正負效價面部表情圖片加工的差異

隋雪　紀雅婷　陳欣　任桂琴

摘 要 為探討正負效價面部表情圖片識別的差異，采用獨立呈現范式呈現正負效價面部表情圖片，控制呈現時間和提示線索位置，并利用眼動儀記錄識別過程中的眼動指標。結果發現： （l）在識別速度和正確率上，加工積極面部表情圖片高于加工消極面部表情圖片，顯示出積極表情優勢。 （2）呈現時間沒有改變正負效價表情圖片加工之間的差異。 （3）存在提示線索位置效應，即提示線索在嘴部有利于面部表情識別。 （4）面部表情識別遵循“眼部一嘴部一眼部”的規律。結果提示不同性質面部表情的加工機制不同，加丁深度作用小于線索作用。

關鍵詞 面部表情，效價，呈現時間，提示線索，眼動。

分類號 B842.6

1 引言

而孔包含著復雜而又豐富的信息。Mehrabian（1972）認為信息獲取模式如下：信息的總效果=7%言語（verbal） +38%聲音（vocal） +55%面部表情（facidl）。Calvo，Nummenmaa和Averona （2010）使用六種基本面部表情，研究發現在識別速度上，情緒類型效應顯著。而且，對正性、負性表情的加工存在明顯差異。關于正性、負性表情加工差異問題，存在著兩種看法：積極（正性）表情優勢和負性情緒偏向。

Becker （2012）研究發現，識別積極表情照片比識別消極表情照片的反應快，正確率高。這種“積極表情優勢”在快樂和厭惡的比較中（Leppanen&Hietanen，2004）、快樂和生氣的比較中、快樂和恐懼的比較中（Juth，Lundqvist，Karls-son，&ohman，2005）都得到了證實。谷莉和白學軍（ 2014）發現面部表情注意偏向于偏好積極情緒。Farran，Bransonb和King （2011）對孤獨癥患者進行了研究，也得出了積極表情優勢。負性情緒偏向（negative emotionnl bias）是指相對于愉悅的表情或者表現愉快生活場景的材料，負性事件可以吸引更多、更快、更強的注意與心理資源（郭軍鋒，羅躍嘉，2007）。對人群中面孔識別的研究發現.不管是正常的還是情緒易感的人群里，生氣表情都比快樂表情辨認的更快、更準確（ Pinkham，Briffin， Baron，&Gur， 2010）. Gagnon， Gosselin，Hudon-ven der buhs， Laroncque主Milliard （2010）在研究兒童識別和區別面部表情時發現.兒童能很準確的從情緒表情中區分出害怕和厭惡的表情。

Messinger， Mattson， Mahoor和Cohn （2012）的研究發現，不同程度的眼睛收縮和嘴張開分別與哭或笑的程度有關，因此局部特征也會影響面部表情加工進程。Song和Hakoda （2012）也發現情緒判斷主要依靠對面部的局部處理。主要有兩種觀點：第一，眼部在面部表情識別中的線索作用大。眼睛收縮傳遞著積極或消極情緒的中心內部狀態.而嘴巴僅僅是通過不同的呼吸和有情感的發音才能辨別情緒。Baron -Cohen，Wheelwright和Jolliffe（ 1997）給被試分別觀看完整的面部表情圖片、從面孔中截取的眼部和從面孔中截取的嘴部的圖片，在對復雜心理狀態的判斷中，眼睛和面部沒有顯著差異，且它們都顯著好于嘴部。第二，嘴部在面部表情識別中的線索作用大。Yuki，Maddux和Ma-suda （2007）等人以美國人和日本人為被試，識別面孔為高興表情時，嘴部線索作用高于眼睛線索作用。也有人在研究成人與幼兒面部表情注意偏好時發現成人偏好注意眼部，幼兒偏好注視嘴部（谷莉，自學軍，2014）。以上兩種不同結論的原因可能是實驗的范式、實驗材料、實驗環境、實驗任務、凝視方向、材料呈現時間等原因造成的。

本文從注意資源量和局部特征影響兩方面來分析。注意資源量的觀點是黃宇霞和羅躍嘉（2009）等提出的.在注意資源量十分匱乏時，機體無法區別對待正性和負性刺激。他們發現，有效提示條件下的反應正確率高于無效提示下的情況。情緒加工受到注意因素調節，負性刺激在資源緊張時可以得到優先加工，而當資源充足時，機體可以調節資源分配而使正性刺激也得到充分加工。

