原先整体的加工路径，如双眼间水平的频繁眼跳因受到竖直朝向的字母搜索任务的干扰无法有效完成，使得识别效率下降。而对于倒置面孔而言，由于对其的识别为部分加工，和识别物体的模式类似，竖直朝向的字母搜索任务反而有助于其将注视点转移到更具有显著区分度的眼睛和鼻子部位，从而反应更快。
2 机制
目前学界有两种解释个体面孔识别的观点，一是知觉经验（perceptual expertise），一是社会认知动力因素(sociocognitive motivational accounts)。知觉经验的观点认为，个体在社会交往中积累了大量关于面孔的知觉经验，形成了专家化的整体性的识别面孔的方式，从而能够快速准确识别面孔。而社会认知动力因素的观点则认为，个体因自身的需要对不同的面孔采取不同的注意模式，会对内群体进行深入的个性化的加工，对外群体进行意识努力程度更小的类别化的加工，从而对内群体的面孔识别优于对外群体的面孔识别表现。
面部识别个体差异的存在可能和自适应基于规范的身份编码（adaptive norm-based coding of identity）和整体编码（holistic coding）机制有关，这两项机制都显著影响个体对不熟悉面孔的识别能力。面部整体加工又被认为可细分为倒置（inversion），部分-整体（part-whole）和组合（composite）机制，有研究表明这三者属于三种不同的机制，不可用单一的整体加工术语描述。
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关于面孔识别存在认知和神经两个模型。认知模型分成几个阶段。第一阶段是对面孔进行视觉的结构编码，第二阶段包括面孔身份识别，表情分析，面孔言语分析（唇读），指引的视觉加工四个子过程。神经模型认为面孔识别包括核心系统和外围系统。核心系统负责视觉分析，包括枕下回，颞上沟，外侧梭状回。外围系统进行深层次加工，包括顶内沟，听觉皮层，杏仁核，脑岛及边缘系统。其中，梭状回面孔区（fusiform face area）是面孔识别的专门区域，此区域的厚度能够预测面部识别的表现。另外，脑电研究发现个体在进行面孔识别时大脑的N170波幅大且具有右半球优势。
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3 影响因素
异族效应（own-race bias）是指个体在识别本族面孔时的表现优于识别异族面孔。个体从婴儿期起就存在对本族面孔的识别偏好，当给六个月和九个月大的亚洲婴儿呈现多样化的本族和异族面孔图片并进行测试发现，这些婴儿都能识别本族面孔却不能识别异族面孔。异族效应能够因后天的环境，如训练等改变。 给予被试快速且准确区分异族面孔的训练后发现，个体识别异族面孔的表现得到改善，异族效应降低，且在训练结束的两周后仍能发现明显的训练效果。另外，当在中国被试完成人格测验后告诉他们，他们的人格特质和高加索人的人格特质相关程度最高以使其与高加索人建立心理上的内群体关系后，中国被试识别高加索人面孔的表现显著上升。性别偏好（own-gender bias）是指个体在识别和自身同性别的面孔时的表现优于识别不同性别的面孔，且个体越趋向于自身性别，面孔识别的性别偏差越强。目前只在女性中发现了性别偏好，女性在注视同性和异性面孔时会使用不同的扫描策略，在注视本性别的面孔时会更多更长时间地注视眼睛。年龄偏好（own-age bias）是指个体在识别和自身同一年龄水平的面孔时表现出的相对于识别不同年龄水平面孔更好的识别水平。年龄偏好的产生受到任务类型影响。年轻人在面孔识别的匹配任务中表现出了年龄偏好，老年人并未在该任务中表现出年龄偏好，而在面孔识别的身份发现任务中均未发现年轻人和老年人对于自身年龄水平面孔的偏好。另外，成人中，面部识别能力会随着年龄老化，年龄选择性地损伤了对于熟悉面孔自下而上的知觉加工。
通过让12岁的儿童和成人完成一系列面部识别任务发现，儿童，至少是12岁的儿童，在面部视角转换能力上和成人仍有差距，面孔识别未发育成熟，尤其是在面部构型解构上。构型处理（configural processing）对于辨认熟悉面孔十分重要。个体若身患疾病，如亨廷顿病，偏头痛，智力障碍等，其面部识别能力会受损减弱。面孔识别过程中并非只有视觉信息起作用，若在呈现面孔时给被试同时呈现该面孔的如姓名，职位的信息，被试对该面孔的识别表现能会上升，若是呈现与身份无关的如物体的名称等信息则不能提高识别表现。这表明我们之所以对于熟悉的面孔和物体有很高的识别能力在于拥有关于这些人或物体的丰富的概念信息。相比较只观看不熟悉面孔的组别，在观察期间或观察结束后立马对面孔进行描述的个体的识别准确率和自信更高。
4 结语
针对白种人的研究表明其面部识别遵循三角化的扫视路径，注视层级依次为眼睛、鼻子、嘴巴、前额，下巴和脸颊，更关注发色和瞳孔颜色。黄种人如中国人与白种人具有不同的面部特征，中国人的瞳孔颜色和发色基本都为黑色和棕色，但是鼻梁有高有低，而白种人基本都为高鼻梁，因此相对于眼睛，鼻子对于黄种人可能是更有区分度的部位。已有针对中国被试的研究也发现，中国被试识别面孔时以鼻子为中心，对鼻子的注视多过眼睛。中国被试面孔识别的扫视路径和注视层级有待进一步的研究加以探讨。
面孔识别不同于物体文字识别，具有整体性，倒置效应。然而，此块的研究需进一步深入。如，面孔识别和物体识别的模式和脑机制究竟存在何种联系，又有何不同。当面孔倒立呈现时，个体对倒立面孔的加工过程虽和面孔正立呈现时不同，和物体加工类似，但对倒立面孔的识别和对一般物体的识别是否存在差异。神经模型中提到的多个脑区是如何进行相互的协作，在完成不同类型的面孔识别任务时，大脑的脑机制是否会有变化，是否存在针对某个识别功能，如身份识别的特殊通路，这些问题都有待未来研究者作更细致更系统的讨论。种族，年龄，性别，熟悉度，疾病，其他信息等都会影响到个体的面部识别。个体对属于同种族，同性别，同年龄段的面孔存在识别偏好。但这种识别偏好并非一成不变，会因训练，任务类型等发生改变。个体在注意被分散或是与外群体建立心理联系之后，内群体偏好降低，目前这块只做了行为层面的研究，在未来可结合眼动技术进行验证和作进一步的探讨。对这些进行研究将有助于我们更好地理解面孔识别，了解人类自身，帮助个体提高面孔识别能力以更好地适应社会，以及为人工智能等领域的发展提供动力。
【参考文献】
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[中图分类号] TG332+.5
[文献标识码] C
[文章编号] 2096-1995(2019)08-0007-02
标签：面孔识别论文; 扫视路径论文; 倒置效应论文; 内群体偏好论文; 南京师范大学心理学院论文;