不同面部表情對面孔識別的影響研究

茍增強，趙慶依

(滄州師范學院 教育學院，河北 滄州 061001)

1　問題的提出

對于面孔識別這種特殊的模式識別曾有過很多研究，Farah對恒河猴的腦神經元和腦區的研究發現[1]，大腦中存在對面孔刺激具有強烈反應，而對于非面孔刺激反應微弱的腦區，從生理角度證明了人類面孔識別的特異性.王玲等對卡通面孔真人面孔識別的ERP研究也發現[2]，人類對卡通面孔和真人面孔的識別具有不同的機制.而面孔識別與面部情緒表情識別的分離性研究也得到很多研究者的關注，Bruce和Young提出了面孔加工機能模型[3]，其中對于表情的加工主要涉及對不熟悉的面孔的加工，而陳欣則提出了積極表情面孔在識別過程中的正確率和反應時的“積極表情優勢”[4].因此本研究旨在探究面孔表情是否會影響對面孔的識別，以及面孔表情與性別的交互作用對面孔識別是否有顯著影響.

2　研究方法

2.1　被試

隨機選取的40名滄州師范學院在校生，男生17人，女生23人，平均年齡22.7歲，視力或矯正視力正常.

2.2　實驗材料

實驗所用真人面孔圖片選自中國化面孔情緒圖片系統(CFAPS)，共48張；卡通圖片為真人面孔卡通化，共48張，與真人面孔在像素、對比度等條件上保持一致.兩種面孔類型面孔性別比例為1:1.圖片材料組成如下(表1)：

表1　實驗材料構成

注：實驗部分圖片共96張，包括學習過的48張，新增面孔圖片48張，性別比1:1.

2.3　實驗工具

實驗工具為計算機，實驗程序由E-Prime2.0編寫，簡單實驗流程如下：

2.4　設計與程序

采用2(真實面孔，卡通面孔)×3(積極情緒，中性情緒，消極情緒)×2(男，女)的混合設計，來探究卡通面孔與真人面孔識別之間是否存在差異以及不同面部表情是否會影響面孔的識別；同時探究被試性別在是否會在表情對面孔識別的影響中造成差異.

實驗過程分為學習部分和實驗部分.在學習部分，只要求被試盡可能集中注意力記住所呈現的面孔，不做反應；在實驗部分要求被試在保證正確情況下盡快做出判斷，哪些是學習過的，哪些是新面孔，并記錄實驗部分錯誤數和反應時.兩部分面孔圖片每次只呈現一張，且順序隨機.

(1)向被試解說實驗內容目的及過程.

(2)在計算機上運行試驗程序：呈現指導語→出現注視點，呈現時間為1s→呈現學習部分圖片，每張圖片呈現2s→呈現實驗部分指導語→呈現實驗部分圖片，每張圖片呈現時間為4s→實驗結束.

2.5　實驗數據

記錄被試在實驗部分對面孔圖片的識別再認錯誤數和反應時，并使用SPSS對數據進行統計分析.

3　研究結果

3.1　再認錯誤統計結果

由表2、表3、表4可知：

(1)被試性別主效應不顯著，F(1，38)=0.194，P=0.662>0.05，η2=0.005；

(2)面孔類型主效應非常顯著，F(1，38)=17.732，P=0.000<0.05，η2=0.318；

(3)表情類型主效應顯著，F(2，76)=17.501，P=0.000<0.05，η2=0.315；

(4)被試性別與面孔類型交互作用不顯著，面孔類型與表情類型交互作用不顯著，被試性別、面孔類型及情緒表情三者交互作用不顯著；

(5)被試性別與表情類型交互作用顯著，F(2，76)=4.259，P=0.018<0.05，η2=0.101.

表2　三變量混合描述性統計結果(M±SD)

表3　面孔類型、面孔表情及性別三因素方差分析結果：被試內效應分析

*P<0.05**P<0.01***P<0.001，下同.