本研究在前人研究中的兩個矛盾點作為出發點，對正負效價的面孔的識別正確率以及時間進行研究。以往對表情識別的研究，很多都無法做即時性記錄與測量（on-line measurement），本研究使用眼動技術很好地解決了這個問題。利用眼動記錄技術對被試識別過程的眼動指標、識別速度和正確率結合進行分析，對探討識別正性、負性面部表情速度差異的原因提供了可能。在被試自然瀏覽過程中進行記錄，沒有對圖片進行截圖來單獨呈現眼睛、嘴部等局部特征，而是呈現完整面部表情圖片，使眼動實驗更趨于生態化。

2 實驗一正負效價表情圖片加工結

果的差異

探討不同效價面部表情的識別速度及正確率的差異；探討呈現時間不同時，面部表情識別速度及正確率的差異；探討呈現時間與表情效價對表情識別速度影響的分離。

2.1 方法

2.1.1 被試

30名未參加過面部表情效價評分的大學生作為被試，剔除4名正確率較低的被試，剩余有效被試為26名。其中，男生11人，女生15人，年齡21-24歲之間，平均年齡22.12歲。所有被試視力（或矯正視力）正常，且均無眼部疾病。

2.1.2 實驗儀器與材料

實驗由一臺電腦控制，刺激呈現在19英寸彩色顯示器中央。屏幕分辨率為1024x768， 刷新頻率為100Hz。采用E-Prime軟件編程并記錄數據。實驗材料使用face gen軟件做出300張面部表情圖片，將亮度、角度等調整一致。其中積極表情圖片和消極表情圖片各150張。讓不參加正式實驗的30名大學生對150張積極表情圖片和150張消極表情圖片，進行情緒強度5點評分。選取平均分為3-4分的積極面部表情圖片和消極面部表情圖片各100張。實驗一呈現的實驗材料為隨機抽取的30張積極面部表情圖片和30張消極面部表情圖片。

2.1.3 實驗設計與程序

采用2（表情效價：正性與負性）×2（圖片呈現時間：0.2秒、0.03秒）兩因素被試內實驗設計。首先在屏幕中央位置出現注視點，注視點出現1000毫秒之后自動消失。然后出現一張面部表情圖片，呈現0.2秒或0.03秒之后自動消失。最后出現由X組成的掩蔽圖片，被試按鍵選擇，F鍵、H鍵分別代表正性、負性圖片，進行平衡處理。選擇后，進入下一個試次。

2.2 結果

反應時為E-Prime記錄的圖片呈現到被試做出判斷的反應時，正確率：回答正確題目數/總題目數。剔除正確率低于75%的數據，數據有效被試26人。

2.2.1 反應時結果

對被試的反應時結果進行描述統計，結果如表l。

以效價和呈現時間為自變量，以反應時為因變量，進行方差分析，同時計算得出方差分析效果大小f的指標和統計檢驗力指標（胡竹菁，戴海崎.2011）。結果發現： （1）長呈現時間條件下的反應時要短于短呈現時間條件下的反應時，F時間（1，25） =3.41，p<0.05，f=0.31，統計檢驗力介于0.63-0.76之間。 （2）對積極面部表情圖片的反應時要短于對消極面部表情圖片的反應時，F效價（1，25） =13.18，p<0.05，f=0.62，統計檢驗力大干0.99。 （3）呈現時間與效價二者之間的交互作用顯著，FX互（1，25） =3.91，p<0.05，f=0.34，統計檢驗力介于0.76-0.86之間。進一步進行簡單效應檢驗，結果發現，效價在長呈現時間上的處理效應是極為顯著的，F（1，25） =23.75，p<0.01，呈現時間長的情況下，積極面部表情的識別速度要快于消極面部表情的識別速度。效價在短呈現時間上的處理效應是不顯著的，F（1，25） =1.0，p>0.05。

2.2.2 正確率方面

對正確率結果進行統計，描述統計如表1。

以效價和呈現時間為自變量，以正確率為因變量進行兩因素重復測量方差分析，表情效價的主效應極其顯著，F 效價（1，25） =33.18，p<0.01，f=0.98，統計檢驗力大于0.99，積極面部表情識別的正確率顯著高于消極面部表情的正確率。呈現時間的主效應不顯著，F時間（1，25） =1.94，p>0.05，f=0.24，統計檢驗力介于0.48-0.63之間。二者的交互作用顯著，F交互（1，25） =3.66，p<0.05，f=0.33，統計檢驗力介于0.7 6-0.86之間。簡單效應檢驗表明，表情效價在長呈現時間處理效應上是不顯著的，F（1，25）=3.88，p>0.05.表情效價在短呈現時間處理效應上是極其顯著的，F（1，25） =31.06，p<0.01），在短呈現時間的條件下，積極面部表情識別的正確率顯著高于消極而部表情識別的正確率。

