《Cognition》：Compression of visual information in redundancy masking follows grouping and segmentation
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视觉系统如何处理冗余信息？本研究探讨了“冗余掩蔽”(Redundancy Masking, RM)与知觉组织核心过程（分组与分割）的关系。研究人员通过改变线条阵列的对比度极性，发现冗余掩蔽总是发生在分组和分割之后，主要在已分割的、特征相同的亚组内对冗余信息进行压缩。这一结果表明，冗余掩蔽发生在知觉组织的中级阶段，是视觉系统的一种高效信息压缩策略。
在日常生活中，我们眼前的信息总是纷繁复杂，远超大脑的处理能力。视觉系统是如何应对这种“信息过载”的呢？其中一个关键策略就是压缩那些重复、冗余的信息，只保留对我们理解场景至关重要的部分。最近，科学家们发现了一种被称为“冗余掩蔽”的有趣现象：当人们观看由多个相同项目（比如三条并排的竖线）组成的重复图案时，即使这些项目清晰可见，他们也常常报告看到了更少的数量。这就像一个高效的视觉“压缩包”，将重复的部分精简掉，但保留整体的“要旨”。但是，这个“压缩”过程究竟是如何运作的？它是在视觉处理的早期阶段就发生，还是在信息已经被组织成有意义的单元（比如被分组在一起或相互分割开的物体）之后才进行的？为了回答这个问题，研究人员将目光投向了视觉加工的两个基本原则：分组（将相似的元素捆绑在一起）和分割（将不同的元素区分开来）。
这项研究发表在《Cognition》杂志上。为了探究分组和分割在冗余掩蔽中扮演的角色，研究人员设计了一套巧妙的实验。他们向观察者短暂呈现位于视野外周、包含3到5条垂直竖线的阵列，并通过操纵线条的对比度极性（黑白）创建了四种模式：完全相同的阵列、黑白交替的阵列、以及线条亚组内部相同但阵列边缘有一条不同线条的模式。被试的任务首先是报告他们看到了多少条线，然后通过鼠标点击，精确地复制出每条被感知线条的对比度极性，这被称为“外观匹配”法。这种方法让研究者能够详细比较实际呈现的刺激与被试感知到的刺激之间的差异，从而精细地揭示冗余掩蔽发生的位置和模式。研究纳入了20名视力正常或矫正正常的被试，所有刺激都通过高精度的VPixx显示器呈现，并由PsychoPy软件控制。
3.1. 冗余掩蔽
结果显示，在所有条件下，偏差分（报告数量减去实际数量）大多为负值，表明冗余掩蔽普遍发生。线条数量和对比度条件都会影响偏差分，且两者存在交互作用。例如，在交替条件下，四线和五线刺激的冗余掩蔽强度明显高于三线刺激。此外，线条间距越小，冗余掩蔽越强，间距增大时（如117弧分），偏差分趋近于零，这与先前研究一致。
3.2. 不同刺激的外观匹配：分组与分割的作用
外观匹配分析揭示了冗余掩蔽发生的系统性规律。在“内不同”和“外不同”条件下，刺激被自然地分割成一个由相同线条组成的亚组和一个单独的、对比度不同的线条。分析发现，当发生冗余掩蔽时，被“掩蔽”掉（即未被报告）的线条几乎总是来自那个由相同线条组成的亚组内部。例如，一个“黑黑白白”的四线刺激可能被报告为“黑黑白”。这表明，冗余掩蔽发生在被分割好的、特征相同的亚组之内。在交替条件下，冗余掩蔽同样发生，尤其是在五线阵列中最为强烈。当线条数量因掩蔽而减少时，被试的感知倾向于保留两种模式之一：要么保持刺激两端的“边缘”线条正确，要么保持整体的“交替”模式。
3.3. 全局刺激特征分析
为了量化在冗余掩蔽发生时，哪些关键信息被保留了下来，研究者分析了三种全局特征：对比度（刺激是否包含两种极性）、边缘（两端线条的极性）和比例（黑白线条的多数/少数关系）。结果发现，即使在发生冗余掩蔽的试次中，对比度和比例在绝大多数情况下（>90%）都被正确报告。边缘特征在均匀和“单一线条不同”的条件下也几乎总是被正确保留（>95%），但在交替条件下，由于奇偶数量的变化，边缘的正确率有所下降（约55%）。这证明冗余掩蔽虽然减少了感知到的项目数量，但关键的结构性信息得到了高度保留。
3.4. 分割强度
一项独立的评分实验证实了主观知觉。被试对“内不同”和“外不同”条件给出了低分组评分（意味着黑白线条被感知为明显分开的组），而对交替条件给出了高分组评分（意味着线条被感知为整合的单一单元）。这从主观体验上支持了线条阵列确实根据对比度差异被分组和分割了。
研究的核心结论是，分组和分割先于冗余掩蔽。视觉系统首先根据特征相似性（如对比度）将输入组织成连贯的知觉单元（分组）和边界（分割），随后，在已形成的、包含重复信息的亚组内部进行信息压缩，表现为冗余掩蔽。这种压缩并非随机，它系统性地保留了刺激的全局特征，如边缘、特征对比和大致比例。
在讨论中，作者强调了这一发现的重要理论意义。它表明冗余掩蔽并非源于早期的、低水平的感官相互作用（如侧抑制），而是发生在视觉加工的“中级”阶段，在知觉组织过程之后。这意味着冗余掩蔽是视觉系统对已结构化的信息实施的一种高效编码策略，旨在减少感知表征的负载，同时保留对物体识别和交互至关重要的信息（如物体边界和独特性）。研究还将冗余掩蔽与另一个著名的外周视觉现象——视觉拥挤进行了区分。视觉拥挤会损害目标的特征识别，而冗余掩蔽是减少感知到的项目数量，但特征识别本身可能不受影响。两者都受分组影响，但效应方向不同：在拥挤中，目标与干扰项分组增强会损害识别；在冗余掩蔽中，相同项之间的分组增强了压缩。
总之，这项工作揭示了人类视觉系统处理冗余信息的一条精细规则：先组织，后压缩。这不仅深化了我们对基本视觉过程的理解，也为解释现实场景中高效而有时并不完整的视觉体验提供了机制上的见解。
