wolfe 1994
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P s v c h a r t o mu Bulletin & Review 1994, 1 ( 1 ) 202-238 Gui ded Search 2 . 0 A revised model o f visual search J EREMY M OLF Harvard Medi cal School, Boston, Massachusetts a n d $righarrt & Women' s Hospital, Boston, Massachusetts An i mp o r t a nt component o f routine visual behavior i s t h e ability t o find o n e item i n a visual wo r l d filled wi t h other, distracting i t ems . T hi s ability t o perform visual searchhas been t h e sub- ject o f a large body o f research i n th e past 15years . This paper reviews ti e visual search litera- ture a n d presentsa model of hu man search behavior . Built upon t h e work o f Neisser, Trei sman, Julesz, a n d others, t h e model distinguishes between a preattentive, ma s s i v e l y parallel stage that processes i nf o r mat i o n about basic visual Features (color, moti on, vari ous dept cues, etcJ across large portions of t he visual field a n d a subsequent limited-capacity stage that performs other, mo r e c o mp l e x operations (e.g . , face recognition, reading, object identification) over a l i mi t e d por- tion o f th e visual field . T h e spatial deployment o f t h e limited-capacity process i s under atten- tional control . T h e heart o f t h e guided search model i s t h e i d ea that attentional deployment o f limitedresources i s guided b y t h e output o f th e earlier parallel processes . Guided Search 2 .0 ( GS 2 ) i s a revision o f t h e model i n wh i c h virtually a l l aspects of t h e model have been made mo r e ex - plicit and/or revised i n light o f n e w data . T h e paper i s organized into four parts : Part I presents the model a n d t h e details o f i t s computer simulation . Part 2 r e v i e ws t h e visual search literature o n preattentiveprocessing o f basic features a nd shows h ow t h e GS 2 simulationreproducesthose results . Part 3 r e v i e ws t h e literature o n t h e attentional deployment of limited-capacity processes i n conjunction a n d serial searches a n d shows h o w t h e simulation handles those conditions . F i - nally, Part 4 deals wi t h shortcomings o f t h e model a n d unresolved issues . I ma g i n e th e following scenario ; y o u a r e i n t h e m i dst o f reading this article i n t h e latest edition o f t h e Psycho- nomi c Bulletin & Re v i e w when y o u a r e summoned t o a me e t i n g . Yo u place t h e journal on top o f that two-foot stack o f things to b e read on your desk a n d depart . Un - fortunately, while y o u a r e out, a shelf co l lapses spread- ingthe journals, books, and an assortment o f outer detri- tus across t h e floor . W e n y o u return a n d survey t h e scene, your first thought i s t o return to this article . Ob v i - ously, y o u wo u l d need t o undertake a visual search f o r t h e journal . I f w e assume that t h e journal i s no t hidden under other objects, y o u could efficiently locate a l l t h e purple rectangles o f a certain size among other items . Those i t e ms mi g h t include disrracror items having t h e tar- g e t shape, color, or size . `I've target journal mi g h t b e partly occluded . Still, this wo u l d no t strike y o u a s a demanding task . Although y o u would need tostopto read thank Stacix F r e e d ma n - H i l l a n d Alexander Bilsky f o r wo r k o n a l l aspects o f this project . Ideas presented here were improved b y conver- sations with Mar vm Chun, Anne Treisman . Kyle Cave, andNancy Kan- wisher 1 thank Asher Cohere, PatriciaO'Neill, Alexander 8ilsky, Gr e g Gancari, Christoplt Nothdurft, )gym P o me r a n t z , an d t wo anonymous reviewers f o r comment s o n various drafts o f this paper . Thic research i s supported b y NI H- NEI Grant ROL- EYOSD87 andby AFO SR Grant F49b20-43-1-0407y Correspondence should b e addressed t o J . y I . Wa l f e , Center f o r Ophthalm i c Research, 221 Longwood A v e , Boston, MA 02115 (e-snael wolfe@peyche .m i t .edu) . t h e date o n this issue ofthe journal i n order t o distinguish i t from other, visually sim il ar issues of t h e journal, y o u wo u l d n o t need t o read th e date o n copies o f t h e Journal o f F_xpen»tental Psychology : Huma n Perception & Per- f o r ma n c e that share shape but not color with t ie target . No r wo u l d y o u need t o attend t o a coffee mu g even i f i t s color wa s a perfect ma t c h t o t h e journal's color . T h e relative e as e wi t h wh i c h humans c a n search f o r tar- gets i n a crowded visual wo r l d i s t h e subject o f this paper . T h e ability i s n o t trivial . T h e visual system cannot fully process a i l o f i t s input . There i s n o t enough room i n t h e skull f o a l l o f t h e neural hardware that wo u l d b e required t o perform a l l visual functions axail locations i n t h e visual field a t t h e same time (see, e .g . , Tsotsos, 199b) . T h e visua l system ha s t wo basic approaches to t hi s problem . T h e first i s t o discard input . Thus, t h e retinal i ma g e i s processed i n i t s full detail only a t t h e fovea . I n t h e p e - riphery, information i s much mo r e coarsely sampled . Receptors a r e spaced mo r e widely, ganglion cell recep- tive fields a e larger, a n d t h e cortical representation o f t h e periphery i s smaller ( Wh i t e , Levi, & Aitsebaomo, 1992 ; Wlson, Levi, Ma f f e i , Rovamo, & peValois, 1990) . T h e second approach i s t o process information selectively . A large s e t o f visual functions can be per- formed only i n a restricted part o f t h e visual field a t a n y o n e moment . T h e identification of psychology journals i s o n e case . Re a d i n g i s a less strained e x a mp l e . Gi v e n Copyright 1994 P s y c h p n o mi c Society, I n c . 2 0 2
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8/3/2019 wolfe 1994
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P s v c h ar t o mu B u l l e t i n & Re v i e w
1 9 9 4 , 1 ( 1 ) 2 0 2 - 2 3 8
Gu i d e d S e a r c h 2 . 0
A r e v i s e d mo d e l o f v i s u a l s e a r c h
J EREMY MWOLFH a r v a r d Me d i c a l S c h o o l , B o s t o n , Ma s s a c h u s e t t s
a n d $ r i g h a r r t & Wome n ' s H o s p i t a l , B o s t o n , Ma s s a c h u s e t t s
An i mp o r t a nt c o m p o n e n t o f r o u t i n e v i s u a l b e h a v i o r i s t h e a b i l i t y t o f i n d o n e i t e m i n a v i s u a lwo r l d f i l l e d wi t h o t h e r , d i s t r a c t i n g i t e ms . T h i s a b i l i t y t o p e r f o r m v i s u a l s e a r c h h a s b e e n t h e s u b -j e c t o f a l a r g e b o d y o f r e s e a r c h i n t h e p a s t 1 5 y e a r s . T h i s p a p e r r e v i e ws t i e v i s u a l s e a r c h l i t e r a -t u r e a n d p r e s e n t s a mo d e l o f hu man s e a r c h b e h a v i o r . B u i l t u p o n t h e wo r k o f N e i s s e r , T r e i s ma n,
J u l e s z , a n d o t h e r s , t h e mo d e l d i s t i n g u i s h e s b e t we e n a p r e a t t e n t i v e , ma s s i v e l y p a r a l l e l s t a g e t h a tp r o c e s s e s i n f o r ma t i o n a b o u t b a s i c v i s u a l F e a t u r e s ( c o l o r , mo t i o n , v a r i o u s d e p t h c u e s , e t c J a c r o s sl a r g e p o r t i o n s o f t h e v i s u a l f i e l d a n d a s u b s e q u e n t l i m i t e d - c a p a c i t y s t a g e t h a t p e r f o r ms o t h e r ,mo r e c o mp l e x o p e r a t i o n s ( e . g . , f a c e r e c o g n i t i o n , r e a d i n g , o b j e c t i d e n t i f i c a t i o n ) o v e r a l i m i t e d p o r -t i o n o f t h e v i s u a l f i e l d . T h e s p a t i a l d e p l o y me n t o f t h e l i m i t e d - c a p a c i t y p r o c e s s i s u n d e r a t t e n -
t i o n a l c o n t r o l . T h e h e a r t o f t h e g u i d e d s e a r c h mo d e l i s t h e i d e a t h a t a t t e n t i o n a l d e p l o y me n t o fl i m i t e d r e s o u r c e s i s g u i d e d b y t h e o u t p u t o f t h e e a r l i e r p a r a l l e l p r o c e s s e s . Gu i d e d S e a r c h 2 . 0 ( GS 2 )i s a r e v i s i o n o f t h e mo d e l i n wh i c h v i r t u a l l y a l l a s p e c t s o f t h e mo d e l h av e b e e n m a d e mo r e e x -p l i c i t a n d / o r r e v i s e d i n l i g h t o f n e w d a t a . T h e p a p e r i s o r g a n i z e d i n t o f o u r p a r t s : P a r t I p r e s e n t st h e m o d e l a n d t h e d e t a i l s o f i t s c o mp u t e r s i m u l a t i o n . P a r t 2 r e v i e ws t h e v i s u a l s e a r c h l i t e r a t u r eo n p r e a t t e n t i v e p r o c e s s i n g o f b a s i c f e a t u r e s a n d s h o w s h o w t h e GS2 s i m u l a t i o n r e p r o d u c e s t h o s e
r e s u l t s . P a r t 3 r e v i e ws t h e l i t e r a t u r e o n t h e a t t e n t i o n a l d e p l o y me n t o f l i m i t e d - c a p a c i t y p r o c e s s e si n c o n j u n c t i o n a n d s e r i a l s e a r c h e s a n d s h o w s h o w t h e s i mu l a t i o n h a nd l e s t h o s e c o n d i t i o n s . F i -
n a l l y , Pa r t 4 d e a l s wi t h s h o r t c o mi n g s o f t h e m o d e l a n d u n r e s o l v e d i s s u e s .
I ma g i n e t h e f o l l o w i n g s c e n a r i o ; y o u a r e i n t h e m i d s t
o f r e a d i n g t h i s a r t i c l e i n t h e l a t e s t e d i t i o n o f t h e P s y c h o -
n o mi c B u l l e t i n & Re v i e w w h e n y o u a r e s u m m o n e d t o a
me e t i n g . Yo u p l a c e t h e j o u r n a l o n t o p o f t h a t t w o - f o o ts t a c k o f t h i n g s t o b e r e a d o n y o u r d e s k a n d d e p a r t . Un -
f o r t u n a t e l y , w h i l e y o u a r e o u t , a s h e l f c o l l a p s e s s p r e a d -
i n g t h e j o u r n a l s , b o o k s , a n d a n a s s o r t m e n t o f o u t e r d e t r i -
t u s a c r o s s t h e f l o o r . Wen y o u r e t u r n a n d s u r v e y t h e
s c e n e , y o u r f i r s t t h o u g h t i s t o r e t u r n t o t h i s a r t i c l e . Ob v i -
o u s l y , y o u wo u l d n e e d t o u n d e r t a k e a v i s u a l s e a r c h f o r
t h e j o u r n a l . I f we a s s u m e t h a t t h e j o u r n a l i s n o t h i d d e n
u n d e r o t h e r o b j e c t s , y o u c o u l d e f f i c i e n t l y l o c a t e a l l t h e
p u r p l e r e c t a n g l e s o f a c e r t a i n s i z e am o n g o t h e r i t e m s .T h o s e i t e ms mi g h t i n c l u d e d i s r r a c r o r i t e m s h a v i n g t h e t a r -
g e t s h a p e , c o l o r , o r s i z e . ` I ' v e t a r g e t j o u r n a l mi g h t b e
p a r t l y o c c l u d e d . S t i l l , t h i s wo u l d n o t s t r i k e y o u a s a
d e ma n d i n g t a s k . A l t h o u g h y o u wo u l d n e e d t o s t o p t o r e a d
t h a n k S t a c i x F r e e d ma n - H i l l a n d A l e x a n d e r B i l s k y f o r wo r k o n a l l
a s p e c t s o f t h i s p r o j e c t . I d e a s p r e s e n t e d h e r e w e r e i m p r o v e d b y c o n v e r -
s a t i o n s w i t h Ma r v m C h u n , A n n e T r e i s ma n . K y l e C a v e , a n d Na n c y K a n -
w i s h e r 1 t h a n k A s h e r C o h e r e , P a t r i c i a O ' N e i l l , A l e x a n d e r 8 i l s k y , Gr e g
G a n c a r i , C h r i s t o p l t N o t h d u r f t , ) g y m P o me r a n t z , a n d t wo a n o n ym o u s
r e v i e we r s f o r c o m me n t s o n v a r i o u s d r a f t s o f t h i s p a p e r . T h i c r e s e a r c h
i s s u p p o r t e d b y NI H- NEI Gr a n t ROL- EYOSD87 a n d b y AFOSR G r a n t
F 4 9 b 2 0 - 4 3 - 1 - 0 4 0 7 y C o r r e s p o n d e n c e s h o u l d b e a d d r e s s e d t o J. y I .
Wa l f e , C e n t e r f o r O p h t h a l m i c R e s e a r c h , 2 2 1 L o n g w o o d A v e ,B o s t o n ,
MA 0 2 1 1 5 ( e - s n a e l wo l f e @p e y c h e . m i t . e d u ) .
t h e d a t e o n t h i s i s s u e o f t h e j o u r n a l i n o r d e r t o d i s t i n g u i s h
i t f r o m o t h e r , v i s u a l l y s i m i l a r i s s u e s o f t h e j o u r n a l , y o u
wo u l d n o t n e e d t o r e a d t h e d a t e o n c o p i e s o f t h e J o u r n a l
o f F _ x p e n » t e n t a l Ps y c h o l o g y : Human P e r c e p t i o n & P e r -f o r ma nc e t h a t s h a r e s h a p e b u t n o t c o l o r w i t h t i e t a r g e t .No r wo u l d y o u n e e d t o a t t e n d t o a c o f f e e mug e v e n i f
i t s c o l o r wa s a p e r f e c t ma t c h t o t h e j o u r n a l ' s c o l o r .T h e r e l a t i v e e a s e wi t h wh i c h h um a n s c a n s e a r c h f o r t a r -
g e t s i n a c r o wd e d v i s u a l wo r l d i s t h e s u b j e c t o f t h i s p a p e r .T h e a b i l i t y i s n o t t r i v i a l . T h e v i s u a l s y s t e m c a n n o t f u l l y
p r o c e s s a i l o f i t s i n p u t . T h e r e i s n o t e n o u g h r o o m i n t h e
s k u l l f o r a l l o f t h e n e u r a l h a r d wa r e t h a t wo u l d b e r e q u i r e d
t o p e r f o r m a l l v i s u a l f u n c t i o n s a x a i l l o c a t i o n s i n t h e v i s u a l
f i e l d a t t h e s am e t i m e ( s e e , e . g . , T s o t s o s , 1 9 9 b ) . T h e
v i s u a l s y s t e m h a s t wo b a s i c a p p r o a c h e s t o t h i s p r o b l e m .