表4　面孔類型、面孔表情及性別三因素方差分析結果：被試間效應分析

由簡單效應分析結果(表5)可知對于男性被試三種表情之間差異不顯著F(2，234)=2.386，P=0.094>0.05，而女性被試三種表情類型之間差異非常顯著F(2，234)=12.050，P=0.000<0.001.

表5　表情類型×被試性別簡單效應分析結果

進一步的事后多重比較結果顯示，對于男性被試，三種面部表情類型之間對面孔識別的影響沒有顯著性差異；而對于女性被試，中性面部表情與消極面部表情對面孔識別有顯著差異，均差值=1.283，P=0.011<0.05；中性面部表情與積極面部表情對面孔識別有顯著差異，均差值=2.130，P=0.000<0.05；而消極面部表情與積極面部表情之間無顯著差異，均差值=0.848，P=0.152>0.05.

3.2　反應時分析結果

由表6、表7、表8可知：

(1)面孔類型主效應十分顯著，F(1，38)=24.859，P=0.000<0.05，η2=0.409；

(2)表情類型主效應非常顯著，F(2，38)=35.2929，P=0.000<0.05，η2=0.484；

(3)被試性別主效應顯著，F(1，37)=20.321，P=0.000<0.05，η2=0.975；

(4)面孔類型與被試性別交互作用不顯著，面孔類型與表情類型交互作用不顯著，面孔類型與表情類型及被試性別三者交互作用不顯著.

(5)表情類型與被試性別交互作用顯著，F(2，37)=4.303，P=0.032<0.05，η2=0.86.

表6　三變量混合描述統計結果(M±SD)

表7　面孔類型、面孔表情及性別三因素方差分析結果：被試內效應分析

表8　面孔類型、面孔表情及性別三因素方差分析結果：被試間效應分析

由簡單效應分析結果(表9)可知，對于男性被試和女性被試，三種面部表情之間差異均顯著，對于男性被試，F(2，234)=5.365，P=0.005<0.05.對于女性被試,F(2，234)=9.170，P=0.000<0.001.

表9　表情類型×被試性別簡單效應分析結果

事后檢驗進一步分析結果顯示，對于男性被試，中性表情與消極表情差異顯著，均差值=164.895，P=0.004<0.01，中性表情與積極表情差異不顯著，P=0.193>0.05，消極表情與積極表情之間差異不顯著，P=0.388>0.05；而對于女性被試，中性表情與消極表情差異顯著，均差值=145.204，P=0.003<0.01，中性表情與積極表情差異非常顯著，均差值=172.948，P=0.000<0.001，消極表情與積極表情之間差異不顯著，P=0.892>0.05.

4　討論

對于面孔識別錯誤數和反應時，面孔類型主效應均顯著，說明被試對于卡通面孔和真人面孔的識別是存在顯著差異的，對卡通面孔識別的錯誤數顯著大于真人面孔，也可以說明個體對于真人的面孔的識別是區別于其它刺激的，卡通面孔雖然來自于真人面孔，但是可能由于失去了人們識別面孔時所主要關注的立體特性，造成了這種差異.同時對于真人面孔識別的反應時卻明顯大于卡通面孔，我們可以理解為真人面孔刺激較非真人面孔刺激需要更多地認知處理，有更復雜的加工過程.同時真人面孔可能更易引起被試的注意，傾注較多加工，這也可能是對真人面孔識別的錯誤較少的原因.但是也要考慮到雖然反應時差異明顯，兩種反應時是非常短暫的(1s左右)，因此面孔類別的差異是確實存在的.