3 實驗二線索條件下正負效價表情

圖片加工的差異

通過不同的提示線索位置來探討眼部和嘴部局部特征對正性、負性面部表情圖片加工速度的影響。

3.1 方法

3.1.1 被試

同實驗一。

3.1.2 實驗儀器與材料

用E-Prime軟件運行實驗程序，并同時記錄被試的反應時和正確率。從評定好的圖片中選擇實驗一未用過的正性、負性情緒圖片各30張，作為實驗二的材料。

3.1.3 實驗設計與程序

采用2（表情效價：正性與負性）x2（提示線索位置：眼部、嘴部）兩因素被試內設計。在屏幕中央位置出現一張線索提示圖片，2秒之后自動出現面部表情圖片，呈現0.2秒。之后是被試選擇時間。屏幕上出現由X組成的掩蔽圖片。被試按鍵選擇之后.自動進入下一個試次。

3.2 結果

用Spss for windows 16.0對數據進行統計處理。實驗二中不同提示線索位置，被試對正負效價的面部表情圖片識別的速度及正確率的結果見表2。

以提示線索位置、表情效價為自變量，反應時和正確率為因變量，分別進行兩因素重復測量方差分析。在反應時方面，結果發現，表情效價和提示線索位置的主效應均顯著，F效價（1，25）=11.07，p <0.01，f=0.57，統計檢驗力大于0.99，積極面部表情的反應時短于消極面部表情的反應時，F位置（1，25） =7.21，p<0.05，f=0.46，統計檢驗力介于0.97-0.99之間。提示線索位置在眼部的反應時要長于提示線索位置在嘴部時，二者的交互作用不顯著（p>0.05）。在正確率方面，表情效價的主效應顯著，F效價（1，25） =63.32，p<0.05，f=1.35，統計檢驗力大于0.99.積極面部表情識別的正確率高于消極面部表情識別的正確率。提示線索位置主效應以及二者的交互作用均不顯著（p>0.05）。

4 實驗三正負效價表情圖片加工眼

動指標的差異

實驗二證明眼部和嘴部對正負性而部圖片的作用是不同的。通過實驗三來證明這種作用的不同是如何隨著呈現時間的增加而改變。實驗假設是隨著呈現時間增加（注意資源量變得充足），被試對正性、負性情緒的嘴部和眼部的注視時間、注視點個數發生不一樣的變化。

4.1 方法

4.1.1 被試

同實驗一。

4.1.2 實驗儀器與材料

本實驗用Tobii X120眼動儀連接屏幕分辨率為1024x768.刷新頻率為100Hz的電腦呈現實驗材料，被試眼睛與屏幕中心的距離為66Cm。用Tobii X120眼動儀呈現實驗材料并同時記錄被試的眼動數據。在評定好的圖片中選擇余下的正性、負性情緒圖片各40張進行本實驗。

4.1.3 實驗設計與程序

實驗采用2（表情效價：正性、負性）x4（呈現時間段）x2（興趣區位置：眼部、嘴部）被試內試驗設計。因變量為首次注視時間、總注視時間、注視點個數。首先屏幕中心出現一個注視點，自動消失之后分別在0 -0.2秒、0.2 -0.4秒、0.4 -0.6秒、0.6-0.8秒呈現同一張面部表情圖片，之后自動消失，然后會出現一個由X組成的掩蔽圖片。被試在此時對剛剛出現的面部表情性質進行判斷。并按F、J鍵做出選擇，被試之間進行平衡。之后自動進入下一個試次。

4.2 結果

用Spss16.0對數據進行統計處理。截取到四個時間段內的眼動指標，同時為了考察對眼部和嘴部興趣區內不同效價、不同時間的注視情況，本文選取了首次注視時間、總注視時間和注視點個數三個指標結合分析。