T h e f i r s t i s t o d i s c a r d i n p u t . T h u s , t h e r e t i n a l i ma g e i s
p r o c e s s e d i n i t s f u l l d e t a i l o n l y a t t h e f o v e a . I n t h e p e -
r i p h e r y , i n f o r m a t i o n i s m u c h mo r e c o a r s e l y s a mp l e d .R e c e p t o r s a r e s p a c e d mo r e w i d e l y , g a n g l i o n c e l l r e c e p -
t i v e f i e l d s a r e l a r g e r , a n d t h e c o r t i c a l r e p r e s e n t a t i o n o f
t h e p e r i p h e r y i s s ma l l e r ( Wh i t e , L e v i , & A i t s e b a o mo ,
1 9 9 2 ; W l s o n , L e v i , Ma f f e i , Rovamo , & p e V a l o i s ,
1 9 9 0 ) . T h e s e c o n d a p p r o a c h i s t o p r o c e s s i n f o r m a t i o n
s e l e c t i v e l y . A l a r g e s e t o f v i s u a l f u n c t i o n s c a n b e p e r -
f o r me d o n l y i n a r e s t r i c t e d p a r t o f t h e v i s u a l f i e l d a t a n y
o n e mome n t . T h e i d e n t i f i c a t i o n o f p s y c h o l o g y j o u r n a l s
i s o n e c a s e . Re a d i n g i s a l e s s s t r a i n e d e x a mp l e . Gi v e n
C o p y r i g h t 1 9 9 4 P s y c h p n o mi c S o c i e t y , I n c . 2 0 2
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GUI DED SEARCH 2 . 0 2 0 3
l a r g e e n o u g h p r i n t , i t i s p o s s i b l e t o r e a d t e x t i n a n y p o r -
t i o n o f t h e v i s u a l f i e l d , b u t i t i s n o t p o s s i b l e t o r e a d t wo
m e s s a g e s i n t wo p a r t s o f t h e f i e l d a t o n e t i me .
No t a l l v i s u a l p r o c e s s e s a r e l i m i t e d t o o n e p o r t i o n o f
d i e v i s u a l f i e l d a t a t i me . As N e i s s e r ( 1 9 6 7 ) s u g g e s t e d ,
t h e r e a r e p a r a l l e l p r o c e s s e s t h a t o p e r a t e o v e r l a r g e p o r -
t i o n s o f t h e v i s u a l f i e l d a t o n e t i me , a n d t h e r e i s a s e c o n d
s e t o f l i m i t e d - c a p a c i t y p r o c e s s e s t h a t a r e r e s t r i c t e d i n t h e i r
o p e r a t i o n t o a s ma l l e r p o r t i o n o f t h e v i s u a l f i e l d a t o n e
t i me . I n o r d e r t o c o v e r a l l o f t h e v i s u a l h e l d , t h e s e l i mi t e d -
c a p a c i t y p r o c e s s e s mus t b e d e p l o y e d s e r i a l l y f r o m l o c a -
t i o n t o l o c a t i o n . '
I t i s o b v i o u s t h a t t h e v i s u a l s y s t e m' s l i m i t e d r e s o u r c e s
s h o u l d n o t b e d e p l o y e d a n d a r e n o t d e p l o y e d i n a r a n d om
f a s h i o n . T h e y a r e u n d e r a t t e n t i o n a l c o n t r o l . By " p a y i n g
a t t e n t i o n " t o a s p e c i f i c l o c u s i n t h e v i s u a l f i e l d , we b r i n g
t o b e a t a t t h a t l o c u s s om e o f t h e s e l i m i t e d - c a p a c i t y v i s u a l
p r o c e s s e s . Th e c o n t r o l o f t h i s d e p l o y me n t c a n b e e x -
o g e n o u s , b a s e d o n t h e p r o p e r t i e s o f t h e v i s u a l s t i mu l i , o r
e n d o g e n o u s , b a s e d a n t h e d e ma n d s o f t h e " u s e r " o f t h e
v i s u a l s y st e m . T h e s e a r e n o t mu t u a l l y e x c l u s i v e . De p l o y -
men t c a n b e b a s e d o n t h e s u b j e c t ' s wi s h t o l o o k f o r a s p e -
c i f i c v i s u a l s t i mu l u s . I n t h i s p a p e r , we w i l l c o n s i d e r t h e
d e p l o y me n t o f a t t e n t i o n i n t h e e x o g e n o u s a n d mi x e d c a s e s .
T h i s p a p e r h a s t h r e e o b j e c t i v e s .
l . I t p r o v i d e s a f a i r l y e x t e n s i v e r e v i e w o f t h e v i s u a l
s e a r c h l i t e r a t u r e T h e r e h a s b e e n a n e x p l o s i o n o f r e s e a r c h
i n v i s u a l s e a r c h i n t h e p a s t f e w y e a r s . T h o u g h i t c a n n o t
c l a i m t o i r e c o mp r e h e n s i v e , t h i s p a p e r w i l l s u r r e y t h a t
l i t e r a t u r e a n d d i s c u s s some o f t h e t h e o r e t i c a l i s s u e s r a i s e d
b y t h e d a t a .
2 . I t d e s c r i b e s a r e v i s i o n o f o u r Gu i d e d S e a r c h mode l
o f v i s u a l s e a r c h . T h e o r i g i n a l v e r s i o n ( Ca v e & Wo l f e ,
1 9 9 0 ; Wo l f e & Ca v e , 1 98 9 ; Wo l f e , C a v e , & F r a n z e l ,
1 9 8 9 ) r e q u i r e s mo d i f i c a t i o n i n l i g h t o f n e w d a t a a n d f u r -
t h e r t h ou g ht - h en c e , Gu i d e d S e a r c h 2 . 0 .
3 . I t p r e s e n t s a c o mp u t e r s i mu l a t i o n o f s u b s t a n t i a l p a r t s
o f t h e mode l . T h e s i mu l a t i o n p r e s e n t e d h e r e c a n , w i t h a
s i n g l e s e t t i n g o f i t s p a r a me t e r s , p r o d u c e d a t a t h a t c l o s e r
r e s e mb l e h um a n d a t a f o r a w i d e v a r i e t y o f s t a n d a r d s e a r c h
t a s k s .
Th e r e v i e w o f t h e l i t e r a t u r e i s p r e s e n t e d i n t h e c o n t e x t
o f t h e Gu i d e d S e a r c h mo d e l - F o r t h e r e a d e r w i t h a n i n -
t e r e s t i n s p e c i f i c i s s u e s i n t h e v i s u a l s e a r c h l i t e r a t u r e , r
h a v e t r i e d t o p r o v i d e s e c t i o n h e a d i n g s t h a t w i l l p e r m i t a
s e l e c t i v e r e a d i n g o f t h e p a p e r . P a r t 1 d e s c r i b e s t h e s c o p e
o f t h e p r o b l e m a n d t h e d e t e r s o f t h e g u i d e d s e a r c h modea n d i t s s i m u l a t i o n . R e a d e r s u n i n t e r e s t e d i n t h o s e d e t a i l s
mi g h t s k i p t o t h e s umma r y o f P a r t 1 . P a r t 2 r e v i e w s v i s u a l
s e a r c h d a t a o n s e a r c h e s f o r t a r g e t s d e f i n e d b y a s i n g l e f e a -
t u r e a n d s h o w s t h a t t h e s i mu l a t i o n c a n r e p r o d u c e t h e r e -
s u i t s o f a v a r i e t y o f f e a t u r e s e a r c h r e s u l t s . I n P a r t 3 , we
t u r n t o c o n j u n c t i o n s e a r c h e s a n d s e r i a l s e a r c h e s . H e r e ,
t o o , t h e s i m u l a t i o n r e p r o d u c e s t h e r e s u l t s o f e x p e r i me n t sw i t h h um a n s u b j e c t s . F i n a l l y , P a r t 4 d i s c u s s e s same o f
t h e o mi s s i o n s a n d e r r o r s o f t h e c u r r e n t v e r s i o n o f Gu i d e d
S e a r c h .
1 . GLJ WED SEARCH 2 . 0
Mode l a n d S i mu l a t i o n
Some R e c e n t H i s t o r y
B r i e f l y , Gu i d e d S e a r c h h o l d s t h a t t h e e a r l y s t a g e s o f t h ev i s u a l s y s t e m p r o c e s s a l l l o c a t i o n s i n p a r a l l e l b u t a r e c a p a -
b l e o f e x t r a c t i n g o n l y a l i mi t e d a m o u n t o f i n f o r ma t i o n
f r o m t h e v i s u a l i n p u t . S u b s e q u e n t p r o c e s s e s c a n p e r f o r mo t h e r , ma r e c o mp l e x t a s k s b u t a r e l i mi t e d t o o n e o r , p e r -
h a p s , a f e w s p a t i a l l o c a t i o n s a t a t i me . I n f o r m a t i o ng a t h e r e d b y t h e p a r a l l e l f r o n t e n d i s u s e d t o r e s t r i c t t h e
d e p l o y me n t o f t h e u n i t e d - c a p a c i t y p r o c e s s e s t o t h o s e p a r t s
o f t h e v i s u a l f i e l d m o s t l i k e l y t o c o n t a i n i t e m s o f i n t e r e s t .
T h i s g u i d a n c e i s n o t p e r f e c t , b u t i t i s f a r mo r e e f f i c i e n t
t h a n r a n d om d e p l o y me n t o f a t t e n t i o n . G u i d e d S e a r c h b e -
g a n a s a mo d i f i c a t i o n o f T r e i s ma n ' s f e a t u r e i n t e g r a t i o n
m o d e l ( T r e i s ma n , 1 9 8 8 ; T r e i s m a n &Ge l a d e , 1 9 8 0 ) . I t
o w e s i n t e l l e c t u a l d e b t s t o N e i s s e r ' s d i v i s i o n o f v i s u a l p r o -
c e s s i n g i n t o p r e a t t e n t i v e a n d a t t e n t i v e s t a g e s ( N e i s s e r ,1 9 6 ' 7 ) , t o H o f f ma n ' s " t w o - s t a g e " m o d e l ( H o f f m a n , 1 9 7 8 ,
1 9 7 9 ) , a n d t o E g e t h ' s wo r k o n c o n j u n c t i o n s ( E g e t h , V i r r i ,
& G a r b a r t , 1 9 8 4 ) .
Mo d e l s t h a t l i v e f o r a n y t i me p a s t t h e i r b i r t h c h a n g e
a s n e w d a t a a p p e a r . T h i s r a i s e s c e r t a i n p r o b l e ms i n t h e
l i t e r a t u r e a s p e o p l e b u i l d u p o n o r c r i t i c i z e o u t mo d e d v e r -
s i o n s o f a mo d e l . F o r e x a m p l e , t h e c u r r e n t l i t e r a t u r e i s
f u l l o f e x p e r i me n t s , a r g u m e n t s , a n d c o mp u t a t i o n a l t h e -
o r i e s b a s e d o n , s u p p o r t i n g , o r a t t a c k i n g T r e i s m a n a n dGe l a d e ' s ( 1 9 8 0 ) o r i g i n a l f e a t u r e i n t e g r a t i o n t h e o r y . I n t h e
p a s t 1 0 } y e a r s , h o w e v e r , T r e i s ma n ' s g r o u p h a s b e e n v e r ya c t i v e , a n d t h e c u r r e n t v e r s i o n o f f e a t u r e i n t e g r a t i o n i s
d i f f e r e n t f r o m t h e o r i g i n a l a n i m p o r t a n t w a y s . S i n c e t h e
n a me o f t h e m o d e l r e ma i n s t h e s a m e , i t i s n o t i mme d i -a t e l y o b v i o u s t h a t t h e e a r l i e r v e r s i o n h a s b e e n s u p e r s e d e d .
I t mi g h t h e l p i f we b o r r o we d a c o n v e n t i o n f r o m t h e s o f t -
wa r e i n d u s t r y a n d n u mb e r e d t h e v e r s i o n s o f o u r mo d e l s .
A c c o r d i n g l y , I h a v e c a l l e d t h e p r e s e n t m o d e l G u i d e dS e a r c h 2 . 0 ( G S 2 ) t o d e n o t e w h a t I h o p e i s a s u b s t a n t i a l
u p g r a d e o f t h e o r i g i n a l Gu i d e d S e a r c h m o d e l ( GS I ) .
I n t h e f i r s t p a r t o f t h e p a p e r , t h e GS2 m o d e l w i l l b e
d e s c r i b e d . T h e d e t a i l s o f t h e s i mu l a t i o n a n d c h o i c e s t h a t
mu s t b e made a b o u t p a r a m e t e r s a r e a l s o d e s c r i b e d . P a r t 1
e n d s w i t h a d i s c u s s i o n o f t h e d i f f e r e n c e s b e t w e e n GS2
a n d GS1 a s w e l l a s o t h e r mo d e l s o f s p a t i a l v i s u a l a t t e n t i o n
Th e V i s u a l S e a r c h Pa r a d i g m
On e o f t h e m o s t p r o f i t a b l e p a r a d i g ms f o r s t u d y i n g t h ed e p l o y me n t o f a t t e n t i o n h a s b e e n t h e v i s u a l s e a r c h p a r a -
d i g m i n wh i c h t h e s u b j e c t l o o k s f o r a t a r g e t i t e m amon g
a s e t o f d i s t r a c t o r i t e ms . Two me t h o d s a r e c ommo n l y
u s e d . I n w h a t c a n b e c a l l e d t h e p e r c e n t c o r r e c t me t h o d ,t h e e x p e r i me n t e r b r i e f l y p r e s e n t s a n a r r a y o f i t e ms f o l -
l o we d a f t e r s o m e i n t e r s u r r f u l u s i n t e r v a l ( I S I ) b y a mask .
