2 结果

　　2.1 临界空间截止频率 将每一位被试者的空间频率和辨认正确率进行最小二乘法拟合，得到截止空间频率——辨认正确率曲线，拟合曲线的交点为达到最大辨认正确率时对应的临界截止空间频率。不同的截止空间频率对应的最大辨认正确率均值结果见图2，其中在3.98、6.30和9.98 cpc时已经达到最大值100%。统计分析，当截止空间频率≤2.51 cpc时，汉字辨认正确率差异有显著统计学意义(P<0.01);截止空间频率>2.51 cpc时，汉字辨认正确率差异无统计学意义(P=0.392)。

　　2.2 常用字和生僻字之间的差异 对33位被试者的临界截止空间频率及辨认正确率拟合后的均值进行配对t检验，结果见表1。各笔画数组之间临界截止空间频率差异有显著统计学意义(P<0.01)，对应的最大辨认正确率差异也有显著统计学意义(P<0.01)。随着汉字笔画数的增加，临界空间频率也随之增大，但是相应的最大辨认正确率却随之变小。

　　2.3 近视程度对辨认正确率的影响 不同近视程度的被试者对所有汉字图片的辨认结果拟合见表2，统计学分析显示，不同近视程度被试者的临界截止空间频率差异没有统计学意义(P=0.823)，汉字辨认正确率的差异也没有统计学意义(P=0.499)。

　　2.4 笔画数、字频、空间频率和近视程度对辨认正确率的影响 对被试者的辨认正确率进行多因素方差分析，笔画数主效应显著(F=289.399，P<0.01)，字频主效应显著(F=355.600，P<0.01)，空间频率主效应显著(F=5880.428，P<0.01)，近视程度的主效应不显著(F=1.632，P=0.196);笔画数和字频交互作用显著(F=31.882，P<0.01)，笔画数和空间频率交互作用显著(F=102.309，P<0.01)，字频和空间频率交互作用显著(F=105.485，P<0.01)，并且三因素的交互作用也显著(F=25.876，P<0.01)，近视程度仅与空间频率交互作用显著(F=2.825，P<0.01)，和其他因素交互作用均不显著(P>0.05)。

　　3 讨论

　　实验结果显示，在低通滤波下，同一截止空间频率的汉字图片，随着笔画数的增加、字频的减少，辨认正确率下降，说明汉字的辨认受到空间频率、笔画数和字频因素的影响，但是当字频和笔画数固定时，超过临界截止空间频率，图片的辨认正确率就不再受空间频率的影响，达到一个平台期。对这三种因素影响汉字辨认的原因分析如下：由于汉字辨认过程中存在着“自上向下”和“自下向上”两种辨认模式，在不同的空间截止频率段由不同的模式起主导作用。“自下向上”辨认模式，即人们接受到物体的刺激，识别刺激，最后辨认物体的过程[4]。“自上向下”辨认模式，是指人们的记忆或者意识的波动刺激，使物体得到人们的辨认[5]。这两种辨认模式一直是大家争论的热点，到底是哪一种在起作用，还是都在起作用?我们的实验发现，相同笔画数组的常用字组和生僻字组的汉字辨认正确率差异在每个截止空间频率的差异均有显著统计学意义(P<0.01)，且常用字组的正确率高于生僻字组。因此我们可以认为，在汉字图像辨认的过程中，存在着记忆作用，也就是说存在着“自上向下”的汉字辨认模式。当截止空间频率小于视觉系统辨认物体所需要的阈值时，汉字图像不能够从背景中区分开来，更无法辨认，此时两种辨认模式均不能起主导作用。当截止空间频率刚超过视觉系统辨认物体所需要的阈值时，即使能够将汉字从背景中区分出来，也不一定能正确辨认，这时由“自下向上”的辨认模式起主导作用。当截止空间频率超过视觉系统辨认物体所需要的阈值后，将汉字从背景中提取出，运用意识中存在的汉字信息将汉字正确辨认，该阶段由“自上向下”的辨认模式起主导作用。正是两种辨认模式的存在，造成常用字和生僻字辨认正确率的显著差异。

　　同时，笔画数也影响汉字辨认的正确率，这里包含一个笔画数频率(stroke frequency)的概念。笔画数频率是指汉字的笔画与高度一半处的水平横线交叉的数目在单位视角内的明暗周期数[6]。相同笔画数的汉字，由于汉字结构和笔画不同造成笔画数频率也有不同。通过实验我们还发现，在空间频率和笔画数的影响相同的情况下，由于字频的不同，常用汉字和生僻汉字组之间的辨认正确率出现了显著性差异。本实验选择的实验对象为青年人，排除年龄对反应速度和认知方面的影响，再按照近视程度对被试者进行分组比较，结果显示各近视程度组的辨认正确率差异没有显著性，也就是说经过屈光矫正的近视患者与正视者相同，并没有在汉字的辨认正确率方面受到影响。