以興趣區位置、效價和時間段為自變量，以首次注視時間為因變量進行多因素重復測量方差分析，結果表明，興趣區位置和表情效價的主效應均顯著，F部位（1，25） =6.22，p<0.05，f=0.42，統計檢驗力介于0.45 -0.90之間；F效價（1，25） =6.94，p <0.05，f=0.45.統計檢驗力介于0.97 -0.99之間：興趣區位置和時間段的交互作用顯著，F交互（3，75） =12.61，p<0.01，f=0.60，統計檢驗力大于0.99。對興趣區位置在呈現時間的四個水平上進行簡單效應分析表明，在0 -0.2s時間段內，興趣區位置的效應是顯著的，F=25.41，p<0.05；在0.6s-0.8s時間段內，興趣區位置的效應是顯著的. F=6.54，p<0.05，f=0.38，統計檢驗力介于0.82-0.90之間。在這兩個時間段內，對眼部的首次注視時間顯著長于對嘴部的首次注視時間。

以興趣區位置、效價和時間段為自變量，以總注視時間為因變量進行多因素重復測量方差分析.結果表明，興趣區位置和表情效價的主效應均顯著，F效價（1，25） =3.55，p<0.05，f=0.32，統計檢驗力介于0.71-0.82之間；F部位（1，25） =7.08，p<0.05，f=0.45，統計檢驗力介于0.95-0.99之間：位置和時間的交互作用顯著，F交互（3，75） =11.64，p<0.01，f=0.50，統計檢驗力介于0.95 -0.99之間。對興趣區位置在時間段四個水平上進行簡單效應分析表明，在0-0.2s時間段內，興趣區位置的處理效應是顯著的，F（1，25） =25.44，p<0.05，f=0.86，統計檢驗力大于0.99：在0.6s -0.8s時間段內，興趣區位置的效應是顯著的，F（l，25） =8.67，p<0.05，f=0.50，統計檢驗力介于0.95-0.99之間。在這兩個時間段內，對眼部的總注視時間顯著長于對嘴部的總注視時間。

以興趣區位置、效價和時間段為自變量，以注視點個數為因變量進行多因素重復測量方差分析，結果表明，位置和表情效價以及時間的主效應均顯著，F部位（1，25） =3.80，p<0.05，f=0.29，統計檢驗力介于0.5 8-0.71之間；F效價（1，25） =3.34，p<0.05，f=0.27，統計檢驗力介于0.45 -0.58之間；F時間（3，75） =6.65，p<0.05，f=0.44，統計檢驗力介于0.95-0.99之間。位置和時間的交互作用顯著，F部缸（3，75） =3.99，p<0.05，f=0.34，統計檢驗力介于0.71-0.82之間。進一步進行簡單效應檢驗，結果表明，在0-0.2s時間段內，興趣區位置的效應是顯著的，F（1，25） =10.63，p<0.05；在0.6s -0.8s時間段內，興趣區位置的效應是顯著的，F（1，25）=8.52，p<0.05。在這兩個時間段內，眼部的注視點個數顯著多于嘴部的注視點個數。

5 討論

綜合實驗一中反應時和正確率的數據可以發現，在長呈現時間的情況下，積極面部表情的識別速度要快于消極面部表情的識別速度，顯示出了“積極表情優勢”，而在正確率方面，二者沒有差異；在短呈現時間條件下，積極面部表情和消極面部表情的識別速度沒有差異，在正確率方面，對積極面部表情識別的正確率高于對消極面部表情識別的正確率，顯示出了“積極表情優勢”。這個結果需要反應時實驗中的速度一反應時權衡問題來解釋，即在長呈現時間的情況下，被試有足夠的反應時間，因而被試會爭取最大的正確率，所以實驗結果顯示積極表情和消極表情的識別在正確率方面沒有顯著差異。而在短呈現時間的條件下，被試獲取的信息量是有限的，因而被試無法保證正確率.那么被試會追求最大反應時，所以可以看到積極面部表情識別與消極面部表情識別的反應時沒有顯著性差異，而積極面部表情識別的正確率要高于消極面部表情的正確率。在長呈現時間和短呈現時間的條件下，以不同的方式表現出了“積極表情優勢”。長呈現時間下的積極表情優勢表現在反應時上。短呈現時間下的積極表情優勢表現在正確率上。

在實驗二中，在正確率方面，無論提示線索的位置在眼部還是嘴部，被試的正確率都沒有顯著性差異。在反應時實驗中，由于實驗任務不是很難.幾乎所有的被試都選擇了提高正確率，正確率達到90%左右。另外，在本實驗中，面孔是完整呈現的，被試的判斷并不完全單獨依靠某一局部特征，提示線索位置的設置只是把被試的首次注視點固定在某一局部特征上。因而被試要達到很高的正確率并不難。所以實驗結果的差異體現在反應時上。提示線索位置在嘴部時對面部表情識別的速度快于提示線索位置在眼部時對面部表情的識別速度。效價與提示線索沒有交互作用。