Th e s u b j e c t g i v e s a f o r c e d - c h o i c e , t a r g e t - p r e s e n t , o rt a r g e t - a b s e n t r e s p o n s e a n d p e r c e n t c o r r e c t i s m e a s u r e d
a s a f u n c t i o n o f I S I . Th e t o t a l n u m b e r o f i t e ms ( s e t s i z e )
8/3/2019 wolfe 1994
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2 0 4 WOLFE
i s v a r i e d . I f a t a s k c a n b e p e r f o r m e d w i t h h i g h a c c u r a c y
e v e n w i t h s h o r t 1 5 I s , a n d i f t h e I S I x p e r c e n t c o r r e c t f u n c -
t i o n d o e s n o t c h a n g e w i t h s e t s i z e , t h i s i s t a k e n t o s h o wt h a t a l l i t e m s h a v e b e e n p r o c e s s e d mp a r a l l e l t o a d e g r e e
s u f f i c i e n t t o d o t h e t a s k . I f l a r g e r s e t s i z e s r e q u i r e l o n g e r
I S I S t o a c h i e v e t h e s a m e p e r c e n t c o r r e c t a s s m a l l e r s e t
s i z e s , t h i s : s t a k e n t o s h o w t h a t a p r o c e s s w i t h l i m i t e d c a -
p a c i t y i s r e q u i r e d f o r t h e s e a r c h t a s k ( B e r g e n & u l e s z ,
1 9 8 3 ) .
Th e s e c o n d me t h o d me a s u r e s r e a c t i o n t i me ( RT ) a s a
f u n c t i o n o f s e t s i z e . S a mp l e d a t a a r e s h o w n i n F i g u r e 1 .
Th e t o p p a n e l s h o w s d a t a f r o m a v i s u a l s e a r c h f o r a v e r -
t i c a l l i n e a m o n g h o r i z o n t a l d i s t r a c t o r s a n d f o r a r e d b o x
a m o n g g r e e n b o x e s . T he a mo u n t o f t i m e t o r e s p o n d " y e s "
( a t a r g e t i s p r e s e n t ) o r " n o " ( n o t a r g e t i s p r e s e n t ) i s i n -
d e p e n d e n t o f s e t s i z e , s u g g e s t i n g t h a t a l l i t e ms c a n b e
p r o c e s s e d f o r o r i e n t a t i o n i n p a r a l l e l . By c o n t r a s t , i n t h e
b o t t o m p a n e l , t h e t a r g e t i s a" T " '
a n d t h ed i s t r a c t e r s a r e
" U' s . ( " T " s a n d " U ' s n e e d t o b e p r e s e n t e d i n v a r i o u s
o r i e n t a t i o n s . Ot h e r wi s e g r o u p i n g a n d s h ap e i n f o r m a t i o n
ma k e t h e t a s k q u i t e e a s y - s e e Hu mp h r e y s , Q u i n l a n , &
Ri d d o c h , 1 9 8 9 . ) He r e r e s p o n s e t i m e s ( RT s ) i n c r e a s e
r o u g h l y l i n e a r l y w i t h s e t s i z e , a n d t h e s l o p e o f t h e RT
x s e t s i z e f u n c t i o n i s a b o u t t w i c e a s g r e a t f o r b l a n k t r i a l s
a s f o r t a r g e t t r i a l s . T h i s p a t t e r n o f r e s u l t s i s c o n s i s t e n t
w i t h a s e r i a l s e l f - t e r m i n a t i n g s e a r c h i n wh i c h t h e s u b j e c t
d e p l o y s a t t e n t i o n a t r a n d o m f r o m i t e m t o i t e m u n t i l t h e
t a r g e t i s f o u nd o r u n t i l a l l i t e m s h a v e b e e n c h e c k e d ( S t e r n -
b e r g , 1 9 6 9 ; Tr e i s ma n & Ge l a d e , 1 9 8 0 ) .
As T o w n s e n d ( 1 9 7 1 , 1 97 6 , 1 9 90 ) h as p o i n t e d o u t , RT
x s e t s i z e f u n c t i o n s a r e n o t , b y t h e m s e l v e s , d e f i n i t i v e d i -
a g n o s t i c s f o r p a r a l l e l v e r s u s s e r i a l p r o c e s s e s.
Some r e -c e n t wo r k w i t h mo d i f i c a t i o n s o f t h e b a s i c s e a r c h p a r a -
d i gm s u g g e s t s t h a t s e r i a l p r o c e s s i n g i s i n v o l v e d i n a t l e a s t
s ome o f t h e t a s k s t h a t p r o d u c e l i n e a r RT x s e t s i z e s l o p e s
w i t h 2 : 1 r a t i o s b e t we e n b l a n k a n d t a r g e t t r i a l s l o p e s
( Kwa k , Da g en b a c h , & E g e t h , 1 9 9 1 ) . Ho w ev e r , t h e r e a r e
l i m i t e d - c a p a c i t y p a r a l l e l p r o c e s s e s t h a t c o u l d p r o d u c e r e -
s u l t s d e s c r i b e d a b o v e a s s e r i a l . A t t h e v e r y l e a s t , i n c r e a s -
i n g s l o p e s o f RT x s e t s i z e f u n c t i o n s c a n b e t a k e n a s a
me a s u r e o f t h e c o s t o f e a c h a d d i t i o n a l d i s t r a c t o r . z
Th e Gu i d e d S e a r c h Mode l
Th e b a s i c g o a l o f t h e Gu i d e d S ea r c h mo d e l i s t o e x -
p l a i n a n d p r e d i c t t h e r e s u l t s o f v i s u a l s e a r c h e x p e r i m e n t s.
Mo r e g e n e r a l l y , t h e mo d e l s e e k s t o e x p l a i n o u r a b i l i t y
t o f i n d a d e s i r e d v i s u a l s t i mu l u s i n a n o r m a l , c o n t i n u o u s
v i s u a l s c e n e . Th e a r c h i t e c t u r e o f t h e mode l i s s h o w n i n
F i g u r e 2 . T h i s s e c t i o n w i l l d e s c r i b e t h e mo d e l a n d o u r
s i m u l a t i o n o f p a r t o f i t . T i e s u b s e q u e n t s e c t i o n s w i l l
r e v i e w t h e r e l e v a n t h um a n s e a r c h d a t a a n d s h o w h o w s i m-
u l a t e d r e s u l t s c o mp a r e t o a c t u a l r e s u l t s .
F e a t u r e Ma p s
I n p u t a n d i n i t i a l p r o c e s s i n g o f s t i m u l i a r e a s s u m e d t o
b e c a r r i e d o u t i n p a r a l l e l a c r o s s t h e e n t i r e v i s u a l f i e l d . ;
A t s o m e p o i n t , i n d e p e n d e n t p a r a l l e l r e p r e s e n t a t i o n s a r e
g e n e r a t e d f o r a l i m i t e d s e t o f b a s i c v i s u a l f e a t u r e s . T h e s e
0" P a r a l l e l " F ea t u r e S ea r c h e s
f o r Co l o r a n d Or i e n t a t i o n
1 i o o Co l o r : r : r e d , v : g r e e n
1 0 0 0
Or i e n t a t i o n : T, v e r t i c a l , D h o r i z o n t a l0 s u b j e c t s
mc i r c l e s : c o l o r s c a r c e
S qu a r e ; o r i e n t a t i o n s e a r c h
Ct o x d " b ob- t a r g e t t r i a l s
Ope n s y mb o l s : b l a n k t r i a l s
a g o omQ
s a u
a o v 0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 I S
S e t S i z e
0
" S e r i a l " s e a r c h f o r a ^ T " amon g " L " s1 2 0 0 .
T u r r e t . T ( 4 r o t a t i o n s ) B l a n k U i a l s l o p c1 1 0 0
Du t r a d o r s : L ( 4 r o t a t i o n s ) 4 3 ms x ( u m
-1 0 s u b j e c t s
6
0 M o n oS
m s o nEF TmMr i a l s l o p e
2 2 ms wAb=c0V 7 0 0m
a o u0 2 4 B 8 1 0 1 2 1 4 7 6 1 8
S e t S i z e
F i g u r e l . Da t a f r o m s t a n d a r d " p a r a l l e l " a n d " s e e ' i a ! ° v i s u a l s e a r c h
t a s k s . ( A ) S u b j e c t s s e a r c h f o r a r e d t a r g e t a m o n g g r e e n d e s t r a c t o r s
o r a v e r t i c a l t a r g e t a m o n g h o r i z o n t a l d i s t r a c t o r s . ( d a t a r e p l o t t e d f r o m
Wo l t e , F r i e d m a o - H i l l , S t e w a r t , & O ' C o n n e l l , 1 9 9 2 ) . ( $ ) S u b j e c t s
s e a r c h f o r a T i n o n e o f f o u r p o s s i b l e o r i e n t a t i o n s a m o n g s i m i l a r l y
r o t a t e d L s . A l l d a t a p o i n t s r e p r e s e n t t h e a v e r a g e o f 1 0 s u b j e c t s ( u n -
p u b l i s h e d d a t a f r o m Wo l f e 8 c F r i e d m a n - H i l l , 1 9 9 1 } ) .
w i l l b e c a l l e d f e a t u r e ma p s . T he r e a r e , a t l e a s t , t h r e e w a y s
t o e n v i s i o n t h e s e f e a t u r e ma p s .
1 . T h e r e c o u l d b e i n d e p e n d e n t ma p s f a r e a c h b a s i c
c o l o r , o r i e n t a t i o n , s i z e , a n d s o o n ( i . e . , a ma p f o r " r e d , "
" g r e e n , " " v e r t i c a l , " e t c . ) . I n i t s mo s t e x t r e me f o r m ,
t h e r e wo u l d b e n o d i f f e r e n c e i n t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n
t h e ma p s f o r " z e d " a n d " g r e e n " a n d t h e r e l a t i o n s h i p b e -
t w e e n t h e maps f o r " r e d " a n d " v e r t i c a l . " S o me t h i n g a p -
p r o a c h i n g t h i s p o s i t i n g c a n b e f o u n d i n T r e i s m a n ( 1 9 8 5 ,
F i g u r e 9 ) .
8/3/2019 wolfe 1994
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GUI DED SEARCH 2 . 0 2 0 5
Ba s i c Comp o n e n t s o f Gu i d e d S e a r c h
T h e S t i mu l u s i s f i l t e r e d
t h r o u g h b r o a d l y - t u n e d
" c a t e g o r i c a l " c h a n n e l s .
2 . T h e r e m i g h t t i e s e p a r a t e ma p s f o r e a c h f e a t u r e t y p e( c o l o r , o r i e n t a t i o n , e t c . ) . Wi t h i n t h e
map f o r c o l o r , t h e r em i g h t b e s ome i n d e p e n d e n c e b e t w e e n t h e r e p r e s e n t a t i o n s" r e d , " " g r e e n , " a n d s o f o r t h , b u t t h e r e wo u l d b e a d i f -f e r e n c e b e t w e e n t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n " r e d " a n d" g r e e n" a n d t h a t b e t w e e n " r e d " a n d " v e r t i c a l . "
3 . F i n a l l y , a l l f e a t u r e s c o u l d b e r e p r e s e n t e d i n a s i n -
g l e , mu l t i d i m e n s i o n a l map l i k e t h a t s u g g e s t e d b y Du n -c a n a nd Hump h r e y s ( 1 9 8 9 ) , a l t h o u g h t h e s e r e s e a r c h e r sa p p e a r t o h a v e mo ve d t h e i r v i e ws r e c e n t l y t o w a r d some -
t h i n g l i k e O p t i o n 2 o r O p t i o n 1 , a b o v e ( Du n c a n&Hum-p h r e y s , 1 9 9 2 ) .
GS2 f o l l o w s t h e s e c o n d a l t e r n a t i v e o f o n e map p e r f e a -t u r e t y p e ( Wo l f e e t a l . , 1 9 9 0 ) , a l t h o u g h r e c e n t e v i d e n c es u g g e s t s t h a t t h e r e n a y b e d i f f e r e n c e s b e t w e e n f e a t u r e s .
T h e r e ma y b e , f o r e x a mp l e , mu l t i p l e c o l o r map s b u t o n l yo n e o r i e n t a t i o n ma p ( N o t h d u r f t , 1 9 9 3 b ; Wo l f e , Chu n , &
F r i e d m a n - H i l l , i n p r e s s ) .
Th e s e t o f f e a t u r e maps s u p p o r t e d b y c u r r e n t e mp i r i -c a l s t u d i e s w i l l b e e n u me r a t e d i n P a r t z . I n t h e G52 s i m -u l a t i o n , o n l y c o l o r a n d o r i e n t a t i o n f e a t u r e r e a p s a r e i m-p l e me n t e d . E a c h i s t r e a t e d a s a n 8 x 8 a r r a y w i t h n u me r i c a lv a l u e s d e s i g n a t i n g t h e o r i e n t a t i o n o r c o l o r a t e a c h l o c a -t i o n . F o r o r i e n t a t i o n , t h e v a l u e s a r e g i v e n i n d e g r e e s f r o m
v e r t i c a l ( t i l t e d r i g h t > Q , l e f t < 0 ) . F o r c o l o r , t h e v a l u e sa r e a n a r b i t r a r y ma p p i n g o f s p e c t r a l c o l o r s f r o m r e dt h r o u g h g r e e n o n t o n u me r i c a l v a l u e s ( r e d = 1 0 , y e l l o w2 0 , e t c . ) . T h es e a r e n o t i n t e n d e d a s a n y s e r i o u s a p p r o x i -
ma t i o n o f t h e p s y c h o g h y s i c a l r e p r e s e n t a t i o n o f c o l o r .
Th e o u t p u t p r o d u c e s
f e a t u mma a s w i t h a c t i v a t i o n
b a s e d o n l o c a l d i f f e r e n c e s
( b o t t o m - u p ) a n d t a s kd emand s ( t o p - d o w n ) .