　　近来关于“视觉通路”的研究已经成为热点。本实验是在低通滤波的基础上，探讨包含9个空间频率段的汉字识别机制，每张汉字图片所包含的空间频率带宽的起点一样，但是带宽宽度不同。高通滤波对应汉字的细节特征，低通滤波对应汉字的轮廓特征。在低通滤波下，不同的截止空间频率对应的带宽不同，不同的带宽对应的汉字轮廓清晰程度也不同，因此使得最小二乘法拟合以后，各截止空间频率的汉字最大辨认正确率不同，临界截止空间频率也不同。Legge等[7]发现辨认单个字符所需要的临界空间频率带宽大约是2周/字，而本实验显示临界空间频率为1.99周/字时，辨认正确率达到了80%以上。有学者认为处理字符辨认和文本阅读视觉信息的是并行的多个空间频率通路[4]，但是Pelli等[8-9]的研究发现却与之完全相反，他们认为字符的辨认和文本阅读仅需要单个空间频率通路，而且Majaj等[10]发现文本阅读和单个字符的辨认使用同样的单空间频率通路。为了更好地对人的视觉系统进行研究，需进行带通滤波以及各滤波方式下的单通路和多通路理论的探讨。在汉字文本阅读中，空间频率通路扮演什么样的角色，这些疑问也将成为我们下一步研究的方向。

　　综上所述，视觉系统最重要的功能是形觉，即不仅能看到物体，而且能分辨其形状，所以空间频率敏感度是汉字辨认的一个至关重要的因素。目前，临床上评价形觉的主要手段是清晰度很高的视力表，但单纯用视力表检查视角大小，只能反映黄斑对包含高空间频率成分图形的分辨能力。然而，某些疾病在用视力表还不能查出视力减退时就已表现出对物体某段空间频率成分识别或接受能力的下降或丧失。例如Ross等认为早期青光眼使包含中、高空间频率成分图形的辨认正确度下降;但还有学者认为先有低空间频率段物体辨认正确度下降，而后再有整个空间频率段均下降等情况[11]——这些都会影响到患者的学习和生活。为了方便、快捷地对这些初期眼部疾病的患者进行筛查，本实验可以提供基础数据以便制作包含不同空间频率成分视标的汉字视力表。随着眼科医疗质量的提高和患者对视功能的更高要求，希望不同空间频率成分汉字视力表能够帮助早期黄斑变性、青光眼等眼部疾病患者，对他们视觉系统的空间频率敏感度变化情况做一个定性或定量分析，提高随访数据的比较，早期发现并早期治疗，制定出更好的诊疗计划，同时也帮助视功能正常者做好眼部疾病的预防。

　　【参考文献】

　　[1] Schwartz SH. Visual Perception： A Clinical Orientation[M]. 3rd ed. New York： McGraw-Hill，2004：165-192

　　[2] 王晨晓，陈湘君，贺极苍，等. 将图像傅立叶频谱分析应用于汉字视标选择[J]. 中华眼科杂志，2008，44(7)：587-590.

　　[3] 郭小朝. 汉字特征分析与实验字取样策略[J].人类工效学，1999，5(3)：14-18.

　　[4] Lennie P. Parallel visual pathways[J]. Vision Res，1980，20(7)：561-594.

　　[5] Einh?覿user W， Mundhenk TN， Baldi P， et al. A bottom-up model of spatial attention predicts human error patterns in rapid scene recognition[J]. J Vis，2007，7(10)：6，1-13.

　　[6] Oruc I， Landy MS， Pelli DG. Noise masking reveals channels for second-order letters[J]. Vision Res，2006，46(8-9)：1493-1506.

　　[7] Legge GE， Pelli DG， Rubin GS， et al. Psychophysics of reading-I. Normal vision[J]. Vision Res，1985，25(2)：239-252.

　　[8] Pelli DG， Burns CW， Farell B， et al. Feature detection and letter identification[J]. Vision Res，2006，46(28)：4646-4674.

　　[9] Solomon JA， Pelli DG. The visual filter mediating letter identification[J]. Nature，1994，369(2)：395-397.

　　[10] Majaj NJ， Pelli DG， Kurshan P， et al. The role of spatial frequency channels in letter identification[J]. Vision Res，2002， 42(9)：1165-1184.

　　[11] 毕宏生. 对比敏感度在眼科的临床应用[J].中华眼科杂志，2004，40(9)：645-648.

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