無論積極還是消極表情，提示線索在嘴部都有利于表情性質的判斷。這與前人的研究結論有些不同（Boucher&Ekman，1975）。產生這一現象的原因可能是眼部信息的綜合性與復雜性，導致判斷并不能加快。另外，被試為了追求正確率，提示線索在局部的時候，被試依然會去觀察整體的面部表情。設置提示線索位置這個變量畢竟不如截取局部特征圖片那樣完全排除其他部位的影響。

本研究將嘴部和眼部各劃分為一個興趣區，兩個興趣區面積相同。通過劃分興趣區而不是截取眼部嘴部的部分圖片，呈現完整面部表情，使研究更具有生態效度。注視時間的長短反映被試對材料加工的程度。對所有被試而言，時間越長，表明材料內容的加工速度越慢或者是材料內容越難。所以，注視時間有不同的意義，要與多個指標一起分析，這里本文采用首次注視時間和總注視時間和注視點個數結合?？傋⒁晻r間越長，說明被試在這一興趣區上提取信息、理解信息更困難。

通過被試對不同興趣區的表情進行性質判斷，記錄被試的眼動數據，發現，對眼部和嘴部注視的眼動數據隨著圖片的呈現時間而改變。被試對眼部的首次注視時間、總注視時間均顯著長于對嘴部的，說明被試在面部表情識別的過程中對眼部的注視更多，加工更難。研究結果和以前的研究有很大的一致性。比如，隋雪，任延濤（2007）等研究發現對眼部的注視時間多于對嘴部。但在解釋上有一些不同。本文認為對眼部的加工多于嘴部是由于眼部傳遞出的信息更多。注視的時間、注視的方式、眼神方向、視線交流的角度、是否閃爍等等，這些都包含著復雜的信息，有時候語言都難以表述清楚。因此筆者認為嘴部更利于對表情性質的判斷，這和王柳生，錢萼，張慶和潘發達（ 2011）的結論是一致的。

眼部比嘴部能夠傳遞出更多的信息。面部表情的肌肉是通過眼神傳遞的，然而在眼部，除了眼周圍的肌肉之外，眼神、凝視方向等都會傳遞出情緒信息（ Haxby，Hoffman，&Gobbini，2000）。所以被試對眼部的注視時間和注視點個數均多于嘴部。在實驗三中，被試首先觀看的是眼部，然后是嘴部，隨著時間的推進，被試將注視又轉移到眼部。這也表明，被試對嘴部傳遞出的情緒判斷很快就結束，可以理解為被試在通過嘴部判斷之后又返回眼部確認嘴部的信息。結合實驗二和實驗三的研究結果，本文認為，眼部吸引更多的注意資源，嘴部更有利于對表情性質的判斷。

此外，在短呈現時間條件下，被試對積極面部表情識別的正確率高于對消極面部表情識別的正確率。以往的研究者用積極面部表情優勢來解釋，即積極面部表情被識別的更快更準確。那么是否有另外的一種可能，即被試沒有看清表情是積極還是消極的，被試在此時傾向于做出積極的判斷呢？張萍，盧家楣和張敏（2012）研究表明，在對未來事件的判斷中，愉悅心境會增加做出積極判斷的傾向.悲傷心境會增加做出消極判斷的傾向。心境與未來事件的效價存在一致性效應。在本實驗中，被試只有兩個選擇，積極和消極。在全部正確的情況下，積極和消極的按鍵數日應該是相同的。然而結果是被試按積極鍵的數目遠遠大于按消極鍵的數目.積極圖片被試按了積極鍵，大量的消極圖片被試也按了積極鍵，是不是被試對于某些積極圖片同樣沒有看清，只是由于傾向于做出積極的選擇，因此導致積極圖片的正確率高于消極圖片的正確率呢？如果這種情況存在的話，被試識別積極圖片的正確率也許不比識別消極圖片的正確率高。在本實驗中，這個問題沒有解決，期待未來研究考慮這一問題。

6 結論

本研究得出如下結論： （1）積極表情的識別速度比消極表情的識別速度快，正確率高，支持了“積極表情優勢”。 （2）眼部吸引更多的注意資源。嘴部對面部表情識別的作用比眼部大。 （3）而部表情識別的軌跡遵循“眼部一嘴部一眼部”的軌跡。