F i g u r e 2 - Th e a r d t i t e d u r e o f GS? .
A w e i g h t e d s u m o f t h e s e a c t i v a t i o n s
f o r ms t h e & c t i v a t i o n Ma p I n v i s u a ls e a r c h , a t t e n t i o n d e p l o y s l i m i t e d
c a p a c i t y r e s o u r c e s i n o r d e r o fd e c r e a s i n g a c t i v a t i o n .
Bo t t o m- Up a nd To p - Down A c t i v a t i o n
We a s s um e t h a t t h e f e a t u r e maps c o n t a i n t h e i n f o r ma -t i o R r e q u i r e d f o r o n e t o i d e n t i f y t h e s p e c i f i c c o l o r s , o r i e n -
t a t i o n s , d e p t h s a n d s o f o r t h t h a t a r e p r e s e n t i n t h e v i s u a l
i n p u t . I t i s t o t h e c o l o r f e a t u r e map , f o r i n s t a n c e , t h a t o n e
wo u l d l o o k f a r t h e r e p r e s e n t a t i o n o f t h e p r e c i s e s h a d e o f
a g l a s s o f B ur g u n d y ( t h o u g h t h e a c t u a l a c t o f i d e n t i f i c a -
t i o n ma y r e q u i r e a t t e n t i o n ) . F o r p u r p o s e s o f v i s u a l s e a r c h ,
h o we v e r , t h e r o l e o f p a r a l l e l p r o c e s s i n g o f b a s i c f e a t u r e s
i s t o i d e n t i f y l o c a t i o n s t h a t a r e wo r t h y o f f u r t h e r a t t e n -
t i o n . I n Gu i d e d S e a r c h , t h i s i s mo d e l e d a s d i f f e r e n t i a l a c -
t i v a t i o n o f l o c a t i o n s i n e a c h f e a t u r e map . Th e g r e a t e r t h e
a c t i v a t i o n a t a l o c a t i o n , t h e mo r e l i k e l y i t i s t h a t a t t e n t i o n
w i l l b e d i r e c t e d t o t h a t l o c a t i o n . Th e r e a r e t wo c omp o -
n e n t s o f a c t i v a t i o n ; s t i mu i u s - d r i v e n , b ot t o m- u p a c t i v a t i o n ,
a n d u s e r - d r i v e n , l o p - d o wn a c t i v a t i o n .
Bo t t o m- Up A c t i v a t i o nB o t t o m - u p a c t i v a t i o n i s a m e a s u r e o f h o w u n u s u a l a n
i t e m i s i n i t s p r e s e n t c o n t e x t - Th e s t r e n g t h o f b o t t o m - u pa c t i v a t i o n f o r o n e l o c a t i o n i s b a s e d o n t h e d i f f e r e n c e s b e -t we e n i t a n d i t e m s a t n e i g h b o r i n g l o c i . I t d o e s n o t d e p e n do n t h e s u b j e c t ' s k n o w l e d g e o f t h e s p e c i f i c s e a r c h t a s k .
D i f f e r e n c e s r e f e r t o d i f f e r e n c e s i n t h e r e l e v a n t f e a t u r e
s p a c e . T h u s , t h e 4 0 ° d i f f e r e n c e b e t we e n a l i n e t i l t e d 3 0 °F r o m v e r t i c a l a n d o n e t i l t e d 7 0 ° i s g r e a t e r t h a n t h e 2 0 °d i f f e r e n c e b e t w e e n 3 0 ° a n d 1 0 ° . A f u l l mo de l wo u l d r e -
q u i r e a n u n d e r s t a n d i n g o f t h e me t r i c s o f e a c h f e a t u r e
s p a c e . T h i s i s n o t t r i v i a l . Po t e x a mp l e , c o mp a r i s o n s o f
8/3/2019 wolfe 1994
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2 0 6 WOLFS
o r i e n t a t i o n s a r e n o t b a s t e ! o n a n g u l a r d i f f e r e n c e a l o n e ( s e e
R o c k , 1 9 7 4 , f o r a c l a s s i c s e t o f i l l u s t r a t i o n s d a t i n g b a c k ,
a t l e a s t , t o Ma c h , 1 8 8 6 1 1 9 5 9 ) . I n o r i e n t a t i o n s e a r c h t a s k s ,
wh i l e 3 0 ° a n d 1 0 ° a r e mo r e s i m i l a r t h a n 3 0 ° a nd 7 D° o r g y
t h e b a s i s o f t h e i r a n g u l a r s e p a r a t i o n , we h a v e f o un d t h a t
3 0 ° a n d - 3 0 ° ( m i r r o r s y mme t r i c o r i e n t a t i o n s ) a r e mo r e
s i m i l a r t h a n a n g u l a r s e p a r a t i o n a l o n e wo u l d l e a d o n e t o
s u s p e c t ( Wo l f e & F r i e d m a n - H i l l , 1 9 9 2 a ) .
T h er e i s e v i d e n c e , p a r t i c u l a r l y i n t h e o r i e n t a t i o n d o -
ma i n , t h a t a s s i g n me n t s o f s i m i l a r i t y a r e b a s e d o n t h e o u t -
p u t s o f b r o a d l y t u n e d , p e r h a p s c a t e g o r i c a l , c h a n ne l s
( F o s t e r &Wa r d , 1 99 1a , 1 99 1b ) . I n t h e p r e s e n t s i mu l a -
t i o n , o r i e n t a t i o n s a r e f i r s t " f i l t e r e d " b y c h a n n e l s t h a t r e -
s p o n d t o s t e e p , s h a l l o w , l e f t , o r r i g h t ( W o l f e , ' F r i e d ma n -
H i l l , 5 t e w a r t , & O' Co nn el l , 1 9 9 2 ) . T h e o u t p u t s o f t h e
c h a n ne l s a r e d e f i n e d a s f o l l o w s :
01 . 0
o D . 8
0 . 6
mi
0 . 4
m
0 2
s t e e p = ( c o s ( 2 x ) ) ° Z S f o x - 4 5 C x G 4 5
s h a l l o w = a b s ( c o s ( 2 x ) ) ° = 5 f o r - 9 ( 1 c x < - - 4 5
a n d 4 5 < x C 9 0
r i g h t = ( s i n ( Z x ) } ° z 5 f o r 0 C x < 9 0s t e e p = a b s ( c o s ( 2 x ) ) ° 2 5 f o r - 9 0 C x < f l
w h e r e Q ° i s v e r t i c a l , a n d p o s i t i v e v a l e s a r e t i l t e d t o t h e
r i g h t o f v e r t i c a l . T h e s e r e s p o n s e p r o f i l e s a r e s h ow n i n
F i g u r e 3 . T h e s p e c i f i c f o r m u l a i s a r b i t r a r y . F o r t h e p r e s -
e n t p u r p o s e s , we r e q u i r e o n l y t h a t we c h a n n e l s b e b r o a d l y
t u n e d t o t h e c a t e g o r i e s f o u n d i n v i s u a l s e a r c h e x p e r i me n t s .
Th e l o v e r p a n e l o f F i g u r e 3 s h o w s t h e c h a n n e l s f o r
c o l o r . T h e s e a r e q u i t e a r b i t r a r y . T h e y a r e t h e t h i r d r o o t
o f t r i a n g u l a r f u n c t i o n s t h a t h a v e p e a k s a t " r e d , " " y e l -
I o w , " " g r e e n , " a n d " b l u e . " Th e c o l o r s a r e d e f i n e d i n
a r b i t r a r y u n i t s t h a t p r e s e r v e o n l y t h e i r o r d i n a l p o s i t i o n
0 . 4
- 9 0 - 7 5 - 6 0 - 4 5 - 9 0 - 7 5 0
d o g
01 . 0
m
c 0 . 80a4 7
0 . 6
my OArmm
0 . 2
DS Y
1 5 3 0 4 5 6 0 7 5 9 0
F i g u r e 3 . I n t h e s i m u l a t i o n .i n p u t i s f i l t e r e d t h r o u g h b r o a d l y t u n ed c h a n n e l s s h o w n
h e r e f o r ( A ) o r i e n t a t i o n a n d ( 8 ) c o l o r . T h e s e c h a n n e l s cmb e c o n s i d e r e d t o b e " c a t e g o r i -
c a l , " w i t h e a c h c h an ne l r e s p on d i n g t o a c a t e g o r y s u c h a s " r e d " o r " s t e e p . -
O r i e n t a t i o n C h a n n e l s
0 . 0
0 1 0 2 0 3 0 4 4 5 Q 6 0
r e d o r a n g e y el l o w YG g r e en BG b l u e
c o l o r ( a r b i t r a r y g u l f s )
8/3/2019 wolfe 1994
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GUI DED SEARCH 2 . 0 2 0 7
o n t h e s p e c t r u m . Ho we v e r , t h e u n d e r l y i n g p r i n c i p l e i s t h e
s ame a s i n o r i e n t a t i o n . Co l o r i s c o a r s e l y c a t e g o r i z e d b e -
f o r e b e i n g u s e d f o r t h e g u i d a n c e o f a t t e n t i o n . E x p e r i m e n t s
t h a t wo u l d a d e q u a t e l y d e f i n e t h e c a t e g o r i e s h a v e n o t b e e n
d o n e .
I n t h i s s i mu l a t i o n , s t i m u l i a r e e i t h e r p r e s e n t o r a b s e n t
a t a l o c a t i o n . T h i s i g n o r e s t h e r o l e o f s t i m u l u s s a l i e n c e .I n r e a l i t y , a h i g h - c o n t r a s t v e r t i c a l l i n e s h o u l d a t t r a c t mo r e
a t t e n t i o n t h a n a l o w - c o n t r a s t l i n e . I n t h e s i mu l a t i o n , t h i s
d i s t i n c t i o n i s n o t ma d e
Bo t t o m- u p a c t i v a t i o n i s c a l c u l a t e d s e p a r a t e l y f o r e a c h
f e a t u r e . I n t h e c u r r e n t s i m u l a t i o n , t h e a c t i v a t i o n f o r a n
i t e m i s c o mp u t e d a s f o l l o w s .
l . Th e b o t t o m- u p a c t i v a t i o n f o r a n i t e m i s b a s e d o nc o mp a r i s o n w i t h a l l o f t h e i t e m ' s n e i g h b o r s i n a 5 x 5 a r -
r a y c e n t e r e d o n t h e i t e m . F o r e a c h n e i g h b o r , we c om -
p u t e t h e d i f f e r e n c e b e t we e n t h e o u t p u t o f e a c h b r o a d l y
t u n e d c h a n n e l f o r t h e i t e m a n d t h a t n e i g h b o r . I t e m s o u t -
s i d e t h e 5 x 5 a r r a y d o n o t i n f l u e n c e t h e b o t t o m- u p a c t i -
v a t i o n o f t h e i t e m .2 . Th e d i f f e r e n c e s a r e t h r e s h o l d e d b y a p r e a n e n t i v e j u s t
n o t i c e a b l e d i f f e r e n c e ( P j n d ) . Th e i d e a o f a p r e a t t e n t i v e j n d
c o m e s f r o m wo r k s h o wi n g t h a t d i f f e r e n c e s t h a t a r e c l e a r l y
d i s c r i mi n a b l e i n f o v e a l , a t t e n t i v e v i s i o n c a n n o t b e u s e db y t h e p r e a t t e n t i v e f e a t u r e p r o c e s s e s t o s u p p o r t p a r a l l e l
v i s u a l s e a r c h . T h u s , w h i l e s u b j e c t s c a n p e r c e i v e o r i e n t a -
t i o n d i f f e r e n c e s o f l e s s t h a n 1 ° i n f o v e a l v i s i o n , P j n d s f o r
p a r a l l e l s e a r c h i n o r i e n t a t i o n a r e o n t h e o r d e r o f 1 0 ° - 1 5 °
( F o s t e r &Wa r d , 1 9 9 1 a ) . P r e a t t e n t i v e j n d s a r e mu c h
g r e a t e r t h a n s t a n d a r d j n d s i n c o l o r a s w e l l ( Na g y &S a n -
c h e z , 1 9 9 0 ) . Th e r e s u l t i s t h a t s m a l l d i f f e r e n c e s i n c o l o r
o r o r i e n t a t i o n d o n o t c o n t r i b u t e t o b o t t o m- u p a c t i v a t i o n .
3 . Eac h d i f f e r e n c e i s mu l t i p l i e d b y t h e s t r e n g t h o f t h er e s p o n s e o f t h e b r o a d l y t u n e d c h a n n e l s t o t h e i t e m i t s e l f .T h u s , a " s t r o n g " s t i mu l u s w i l l h a v e a l a r g e r b o t t o m- u p
a c t i v a t i o n t h a n w i l l a " w e a k " s t i mu l u s .
4 . T h i s q u a n t i t y i s d i v i d e d b y t h e d i s t a n c e f r o m t h e i t e m
t o t h e n e i g h b o r . T h u s , n e a r n e i g h b o r s h a v e a s t r o n g e r e f -
f e c t o n t h e a c t i v a t i o n t h a n d o f a r n e i g h b o r s .5 . Th e c o n t r i b u t i o n s f r o m a l l n e i g h b o r s a r e a v e r a g e d ,
a n d t h i s a v e r a g e b e c o m e s t h e b o t t o m- u p a c t i v a t i o n f o r t h a t
i t e m f o r t h a t f e a t u r e .6 . F i n a l l y , b o t t o m- u p a c t i v a t i o n o f a n y i t e m h a s a c e i l -
i n g o f 20 0 a r b i t r a r y u n i t s o f a c t i v a t i o n . T h i s i s b a s e d o nt h e i n t u i t i o n t h a t t h e r e i s a c e i l i n g o n t e x t o n g r a d i e n t s .