面部表情對面孔識別的主效應在錯誤數和反應時上均非常顯著，中性表情錯誤數和反應時均顯著大于其它兩種表情，有表情的面孔相比無表情的面孔具有再認的優勢，而表情類型和面孔類型交互作用并不顯著，說明表情之間的差異存在于卡通面孔和真人面孔，即在兩種面孔中這種差異均存在.Bruce和Young提出的面孔加工機能模型認為，對于表情的加工主要涉及對不熟悉的面孔的加工.在本實驗中使用的是再認方式，這可能是情緒面孔相對于非情緒面孔有更好的再認率的原因之一.實驗過程中有被試反映實驗材料中的面孔審美度太低，面目“猙獰”，這可能解釋了被試對這種認知使其印象深刻，再認率高，同時也可以解釋消極表情與積極表情沒有顯著差異是由于被試將注意力集中在有無面部表情上.人際交往的原則也可以證明這種差異，在人際交往過程中，情緒具有很重要的作用，而面部表情是情緒最直觀易識的外部表現，人們更可能對面帶微笑的人好感度更高，印象更深刻，而對表情憤怒的人敬而遠之，也會印象很深.實驗中的條件是一種對真實情況的夸張，是一種極端情況，夸大了這種差異.該情況提示實驗有不足的地方，面孔去除了裝飾、發型、衣著等因素，集中于面部會造成感官不適應，影響實驗結果，排除這種影響結合個體對圖片的主觀審美進行補充實驗.

被試性別與表情類型的交互作用在錯誤數和反應時上均顯著，研究假設相對于中性表情，男性對消極表情的面孔有更好的識別，而女性正好相反，對積極表情的面孔的識別更好.被試性別與表情類型的交互作用顯著并沒有證明實驗最初的假設.

簡單效應和事后比較發現，在錯誤數上，只有女性被試出現了這種差異，中性表情與消極表情和積極表情的差異均顯著，消極表情和積極表情間差異不顯著；而對于男性被試三種表情間差異均不顯著.即可以認為這種表情間的差異只存在于女性被試.這一點并沒能證明實驗的假設.而從事后比較均差值結果可看出，對于女性被試，相對于消極表情，中性表情與積極表情的差異顯著程度更高，因此也可認為女性對積極情緒的注意更多，即女性被試傾向于對積極表情的面孔有更好的識別效果.王琳通過對負性情緒注意偏向研究發現[5]，在負性情緒注意偏向機制上存在性別差異，女性比男性對負性情緒投入的注意資源更多，這也可能是女性出現中性表情與消極表情差異顯著的原因.

在對反應時的數據分析發現不論對男女被試這種表情間的差異都是非常顯著的，總體上男性被試的差異顯著程度要小于女性.對于男性被試，中性表情與消極表情有顯著差異，但中性表情與積極表情無顯著差異，而對于女性這兩種對比均有顯著差異，且中性表情與積極表情的差異顯著性更高，也表明了女性被試更多地與積極情緒表情相聯系，而男性被試更多地與消極情緒表情相聯系，結合事后檢驗均差值結果可看出，男性確實對消極表情面孔有更好識別效果，而女性對消極和積極表情面孔均有較好識別效果，對積極表情的識別稍好于消極表情.這種差異可能源于女性在社交中對情緒較于男性更加敏感.

對于錯誤數和反應時上的差異情況并不一致，這可能說明表情類型的差異是存在的，反應時很短說明了這種認知加工的聯系性，而錯誤數代表了面孔識別的總體情況，女性比男性對情緒表情尤其是積極表情更加敏感，傾向于給予更多關注即認知資源(被試性別主效應不顯著).

參考文獻：

[1]Farah M J.The cognitive neuroscience of vision[M].Great Britain:Marston Lindsay Ros International Ltd.2000.

[2]王玲，王靜梅，王軍利，等.卡通面孔與真實面孔識別的ERP比較研究[J].心理研究，2012，(5):19-28.

[3]BruceV，YoungA.W.Understanding face recognition[J].British Journal of Psychology，1986，77：305-327.

[4]陳欣.不同效價的面部表情圖片加工差異的研究[D].沈陽：遼寧師范大學，2012.

[5]王琳.負性情緒注意偏向的性別差異研究[D].天津：天津師范大學，2015.