( D o e s a 45 ' l i n e a m o n g h o r i z o n t a l l i n e s " p o p o u t " a n yl e s s t h a n a 4 5 ' l i n e a m o n g - 4 5' l i n e s ? ) F u r t h e r m o r e ,
i f a c t i v a t i o n s we r e a l l o we d t o g r o w w i t h o u t l i m i t , t h e r e
wo u l d b e s i t u a t i o n s ( n o t a b l y c o n j u n c t i o n s e a r c h e s ) i n
wh i c h t h e s i m u l a t i o n wo u l d ma k e t h e u n f o r t u n a t e p r e d i c -
t i o n t h a t i n c r e a s i n g t h e d i f f e r e n c e b e t we e n t a r g e t a n d d i s -
t r a c t o r s wo u l d ma k e p e r f o r ma n c e wo r s e b e c a u s e t h e
a d d e d b o t t o m- u p a c t i v a t i o n wo u l d a c t a s n o i s e . ( E . g . , b i g
r e d v s . g r e e n d i f f e r e n c e s wo u l d b e mo r e m i s l e a d i n g t h a n ,
s a y , w h i t e v s . p i n k . I n f a c t , a s d i s c u s s e d i n P a r t 2 , c o n -
j u n c t i o n s e a r c h i s e a s i e r wh e n f e a t u r e d i f f e r e n c e s a r e
g r e a t e r . )Bo t t o m- u p c a l c u l a t i o n s c o u l d b e d on e i n a mo r e p h y s -
i o l o g i c a l l y p l a u s i b l e ma n n e r . F o r e x a m p l e , t h e n e i g h b o r -
h o o d w e i g h t i n g f u n c t i o n c o u l d b e Ga u s s i a n r a t h e r t h a n
l i n e a r . Ho we v e r , t h e i m p o r t a n t a t t r i b u t e s o f b o t t o m- u p
a c t i v a t i o n a r e c a p t u r e d b y t h i s a p p r o x i m a t i o n : ( 1 ) A c t i v a -t i o n o f a n i t e m i n c r e a s e s a s t h e d i f f e r e n c e b e t we e n t h a t
i t e m a n d o t h e r i t e ms i n c r e a s e s . ( 2 ) A c t i v a t i o n d e c r e a s e s
a s t h e d i s t a n c e b e t we e n a n i t e m a n d n e i g h b o r i n g i t e ms
d e c r e a s e s . T h i s c a n b e t r a n s l a t e d i n t o J u l e s z ' s t e r mi n o l -o g y . Th e p a t t e r n s o f b o t t o m- u p a c t i v a t i o n a c r o s s a n a r -
r a y o f i t e ms a r e s i m i l a r t o " t e x t o n g r a d i e n t s " ( J u l e s z ,
1 9 8 6 ) . Mo r e o v e r , i t s h o u l d b e c l e a r t h a t t h i s b o t t o m- u p
a c t i v a t i o n e mb o d i e s t h e s i mi l a r i t y p r i n c i p l e s g i v e n i n Dun-
c a n a n d Hu mp h r e y s ( 1 9 8 9 ) . As t a r g e t - d i s t r a c t o r s i mi l a r i t y
i n c r e a s e s , t a r g e t a c t i v a t i o n w i l l d e c r e a s e a n d s e a r c h w i l l
b e c o m e h a r d e r . As d i s t r a c t o r - d i s t r a c t o r s i mi l a r i t y i n -
c r e a s e s , d i s t r a c t o r a c t i v a t i o n w i l l d e c r e a s e a n d s e a r c h w i l l
b e c om e e a s i e r . Bo t t o m- u p a c t i v a t i o n a l l o w s s e a r c h f o r a n" o d d ma n o u t " e v e n i n c a s e s i n wh i c h t h e s t i mu l i c h a n g e
f r o m t r i a l t o t r i a l .
T o p - Do w n A c t i v a t i o nBo t t o m- u p a c t i v a t i o n g u i d e s a t t e n t i o n t o wa r d d i s t i n c -
t i v e i t e m s i n t h e f i e l d . I t w i l l n o t g u i d e a t t e n t i o n t o a
d e s i r e d i t e m i f t h e f e a t u r a l p r o p e r t i e s o f t h a t i t e m a r e n o t
u n u s u a l . F o r t h i s , t o p - d o wn , u s e r - d r i v e n a c t i v a t i o n i s
n e e d e d . T h u s , i n a s e a r c h f o r g r e e n c r a y on s i n a b o x o f
ma n y d i f f e r e n t h u e s , b o t t o m- u p a c t i v a t i o n w i l l b e n o i s e .
At o p - d o wn r e q u e s t f o r " g r e e n " w i l l a c t i v a t e l o c a t i o n st h a t mi g h t c o n t a i n t h e c o r r e c t c r a y o n . How d o e s t h e u s e ro f t h e v i s u a l s y s t e m " t a l k " t o t h e p a r a l l e l f e a t u r e p r o -
c e s s e s ? Pu t l e s s c o l l o q u i a l l y , how i s t h e d e s i r e d v a l u e o f
t h e t a r g e t s p e c i f i e d f o r a g i v e n f e a t u r e ? I n a s e r i e s o f e x -
p e r i m e n t s o n o r i e n t a t i o n ( W o l f e , F r i e d ma n - H i l l , e t a l . ,
1 9 9 2 ) , we f o u n d t h a t s u b j e c t s we r e a b l e t o s p e c i f y o n l yo n e o f t h e c a t e g o r i e s o f " s t e e p , " " s h a l l o w, " " l e f t , " a n d" r i g h t " a n d n o t t h e a c t u a l a n g l e ( e . g . , 2 0 ° ) o r a c o mb i -
n a t i o n o f c a t e g o r i e s ( e . g . , s t e e p a n d r i g h t ) . A c c o r d i n g l y ,i n GS2, t o p - d o wn a c t i v a t i o n i s a c c o mp l i s h e d b y s e l e c t -
i n g t h e o u t p u t o f t h e o n e b r o a d l y t u n ed c h a n n e l p e r f e a -
t u r e ( e . g . , " r e d " f o r c o l o r a n d " s h a l l o w" f o r o r i e n t a -
t i o n i n a s e a r c h f o r r e d h o r i z o n t a l l i n e s ) .How i s t h e c o r r e c t c h a n n e l s e l e c t e d ? Th e g o a l o f s e l e c -
t i o n i s t o p i c k t h e c h a n n e l t h a t b e s t d i f f e r e n t i a t e s t h e t a r -
g e t f r o m t h e d i s t r a c t o r s . T h i s i s n o t n e c e s s a r i l y t h e c h a n -
n e l t h a t g i v e s t h e l a r g e s t r e s p o n s e . F o r e x a m p l e , c o n s i d e ra s e a r c h f o r a 20 ° t i l t e d l i n e a m o n g v e r t i c a l d i s t r a c t o r s .
Th e 2 0 ° l i n e w i l l p r o d uc e a l a r g e r r e s p o n s e f r o m t h e" s t e e p " c h a n n e l t h a n f r o m t h e " r i g h t " c h a n n e l . H o w -
e v e r , t h e 0 ° d i s t r a c t o r s w i l l p r o d uc e a n e v en b i g g e r
" s t e e p " r e s p o n s e t h a n w i l l t h e 2 0 ° i t e m s . Ho we v e r , t h e
0 ° i t e ms w i l l p r o d u c e n o " r i g h t " r e s p o n s e . T h u s , t o s e -l e c t t h e 2 0 ° l i n e , t h e c o r r e c t c h o i c e i s t o mo n i t o r t h e o u t -
p u t o f t h e " r i g h t " f i l t e r . I n t h e n e x t g e n e r a t i o n o f t h e
mo d e l , c h a n n e l s e l e c t i o n w i l l b e d o n e b y t h e s i m u l a t i o n
a s i t m o n i t o r s i t s p e r f o r ma n c e w i t h f e e d b a c k . I n t h e 2 . 0
v e r s i o n , s e l e c t i o n i s d o n e b y a s e r i e s o f r u l e s .
1 . Th e t a r g e t s a n d d i s t r a c t o r s a r e e x a mi n e d t o d e t e r -
mi n e wh a t c a t e g o r i e s a r e p r e s e n t i n t h e t a r g e t a n d wh e t h e r
t h e y a r e u n i q u e . Mo r e we i g h t i s g i v e n t o u n i q u e c a t e -
g o r i e s .
8/3/2019 wolfe 1994
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2 0 8 WOi . F E
2 . F o r e a c h c h a n n e l , t h e w e i g h t e d r e s p o n s e o f a c h a n -n e l t o t h e t a r g e t i s c o mp a r e d w i t h t h e a v e r a g e r e s p o n s eo f t h e c h a n n e l t o t h e d i s t r a c t o r s . T h e c h a n n e l w i t h t h eg r e a t e s t p o s i t i v e d i f f e r e n c e i s s e l e c t e d .
As a n o t h e r e x a mp l e , t a k e a 3 Q ° t a r g e t a m o n g 5 0 ° a n d- 5 0 ° d i s t r a c t o r s _ T h e 3 0 ° t a r g e t i s s t e e p a n d r i g h t a n dp r o d u c e s a l a r g e r r e s p o n s e t o " r i g h t . " H o w e v e r , o n e o ft h e d i s t r a c t e r s i s a l s o t i l t e d r i g h t w h i l e n e i t h e r i s " s t e e p . "T h i s m a k e s t h e u n i q u e " s t e e p " c h a n n e l t h e c o r r e c t c h o i c e .
T h e o u t p u t o f t h e s e l e c t e d c h a n n e l i s r e s e a l e d i n t o a r -b i t r a r y a c t i v a t i o n u n i t s s u c h t h a t t h e ma x i mu m t o p - d o w na c t i v a t i o n i s 2 0 0 u n i t s . I n a f u t u r e v e r s i o n , o n e m i g h t s e t
c o l o r a c t i v a t i o n h i g h e r t h a n o r i e n t a t i o n , o n t h e b a s i s o fe v i d e n c e t h a t c o l o r i n f o r ma t i o n g u i d e s a t t e n t i o n mo r e e f -
f e c t i v e l y t h a n o r i e n t a t i o n ( E g e t h e t a ) . , 1 9 8 4 ; P o i s s o n &
Wi l k i n s o n , 1 9 9 2 ; Z o h a r y &Ho c h s t e i n , 1 9 8 9 ) .
T h e A c t i v a t i o n Map
F o r t h e p u r p o s e s o f v i s u a l s e a r c h , e a c h f e a t u r e mo d u l ec a n b e t h o u g h t o f a s a p a i r o f t o p o g r a p h i c ma p s w i t h h i l t so f h i g h e r a c t i v a t i o n m a r k i n g l o c a t i o n s r e c e i v i n g s u b s t a n -t i a l b o t t o m - u p o r t o p - d o w n a c t i v a t i o n . A t t e n t i o n i s a t -
t r a c t e d t o t h e h i l l s . T h e o v e r a l l e f f e c t o f a c t i v a t i o n i n a l l
ma p s i s s e e n b y s u mmi n g t h e a c t i v a t i o a s t o c r e a t e a n a c -t i v a t i o n ma p ( s e e F i g u r e 2 ) . " F o r t h e p u r p o s e s o f g u i d -i n g a t t e n t i o n , a c t i v a t i o n a x a l o c o s d o e s n o t c o n t a i n a n yi n f o r m a t i o n a b o u t i t s s o u r c e . H i g h a c t i v a t i o n f r o m t h e
c o l o r ma p " l o o k s " t h e s ame a s h i g h a c t i v a t i o n f r o m t h eo r i e n t a t i o n ma p i n t h i s r e p r e s e n t a t i o n . T h u s t h e a c t i v a -t i o n ma p c o n t a i n s n o i n f o r ma t i o n a b o u t t h e b u r g u n d y h u eo f t h a t g l a s s o f w i n e . I t s h o u l d c o n t a i n a h i l l o f a c t i v a t i o n
a t t h e a p p r o p r i a t e l o c a t i o n i f o n e we r e l e a k i n g f o r t h a t
g l a s s . T h e p u r p o s e o f t h e a c t i v a t i o n ma p i s t o d i r e c t a t -
t e n t i o n . I n t h e a b s e n c e o f a n y e n d o g e n o u s c o m m a n d s t o
t h e c o n t r a r y , a t t e n t i o n w i l l b e p l a c e d a t t h e l o c u s o f h i g h e s ta c t i v a t i o n . T h e p r o c e s s e s u n d e r a t t e n t i o r t a l c o n t r o l t h e nm a k e t h e d e c i s i o n a b o u t t h e a c t u a l i d e n t i t y o f t h e i t e m .
I n a v i s u a l s e a r c h t a c k , i f t h e t a r g e t i s n o t f o u n d a t t h a t
l o c u s , a t t e n t i o n w i l l b e r e d e p l o y e d t o t h e l o c u s w i t h t h en e x t h i g h e s t a c t i v a t i o n , a n d s o f o r t h . '
I n a " p a r a l l e l " v i s u a l s e a r c h , t h e t a r g e t i t e m p r o d u c e s
t h e h i g h e s t l e v e l o f a c t i v a t i o n i n t h e a c t i v a t i o n m a p ,
r e g a r d l e s s o f t h e n u m b e r o f o t h e r i t e m s . I t i s , t h e r e f o r e ,
t h e f i r s t i t e m t o a t t r a c t a t t e n t i o n , r e g a r d l e s s o f s e t s i n e .
T h e r e s u l t i n g RT x s e t s i z e f u n c t i o n s h a v e s l o p e s n e a r
0 . 0 ms e c l i t e m .P a r a l l e l
s e a r c h i s o f t e n b u t n o t a l wa y sa c c o mp a n i e d b y t h e s u b j e c t i v e i m p r e s s i o n o f p o p - o u t , t h e
f e e l i n g t h a t t h e t a r g e t i t e m l e a p s o u t o f t h e d i s p l a y t o g r a b
a t t e n t i o n ( T r e i s m a n , 1 9 8 5 ; T r e i s ma n &Go r mi c a n , 1 9 8 8 ) .
P op - o u t a p p e a r s t o o c c u r w h e n t h e a c t i v a t i o n o f t h e t a r -
g e t wo u l d b e p a r t i c u l a r l y h i g h r e l a t i v e t o t h a t o f t h e d i s -
t r a c t o r s ( e . g . , a r e d i t e m a m o n g h o mo g e n e o u s g r e e n d i s -
t r a c t o r s ) . I t ma y b e t h a t o n l y s t r o n g b o t t o m- u p a c t i v a t i o n
i s a d e qu a t e t o y i e l d s u b j e c t i v e p o p - o p t . C e r t a i n l y , i t i s
p o s s i b l e t o h a v e p a r a l l e l s e a r c h w i t h o u t p o p - o u t ( e . g . , a
r e d t a r g e t a m o n g h e t e r o g e ne o u s d i s t r a c t e r s ; s e e D u n c a n ,
1 9 8 9 ; Wo i f e e t a l . , i n p r e s s ; Wo l f e e t a l . , 1 9 9 Q ) . Se e
Wo l f e ( 1 9 9 2 ) f o r f u r t h e r d i s c u s s i o n o f t h i s p o i n t .
T h e a c t i v a t i o n ma p m a k e s i t p o s s i b l e t o g u i d e a t t e n t i o n
b a s e d o n i n f o r m a t i o n f r o m mo r e t h a n o n e f e a t u r e . T h i si s i mp o r t a n t i n t h e s e a r c h f o r t a r g e t s n o t d e f i n e d b y a s i n -
g l e u n i q u e f e a t u r e . S u p p o s e , f o r e x a mp l e , t h a t t h e t a r g e t
i s r e d a n d v e r t i c a l a m o n g d i s t r a c t o r s t h a t a r e r e d h o r i -z o n t a l a n d g r e e n v e r t i c a l . I f t h e s u b j e c t t o p - d o w n a c t i -
v a t e s a l l r e d i t e m s a n d a l l v e r t i c a l i t e ms , t h e a c t i v a t i o n
ma p w i l l t e n d t o s h o w t h e g r e a t e s t a c t i v a t i o n f o r r e d - v e r -t i c a l i t e m s , e v e n t h o u g h t h e t a r g e t i s n o t u n i q u e l y ma r k e d
i n e i t h e r t h e c o l o r o r t h e o r i e n t a t i o n f e a t u r e ma p . T h e c o m -
b i n a t i o n o f f e a t u r e i n f o r m a t i o n p e r m i t s e f f i c i e n t , g u i d e d
s e a r c h f o r t h e s e c o n j u n c t i o n s o f f e a t u r e s , s o me t h i n g n o t
a l l o w e d 1 n t h e o r i g i n a l f e a t u r e i n t e g r a t i o n mo d e l ( T r e i s -
ma n &G e l a d e , 4 9 8 0 ) b u t r e q u i r e d b y mo r e r e c e n t d a t a( D e h a e n e , 1 9 8 9 ; E g e t h e t a l . , 1 9 8 4 ; M c L e o d e t a l . , 1 9 8 $ ;
N a k a y a m a &S i l v e r t n a n , 1 9 8 6 ; S a g i , 1 9 8 8 ; T r e i s m a n &S a t e , 1 9 9 0 ; Wo l f e , C a v e , &F r a n z e f , 1 9 8 9 ; Z o h a r y &Ho c h s t e i n , 1 9 8 9 ) . C o n j u n c t i o n s e a r c h e s a r e d i s c u s s e d
mo r e e x t e n s i v e l y h a t e r i n t h e p a p e r .
C o g n i t i v e C o n t r o l o f t h e A c t i v a t i o n Map
T a p - d o wn a n d b o t t o m- u p a c t i v a t i o n a r e o f d i f f e r e n t
v a l e i n d i f f e r e n t t a s k s . Co n s i d e r t h e c o n j u n c t i o n s e a r c h
f o r a r e d v e r t i c a l t a r g e t a m o n g r e d h o r i z o n t a l a nd g r e e n
v e r t i c a l i t e m s . S i n c e h a l f t h e i t e ms a r e r e d , h a l f g r e e n a n d
h a l f a r e v e r t i c a l , h a l f h o r i z o n t a l , t h e b o t t o m- u p i n f o r m a -
t i o n b a s e d o n l o c a l c o mp a r i s o n s ( t e x t o n g r a d i e n t s ) i s u s e -
l e s s . T o p - d o wn s p e c i f i c a t i o n o f t h e c o r r e c t c o l o r a n d
o r i e n t a t i o n i s o f u s e . By c o n t r a s t , c o n s i d e r a t a s k wh e r e
t h e t a r g e t i s a l i n e o f o r i e n t a t i o n x a m o n g d i s t r a c t e r s o f
o r i e n t a t i o n y wh e r e z a n d y v a r y f r o m t r i a l t o t r e a d . He r e ,
o n l y b o t t o m - g y p a c t i v a t i o n i s o f u s e . I t wo u l d b e h e l p f u l
i f t h e s y s t e m we r e c a p a b l e o f u s i n g t h e i n f o r m a t i v e s i g -
n a l s w h i l e s u p p r e s s i n g t h e u n i n f o r m a t i v e .
H u m a n e x p e r i me n t a l d a t a i n d i c a t e s t h a t t h e c o n t r i b u t i o n s
o f d i f f e r e n t f e a t u r e s a n d o f t o p - d o wn v e r s u s b o t t o m- u p
a c t i v a t i o n c a n b e mo d ul a t e d b y k n o wl e d g e o f t h e s p e c i f i c
t a s k d e m a n d s ( F r a n c o l i n i &E g e t h , 1 9 7 9 ) . F u r t h e r mo r e ,
w h i l e J o n i d e s a n d Y a n t i s h a v e s h o w n t h a t , a l l e l s e b e i n g
e q u a l , i r r e l e v a n t t r a n s i e n t s w i l l c a p t u r e a t t e n t i o n ( J o n i d e s
& Y a r t t i s , 1 9 8 8 ; Y a n t i s & J o h n s o n , 1 9 9 0 ; Y a n t i s &
J o n i d e s , 1 9 9 0 ) , Y a n t i s h a s a l s o r e p o r t e d t h a t t h i s c a p t u r e
i s n o t f o u n d i f t h e t r a n s i e n t i s k n o w n n o t t o ma r k t h e t a r -
g e t . We h a v e s h o w n t h a t a " s n o ws t o r m" o f a b r u p t o n s e t
d o t s , a p p e a r i n g o n e e v e r y 4 0 i n s e t , n e e d n o t i n t e r f e r e w i t h
s e r i a l s e a r c h t a s k s ( Wo l f e & F r i e d ma n - H i l l , 1 9 9 0 ) . P a s h -
l e r ( 1 9 $ 8 ) d e mo n s t r a t e d t h a t s i n g l e t o n s i n a n i r r e l e v a n t
d i me n s i o n n e e d n o t d i s r u p t s e a r c h . F o l k , Re mi n g t o n , a n d
J o h n s t o n ( 1 9 9 2 ) h a v e s h o w n t h a t t h e a b i l i t y o f a s t i m u l u s
t o p r o d u c e a n i n v o l u n t a r y s h i f t o f a t t e n t i o n i s mo d ul a t e d
b y t h e n a t u r e o f t h e p r i ma r y t a s k ( i . e . , c o l o r c u e s w i l l
f o r c e a s h i f t o f a t t e n t i o n i n c o l o r t a s k s b u t n o t i n a b r u p t
o n s e t t a s k s a n d v i c e v e r s a ) . F i n a l l y , t h e r e i s g r o wi n g e v i -
d e n c e t h a t - s u b j e c t s c a n l e a r n s p e c i f i c s e a r c h t a s k s ( A h i s s a r
& H o c h s t e i n , 1 9 9 2 ; K a r n i &5 a g i , 1 9 9 0 , 1 9 9 2 ; Ma l j k o v i c
& N a k a y a m a , 1 9 9 2 ; V i e i r a &T r e i s ma n , 1 9 8 8 ) . S u b j e c t s
ma y b e l e a r n i n g w h a t a s p e c t s o f t h e p a r a l l e l i n f o r m a t i o n
a r e o f u s e i n e a c h s p e c i f i c t a s k . A c c o r d i n g l y , i n G S 2 ,
8/3/2019 wolfe 1994
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GUI DED SEARCH 2 . 0 2 0 9
k n o wl e d g e o f t h e t a s k r e q u i r e m e n t s i s a l l o w e d t o i n f l u -
e n c e t h e r e l a t i v e c o n t r i b u t i o n s o f d i f f e r e n t f e a t u r e mapst o t h e a c t i v a t i o n ma p .
As w i t h t h e s e l e c t i o n o f t h e o p t i ma l c h a n n e l f o r t o p -
d o w n a c t i v a t i o n , t h e n e x t g e n e r a t i o n o f g u i d e d s e a r c h
w i l l s e t t h e s e w e i g h t s b y mo n i t o r i n g i t s o wn p e r f o r m a n c e .
I n t h e c u r r e n t s i mu l a t i o n , w e i g h t s e t t i n g i s d o n e b y a s e -r i e s o f r u l e s . T h e s e r u l e s a r e h e l d c o n s t a n t o v e r a l l r u n s
o f t h e s i mu l a t i o n . J u s t a s we wo u l d n o t e x p e c t a h um a n
s u b j e c t t o p e r f o r m w e l l w i t h o u t i n s t r u c t i o n , t h e s e r u l e s
c a n b e t h o u g h t o f a s t h e " i n s t r u c t i o n s " t o t h e c o mp u t e r
" s u b j e c t . "Fo r t h e s i mu l a t i o n r e s u l t s r e p o r t e d h e r e , t wo r u l e s w e r e
u s e d .
1 . I f t h e r e i s n o r e l e v a n t t o p - d o wn i n f o r ma t i o n f r o m
a s p e c i f i c f e a t u r e , s e t t h e w e i g h t o f t o p - d o wn a c t i v a t i o n
f o r t h a t f e a t u r e t o z e r o . ( E . g . , i f a l l i t e m s a r e r e d , d o n o t
u s e t o p - d o wn c o l o r i n f o r ma t i o n , o r , i f o r i e n t a t i o n c h a n g e s
f r o m t r i a l t o t r i a l , d o n o t u s e t o p - d o wn o r i e n t a t i o n i n f o r -
m a t i o n . )2 . I f d i s t r a c t o r s s h a r e a n a t t r i b u t e w i t h t h e t a r g e t , r e -
d u c e t h e b o t t o m- u p c o n t r i b u t i o n f o r t h a t f e a t u r e . ( E . g . ,
i f t h e t a r g e t i s r e d v e r t i c a l a n d t h e r e a r e r e d h o r i z o n t a l
d i s t r a c t o r s , r e d u c e b o t t o m- u p c o l o r i n p u t t o t h e a c t i v a -
t i o n ma p . ) T h e amou n t o f t h e r e d u c t i o n v a r i e s w i t h t h e
r a t i o o f d i s t r a c t o r t y p e s . T h u s , i f t h e t a r g e t i s r e d a n d - h a l f
t h e d i s t r a c t o r s a r e r e d w i t h t h e o t h e r h a l f g r e e n , b o t t o m-
u p a c t i v a t i o n f o r c o l o r i s r e d u c e d t o 2 5 % o f n o r m a l . How -e v e r , i f t h e r e a r e o n l y a r e l a t i v e l y f e w r e d i t e ms i n a s e ao f g r e e n , b o t t o m- u p i n f o r ma t i o n i s u s e f u l a n d i t s c o n t r i -
b u t i o n i n c r e a s e s ( P o i s s o n &Wi l k i n s o n , 1 9 9 2 ; Z o h ar y &
H o c h s t e i n , 1 9 8 9 ) . Bo t t o m- u p i n f o r ma t i o n i s n e v e r r e d u c e d
t o z e r o b e c a u s e o f t h e e v i d e n c e t h a t i r r e l e v a n t s i n g l e t o n sc a n c a p t u r e a t t e n t i o n a n d b e c a u s e , i n s ome c a s e s , i r r e l e -
v a n t v a r i a t i o n i n a n o t h e r d i me n s i o n s e e m s t o i n t e r f e r e w i t hs e a r c h ( e . g . , I v r y &C o h e n , 1 9 9 0 ; s e e a l s o T h e e u w e s ,
1 9 9 1 , 1 9 9 2 , t h o u g h h e h a s a r a t h e r d i f f e r e n t i n t e r p r e t a -
t i o n o f h i s r e s u l t s ) .
Fo r c o mp u t a t i o n a l c o n v e n i e n c e , a c t i v a t i o n s a r e r e s c a l e d
s o t h a t d i s t r a c t o r a c t i v a t i o n s h a v e a mean o f z e r o . T h e
r e s u l t i n g n e g a t i v e a c t i v a t i o n s h a v e n o p h y s i o l o g i c a l s i g -
n i f i c a n c e . I t i s t h e r a n k o r d e r o f a c t i v a t i o n s t h a t i s i m-p o r t a n t .
T h e De p l o y me n t o f A t t e n t i o n
T o r e c a p i t u l a t e - t h e a c t i v a t i o n ma p c o mb i n e s i n f o r m a -
t i o n f r o m b o t t o m- u p a n d t o p - d o wn p r o c e s s e s . T h e c o n -t r i b u t i o n s o f d i f f e r e n t p r o c e s s e s a r e mo d u l a t e d b y s ome
u n d e r s t a n d i n g o f t h e t a s k d e ma n d s . T h e r e s u l t i s a s i g n a l
a t e a c h l o c a t i o n t h a t i n d i c a t e s t h e l i k e l i h o o d o f a t a r g e t
a t t h a t l o c a t i o n . b A t t e n t i o n i s d e p l o y e d i n o r d e r o f d e c r e a s -
i n g a c t i v a t i o n . I t s h i f t s f r o m p ea k t o p e a k i n t h e a c t i v a -
t i o n map u n t i l t h e t a r g e t i s f o un d o r u n t i l t h e s e a r c h i s
t e r m i n a t e d . I f t h e s e a r c h i s t e r m i n a t e d w i t h o u t a t a r g e t ' s
h a v i n g b e e n f o u n d , t h e s i mu l a t i o n " g u e s s e s . " I t g u e s s e s
" n o " o n t h e v a s t ma j o r i t y o f t r i a l s , g e n e r a t i n g b l a n k t r i a l s
a n d mi s s e s . T h e f e w " y e s " g u e s s e s , w h e n wr o n g , p r o -
d u c e t h e f e w f a l s e a l a r m s s e e n i n t h i s t y p e o f e x p e r i me n t .
S e a r c h t e r m i n a t i o n i s d i s c u s s e d mo r e e x t e n s i v e l y b e l o w
a n d i n C h u n a n d Wo l f e ( 1 9 9 4 ) .
As w i t h many o t h e r s e r i a l s e a r c h s t r a t e g i e s , t h e mo d e l
d e s c r i b e d h e r e r e q u i r e s t h a t l o c a t i o n s t h a t h a v e b e e n e x -a mi n e d a r e s o me h o w r e mo v e d f r o m f u r t h e r c o n s i d e r a t i o n .
I n t h e s i m u l a t i o n , t h i s i s a c c o mp l i s h e d b y s e t t i n g t h e a c -
t i v a t i o n a t a c h e c k e d l o c a t i o n t o a n a r b i t r a r i l y l o w v a l u e .
T h i s i s a k i n t o t h e " i n h i b i t i o n o f r e t u r n " t h a t h a s b e e n
p r o p o s e d f o r t h e s e p u r p o s e s ( K l e i n , 1 9 8 8 ; Ma c k e b e n &
Na k a y am a , 1 9 8 8 ; P o s n e r & C o h e n , 1 9 8 4 ; R a f a l ,C a l a b r e s i , B r e n n a n , &S c i o l t o , 1 9 8 9 ; T i p p e r , D r i v e r , &
We a v e r , 1 9 9 1 ) . So me s u c h me c h a n i s m i s l i k e l y t o b e a c -
t i v e i n v i s u a l s e a r c h , a l t h o u g h we h a v e f a i l e d t o r e p l i c a t e
o n e o f t h e mo r e p r o m i s i n g me t h o d s f o r me a s u r i n g i t
( Wo l f e &P o k o r n y , 1 9 9 0 ) . On e c o u l d ma k e t h e " i n h i b i -t i o n o f r e t u r n " w e a r o f f a f t e r some p e r i o d o f t i me , a l -
l o wi n g i t e ms t o b e r e v i s i t e d o n l o n g s e a r c h e s , b u t GS2
d o e s n o t d o t h i s .
GS2 t r e a t s t h e d e p l o y me n t o f a t t e n t i o n a s a s e r i a l s t e p
i n p r o c e s s i n g . A t t e n t i o n i s e i t h e r a t o n e l o c a t i o n o ra n o t h e r . I f i t i s a t l o c a t i o n x , i t c a n o n l y b e r e d e p l o y e d
t o y w i t h t h e p a s s a g e o f s ome t i me . I t i s i m p o r t a n t t o r e -memb e r , h o we v e r , t h a t t h i s s e r i a l / p a r a l l e l d i s t i n c t i o n i s
s om ewh a t f u z z y . Fo r e x a m p l e , i t s e em s l i k e l y t h a t t h e a t -
t e n t i o n a l s t a g e c o u l d b e mo d e l e d a s a l i mi t e d - c a p a c i t y p a r -
a l l e l p r o c e s s w i t h a t t e n t i o n a l r e s o u r c e s d i v i d e d b e t we e n
l o c i i n a mo u n t s p r o p o r t i o n a l t o t h e r e l a t i v e a c t i v a t i o n s a t
t h o s e l o c i . S e a r c h c o u l d p r o c e e d i n p a r a l l e l a t a l l l o c a -t i o n s u n t i l o n e i t e m c o n f i r me d i t s i d e n t i t y a s t h e t a r g e t
o r u n t i l a l l i t e ms a b o v e s ome a c t i v a t i o n t h r e s h o l d we r er e j e c t e d ( s e e d i s c u s s i o n o f b l a n k t r i a l s i n t h e n e x t s e c t i o n ,
a n d c f . R a t c l i f f , 1 9 7 8 ) . Wh i l e t h e c u r r e n t v e r s i o n o f
g u i d e d s e a r c h e mp l o y s a s e r i a l , a t t e n t i o n a l s t a g e , al i mi t e d - c a p a c i t y p a r a l l e l a t t e n t i o n a l s t a g e wo u l d n o t b e
h a r d t o a c c o mmo d a t e w i t h i n t h e f r a me wo r k o f t h e mo d e l .
T h e c e n t r a l i d e a o f Gu i d e d S e a r c h , t h e p a r a l l e l g u i d a n c e
o f a t t e n t i o n , c o u l d b e p r e s e r v e d i n e i t h e r c a s e .
Wh e t h e r a t t e n t i o n a l d e p l o y me n t i s s e r i a l o r p a r a l l e l , i t
i s wo r t h r e me mb e r i n g t h a t w h a t i s b e i n g d e p l o y e d ma y
a l s o b e a l i m i t e d - c a p a c i t y p a r a l l e l p r o c e s s . T o r e t u r n t o
t h e e x a mp l e o f r e a d i n g ; r e a d i n g o c c u r s a t o n e r e s t r i c t e d
r e g i o n a t a t i me . Wi t h i n t h a t r e g i o n , t h e a c t o f r e a d i n gmay i n v o l v e t h e u s e o f a mo r e l o c a l , p a r a l l e l p r o c e s s o fl e t t e r a n d / o r wo r d r e c o g n i t i o n ( s e e , e . g . , Mo s e r , 1 9 9 1 ) .
T h i s wo u l d b e a l i m i t e d - c a p a c i t y s p a t i a l l y p a r a l l e l p r o -
c e s s . I n o r d e r t o p r o c e s s t h e n e x t wo r d , t h i s p a r a l l e l p r o -
c e s s wo u l d n e e d t o b e r e d e p l o y e d i n a p r e s u ma b l y s e r i a l
f a s h i o n . As a n o t h e r e x a mp l e , t h e f e a t u r e - b i n d i n g mo d e l
o f Humme l a n d B i e d e r ma n ( 1 9 9 2 ) c a n b e t h o u g h t o f a s
a n o t h e r c a s e o f a l i m i t e d - c a p a c i t y p a r a l l e l p r o c e s s . I t a c t s
i n p a r a l l e l t o i d e n t i f y o b j e c t s b u t w i l l n o t wo r k o v e r t o ol a r g e o r t o o c r o wd e d a v i s u a l f i e l d . I t c o u l d b e d e p l o y e di n a s e r i a l f a s h i o n f r o m l o c u s t o l o c u s t o p e r f o r m i t s p a r -
a l l e l i d e n t i f i c a t i o n o f t h e o b j e c t ( s ) a t e a c h l o c u s .
T h e T e r mi n a t i o n o f U n s u c c e s s f u l Se a r c h e s
I n GS2 , a s e a r c h e n d s w h e n a t a r g e t i s f o un d o r w h e nt h e s e a r c h e r i s r e a s o n a b l y c o n v i n c e d t h a t n o t a r g e t i s l i k e l y
8/3/2019 wolfe 1994
http://slidepdf.com/reader/full/wolfe-1994 9/37
2 1 0 WOLFE
t o b e f o u n d . As s e a r c h p r o c e e d s f r o m i t e m t o i t e m i n o r d e r
o f d e c r e a s i n g a c t i v a t i o n , i t w i l l e v e n t u a l l y r e a c h i t e ms w i t ha c t i v a t i o n s s o l o w t h a t t h e r e i s l i t t l e c h a n c e t h a t a n y i t e m
o f l o we r a c t i v a t i o n c o u l d b e a t a r g e t i t e m - T h u s , i t s h o u l d
b e p o s s i b l e t o s e t a n a c t i v a t i o n t h r e s h o l d . I t e m s w i t h a c -t i v a t i o n s b e l o w t h r e s h o l d wo u l d n o t a t t r a c t a t t e n t i o n . I n
p o s i t i n g s u c h a t h r e s h o l d , t h e m o d e l d o e s n o t a s s u m e t h a t
t h e s u b j e c t h a s a n y a c c e s s t o t h e a c t u a l a c t u a t i o n l e v e l s
p r o d u c e d b y s t i m u l i i n a g i v e n e x p e r i m e n t I n s t e a d , t h e
c o r r e c t a c t i v a t i o n t h r e s h o l d i s f o u n d b y a s i mp l e a d j u s t -
men t p r o c e d u r e b a s e d o n f e e d b a c k ( e n t i r e l y a u t o ma t i c a l l y ,
we a s s u m e ) . We h a v e m o d e l e d t h e a d j u s t me n t a s a s i m-p l e s t a i r c a s e . I f a t r i a l s e a r c h e n d s s u c c e s s f u l l y ( t a r g e t
p r e s e n t o r a b s e n t ) , t h e t h r e s h o l d m o v e s u p N n i t s o f
a c t i v a t i o n , c a u s i n g s u b s e q u e n t u n s u c c e s s f u l s e a r c h e s t o
b e a b a n d o n e d mo r e r a p i d l y . I f a n e r r o r i s m a d e ( h i t o r
f a l s e a l a r m) , t h e t h r e s h o l d m o v e s d o w n KN t r i a l s , c a u s -
i n g s u b s e q u e n t u n s u c c e s s f u l t r i a l s t o b e a b a n d o n e d mo r e
r e l u c t a n t l y . L i k e a n y s i m i l a r s t a i r c a s e , t h i s o n e , i n e f f e c t ,e s t i ma t e s o n e p o i n t o n a p s y c h o me t r i c f u n c t i o n c o r r e s p o n d -i n g t o t h e p r o p o r t i o n o f c o r r e c t r e s p o n s e s . T h e p a r a m e -t e r , K , d e t e r mi n e s t h e e s t i ma t e d p o i n t , a n d t h i s c o r r e s -
p o n d s t o t h e e r r o r r a t e . F o r e x a m p l e , a K f [ 4 y i e l d s
a n e r r o r r a t e o f a b o u t 7 % . A mo r e d e t a i l e d a c c o u n t o f
t h i s a s p e c t o f t h e m o t e l , i n c l u d i n g s i mu l a t i o n w i t h s y s -
t e ma t i c v a r i a t i o n o f t h e f r e e p a r a m e t e r s , c a n b e f o u n d i n
C h u n a n d Wo l f e ( 1 9 9 4 ) . F o r s i mu l a t i o n s d e s c r i b e d h e r e ,
t h e s t a i r c a s e p a r a m e t e r wa s g e n e r a l l y f i x e d a t 1 4 , a l t h o u g hwe w i l l s h o w t h e e f f e c t s o f s y s t e m a t i c v a r i a t i o n o f t h i s
p a r a m e t e r f o r o n e s i m u l a t e d s e a r c h t a s k b e l o w . C l e a r l y ,
i n t h e r e a l w o r l d , t h e t o l e r a n c e f o r e r r o r a n d , t h u s , t h e
s t a i r c a s e p a r a m e t e r w i l l v a r y w i t h s u b j e c t s a n d w i t h i n -
s t r u c t i o n s t o t h e s u b j e c t s.
Ba s e d o n t h e o b s e r v a t i o n t h a t e r r o r r a t e s r i s e w i t h s e t
s i z e , GS2 h a s a s e c o n d r u l e f o r s e a r c h t e r m i n a t i o n . Some
v e r y l o n g s e a r c h e s a r e t e r m i n a t e d w h e n t h e s i m u l a t i o n
c o n c l u d e s t h a t i t a l mo s t n e v e r t a k e s t h i s l o n g t o f i n d a
t a r g e t . S p e c i f i c a l l y , a r a n d o m RT i s g e n e r a t e d o n e a c h
t r i a l , u n i f o r m l y d i s t r i b u t e d b e t w e e n 6 0 % a n d 1 0 0 % o f
t h e ma x i mu m p o s s i b l e RT f o r t h e e x p e r i m e n t ( l a r g e s t s e t
s i z e x 5 0 ms e c l i t e m) . I f t h e s i m u l a t e d s e a r c h r u n s l o n g e r
t h a n t h i s RT , t h e s e a r c h i s t e r m i n a t e d .
A l l s e a r c h e s t e r m i n a t e d w i t h o u t a t a r g e t ' s e x p l i c i t l y b e -
i n g f o u nd r e s u l t i n a g u es s i n g r e s p o ns e . Ob v i o u s l y , o f a
t a r g e t h a s n o t b e e n f o u n d , t h e m a s t p l a u s i b l e g u e s s i s t h a t
i t i s n o t p r e s e n t . Ho w e v e r , t h e r e c o u l d b e a t a r g e t l u r k -
i n g i n t h e l o w - a c t i v a t i o n i t e m s , s o t h e s i m u l a t i o n g u e s s e s" n o " o n 97% o f t h e t r i a l s a n d " y e s " o n t h e r e ma i n i n g
3 %a . E r r o n e o u s " n o - g u e s s e s g e n e r a t e m i s s e r r o r s . Er -
r o n e ou s " y e s " g u e s s e s g e n e r a t e f a l s e a l a r m e r r o r s . T h e s e
a r e r a r e i n t h e d a t a a n d i n t h e s i m u l a t i o n -
F i n a l l y , we a s s u m e t h a t a mi n i mu m o f t wo i t e ms a r e
e x a m i n e d o n e a c h t r i a l b e f o r e t h e t r i a l i s t e r m i n a t e d . T h i s
s n a k e s t h e b l a n k t r i a l s s o m e w h a t s l o w e r t h a n t h e t a r g e t
t r i a l s , r e f l e c t i n g r e a l d a t a , a n d p r e v e n t s a n e x c e s s o f e r -
r o r s a t s m a l l s e t s i r e s ( i n w h i c h l o we r d e n s i t i e s o f i t e ms
p r o d u c e l o w e r b o t t o m - g y p a c t i v a t i o n s ) .
V a r i a b i l i t y o f A c t i v a t i o n s
I t i s e v i d e n t t h a t t h e s u e o f t h e a c t i v a t i o n s t h a t g u i d ea t t e n t i o n i n t h i s m o d e l m u s t h a v e s o m e d e g r e e o f v a r i -
a b i l i t y . F i r s t , t h e y a r e b a s e d o n t h e o u t p u t o f e a r l y v i s i o n
p r o c e s s e s t h a t a r e l i m i t e d b y n o i s e ( G e i s l e r , 1 9 8 9 ) . S e c -o n d , i f e a c h s p e c i f i c s t i mu l u s a l w a y s p r o d u c e d t h e s a m e
a c t i v a t i o n v a l u e , m o s t " g u i d e d " s e a r c h e s wo u l d y i e l d
0 m s e c l i t e m RT x s e t s i z e f u n c t i o n s . P o t e x a mp l e , as e a r c h f o r a r e d v e r t i c a l t a r g e t a m o n g r e d h o r i z o n t a l a n d
g r e e n v e r t i c a l d i s t r a c t o r s wo u l d a l w a y s p r o d u c e t h e
g r e a t e s t a c t i v a t i o n a t t h e t a r g e t l o c a t i o n a n d , t h u s , f l a t
s e a r c h s l o p e s . T h e f a i l u r e o f p r e d i c t i o n s o f t h i s s o r t i m-
p l i e s t h a t t h e t a r g e t i t e m i s n o t t h e i t e m w i t h t h e h i g h e s t
a c t i v a t i o n o n e v e r y t r i a l . b i s t r a c t o r i t e ms c o u l d h a v e
h i g h e r a c t i v a t i o n s t h a n t h e t a r g e t i f e a c h a c t i v a t i o n l e v e l
v a r i e d a r o u n d a m e a n v a l u e . T h e m e a n wo u l d b e d e t e r -
mi n e d i n t h e m a n n e r d e s c r i b e d i n t h e p r e c e d i n g s e c t i o n s ,
s u mmi n g b o t t o m - u p a n d t o p - d o w n c o n t r i b u t i o n s . T h e
v a r i a b i l i t y r e f l e c t s t h e f a c t t h a t s i g n a l s i n t h e n e r v o u s s y s -t e m a r e p r o b a b i l i s t i c i n n a t u r e .
T h u s , l i k e m a n y o t h e r v i s u a l t a s k s , v i s u a l s e a r c h c a n
b e d e s c r i b e d a s a s i g n a l d e t e c t i o n p r o b l e m . T h e r e a r e v a r -
i o u s i t e m s c l a mo r i n g f o r a t t e n t i o n . T h e a c t i v a t i o n o f t h e
d i s t r a c t o r s i s t h e a n i s e . T h e a c t i v a t i o n o f t h e t a r g e t i s t h e
n o i s e p l u s a g u i d i n g s i g n a l . T h e e f f i c i e n c y o f s e a r c h i s
d e t e r m i n e d b y t h e s t r e n g t h o f t h e a t t e n t i o n - a t t r a c t i n g s i g -
n a l o f t h e t a r g e t i t e m r e l a t i v e t o t h e a t t e n t i o n - a t t r a c t i n g
n o i s e o f t h e d i s t r a c t o r s .
T h e r e c a s t i n g o f g u i d e d s e a r c h a s a s t a n d a r d s i g n a l
d e t e c t i o n p r o b l e m i s s h o w n i n F i g u r e 4 . ( S e e P a v e t ,
E c o no p o u l y , & f . a n d y , 1 9 9 2 , f o r r e l a t e d i d e a s . ) F i g u r e 4
s h o w s t h e s i m p l e s t c a s e o f a s i n g l e t a r g e t i n a h o m o g e -
n e o u s s e t o f d i s t r a c t e r s.
D i s t r a c t e r a c t i v a t i o n s a r e d r a wnf r o m a n o r ma l p o p u l a t i o n wi t h m e a n , N T a r g e t a c t i v a -
t i o n s a r e d r a wn f r o m a d i s t r i b u t i o n wi t h m e a n N+S,
wh e r e S i s t h e s i g n a l . Ot h e r s e a r c h t a s k s w i l l y i e l d d i s -
t r a c t o r d i s t r i b u t i o n s o f d i f f e r e n t s h a p e . F o r i n s t a n c e , c o n -
s i d e r a s e a r c h f o r a t a r g e t 3 d ° f r o m v e r t i c a l a m o n g a l a r g e
n u m b e r o f h o r i z o n t a l d i s t r a c t e r s a n d a f e w v e r t i c a l d i s -
t r a c t o r s .I n t h i s c a s e , t h e d i s t r a c t e r d i s t r i b u t i o n wo u l d b e
b i mo da l * wi t h t h e h o r i z o n t a l s h a v i n g l o we r a v e r a g e a c t i -
v a t i o n t h a n t h e v e r t i c a l s h a v e . T h o u g h t h e s h a p e o f t h e
a c t i v a t i o n d i s t r i b u t i o n s ma y c h a n g e , t h e b a s i c p r i n c i p l e s
r e ma i n t h e s a m e . On t a r g e t t r i a l s , d i s t r a c t e r s w i l l b e e x -
a mi n e d i f t h e i r a c t i v a t i o n i s g r e a t e r t h a n t h e t a r g e t a c t i -
v a t i o n . O v e r m a n y t r i a l s , t h e n u m b e r o f d i s t r a c t e r s
c h e c k e d w i l l b e e q u a l t o t h e p r o p o r t i o n o f t h e d i s t r a c t e rd i s t r i b u t i o n t h a t i s a b o v e t h e a v e r a g e t a r g e t a c t i v a t i o n ( s e e
F i g u r e 4 ) . On b l a n k t r i a l s , d i s t r a c t e r s w i l l b e c h e c k e d i f
t h e y h a v e a c t i v a t i o n s a b o v e t h e a c t i v a t i o n t h r e s h o l d ( c o m-
p l i c a t e d s l i g h t l y b y t h e t i m e - o u t q u i t t i n g r i l e ) . Mi s s e s w i l t
o c c u r o n t a r g e t t o o l s w h e n t h e t a r g e t h a s a n a c t i v a t i o n
b e l o w t h e a c t i v a t i o n t h r e s h o l d a n d o n wh i c h t h e s u b j e c t
g u e s s e s " n o . " T h e p r o p o r t i o n o f mi s s es c o r r e s p o n d s t o
t h e p r o p o r t i o n o f t h e t a r g e t d i s t r i b u t i o n b e l o w t h e a c t i v a -
t i o n t h r e s h o l d - As t h e s i g n a l s t r e n g t h i n c r e a s e s , t i n e t a r -
g e t a n d d i s t r a c t e r a c t i v a t i o n d i s t r i b u t i o n s m o p e a p a r t .
8/3/2019 wolfe 1994
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A v e r a g e Av e r a g e
Ac t i v at i o n Di s t r a c t e r T a r g e t
T h r e s h ol d Ac t i v at i o n A c t i v a t i o n" r y h ~ t i + S "
s i g n a l .
F i g u r e 4 . V i s u a l s e a r c h a s a s i g n a l d e t e c t i o n p r o b l e m . E a c h d i s t r a c t e r w i l l h a v e s o m e a c t i v a t i o n , s h o w s h e r e a s d i s t r i b u t e d n o r m a l l y .
I f p r e a t t e n t i v e i n f o r m a t i o n i s a v a i l a b l e t o d i s t i n g u i s h t h e t a r g e t f r o m t h e d i s t r a c t e r s , t h e t a r g e t a c t i v a t i o n w i l l b e d r a wn f r o m a d i s t r i b u -t i o a wi t h a h i k e r mean a c t i v a t i o n ( t h e s a me ] ) . R e s p o n s e t i me ( R I ) o n t a r g e t - p r e s e n t t r i a l s i s b a s e d o n t h e p r o p o r t i o n o f d i s t r a c t e r s wi t ha c t i v a t i o n s h i g h e r t h a n t h e mean t a r g e t a c t i v a t i o n . RT o n b l a n k t r i a l s i s b a s e d o n t h e p r o p o r t i o n o f d i s t r a c t e r a c f i v a t i o a s a b o v e t h e a c t i v a -t i o n t h r e s F w l d . F i n a l l y , mi s s r a t e i s b a s e d o n t h e p r o p o r t i o n o f t a r g e t a c t i v a t i o a s l y i n g b e s t o w t h e a c t i v a t i o n t h r e s h o l d .
Fewe r o f t h e d i s t r a c t e r s a r e c h e c k e d a n d t h e s l o p e o f RT
X s e t s i z e f u n c t i o n s d e c r e a s e s . I f t h e a c t i v a t i o n t h r e s h -o l d i s r a i s e d , t h e e r r o r r a t e i n c r e a s e s a n d b l a n k t r i a l s l o p e s
d e c r e a s e - a c l a s s i c s p e e d - a c c u r a c y t r a d e o f f .
T h e p r e s e n t v e r s i o n o f t h e mo d e l ma k e s t h e f o l l o w i n gs i mp l i f y i n g a s s u mp t i o n s a b o u t v a r i a b i l i t y : ( 1 ) I n p u t t o t h e
a c t i v a t i o n ma p c ome s f r o m " n e u r o n s " t h a t c a r r y s i g n a l s
p e r t u r b e d b y n o i s e . ( 2 ) T h e n o i s e i n a l l " n e u r o n s " i s n o r -
ma l l y d i s t r i b u t e d a r o u n d t h e s ame mean . ( 3 ) N o i s e i n o n e" n e u r o n " r s i n d e p e n d e n t o f t h e n o i s e i n o c h e r " n e u r o n s . "( 4 ) Mo r e s a l i e n t s t i mu l i ( n i e c e p r o d u c i n g l a r g e r a c t i v a -
t i o n s i g n a l s ) w i l l c a u s e mo r e o f t h e s e i n p u t " n e u r o n s "t o b e c o m e a c t i v e . ( S ) T h e f i n a l a c t i v a t i o n t o t h e a c t i v a -t i o n ma p f o r a s p e c i f i c l o c a t i o n i s t h e a v e r a g e o f a l l a c t i -
v a t e d " n e u r o n s " a t t h a t l o c a t i o n . T h e v a r i a b i l i t y o f t h e
f i n a l a c t i v a t i o n w i l l d e c l i n e w i t h t h e s q u a r e r o o t o f t h en u m b e r o f a c t i v a t e d " n e u r o n s " ( g i v e n n o r ma l l y d i s t r i b -u t e d n o i s e ) . T h e e n d r e s u l t i s t h a t a s s i g n a l s t r e n g t h i n -
c r e a s e s , t h e n u m b e r o f r e c r u i t e d c e l l s i n c r e a s e s a n d t h ev a r i a b i l i t y o f a c t i v a t i o n d e c r e a s e s .
' t h i s d e c r e a s e o f v a r i a b i l i t y w i t h i n c r e a s i n g s i g n a l
s t r e n g t h s e r v e s a u s e f u l f u n c t i o n i n t h e mode l . I f we r e t u r n
t o F i g u r e 4 , t h e r a t i o o f t h e a r e a o f t h e d i s t r a c t e r a c t i v a -
t i o n d i s t r i b u t i o n a b o v e t h e a v e r a g e t a r g e t a c t i v a t i o n t o t h e
a r e a o f t h a t d i s t r i b u t i o n a b o v e t h e a c t i v a t i o n t h r e s h o l d
g i v e s t h e r a t i o o f t a r g e t t o b l a n k t r i a l s l o p e s _ I f v a r i a b i l -
i t y i n t h e t a r g e t a n d d i s t r a c t e r d i s t r i b u t i o n s i s h e l d c o n -
s t a n t o v e r v a r i a t i o n s i n s i g n a l s t r e n g t h , t h e b l a n k : t a r g e t
s l o p e r a t i o v a r i e s i n v e r s e l y w i t h s i g n a l s t r e n g t h . L o o k -i n g r e t r o s p e c t i v e l y a t d a t a f r o m a w i d e v a r i e t y o f s e a r c h
t a s k s , we h a v e f o u n d n o s u c h s y s t e ma t i c p a t t e r n i n r e a l
s l o p e r a t i o s . We e x a mi n e d 7 0 8 s e t s o f t a r g e t a n d b l a n kt r i a l s l o p e s a n d b l a n k : t a r g e t s l o p e r a t i o s f r o m s u b j e c t s
t e s t e d o n a w i d e v a r i e t y o f d i f f e r e n t s e a r c h t a s k s i n o u rl a b - Ou t o f t h e s e 7 0 8 s e t s , 1 8 7 h a d t a r g e t t r i a l s l o p e s l e s s
t h a n 5 c n s e c l i t e m . T h i s s u b s e t s h o w e d a mean s l o p e r a t i oo f 1 . 8 7 . A n o t h e r 1 6 7 h a d t a r g e t s l o p e s g r e a t e r t h a n2 0 ms e c l i t e m w i t h a mean r a t i o o f 2 . 0 0 . T h e s e we r e n o t
s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t . T h e o n l y o b v i o u s d i f f e r e n c e i s t h a ts l o p e r a t i o s a r e 3 . 5 t i me s mo r e v a r i a b l e i r e t h e g r o u p w i t ht h e s h a l l o w s l o p e s ( m o r e d i s c u s s i o n o f t h i s m a t t e r c a n b ef o u n d i n Ch u n &Wo l f s , 1 9 9 4 ) . T h u s , i f t h e a c t i v a t i o n
v a r i a b i l i t y r e ma i n e d c o n s t a n t a s a c t i v a t i o n s t r e n g t hr o s e ,t h e s i mu l a t i o n wo u l d p r o d u c e a s y s t e m a t i c c h a n g e i n s l o p e
r a t i o s n o t s e e n i n t h e e x p e r i me n t a l r e s u l t s . By a s s u mi n gt h a t l a r g e r s i g n a l s r e c r u i t mo r e " n e u r o n s " a n d t h a t t h e
r e s u l t i n g a v e r a g e s i g n a l h a s l o w e r v a r i a b i l i t y , we p r o d u c er e s u l t s c o mp a r a b l e t o t h o s e s e e n i n t h e e x p e r i me n t a l d a t a .
I n t h e a c t u a l i mp l e me n t a t i o n , a c t i v a t i o n o f a " n e u r o n "i n t h e a c t i v a t i o n ma p i s n o r ma l l y d i s t r i b u t e d w i t h a s t a n -d a r d d e v i a t i o n o f 1 0 0 u n i t s . As t h e s i g n a l s t r e n g t h i n -
c r e a s e s , t h e s t a n d a r d d e v i a t i o n i s 1 0 0 1 V ( s i g n a l l l I ) . T h i sr o u g h l y s a t i s f i e s t h e t wo r e l e v a n t c o n s t r a i n t s ; f i r s t , t h a tt h e a r e a o f t h e d i s t r a c t e r d i s t r i b u t i o n a b o v e t h e a v e r a g et a r g e t a c t i v a t i o n b e e q u a l t o t h e a r e a b e t w e e n t h e a v e r a g et a r g e t a c t i v a t i o n a n d t h e a c t i v a t i o n t h r e s h o l d ( s e e F i g -
Pr o p o r t i o no o v e
o f d i s t r a c 10 r 3r o p o r t i o n o f t a r g e t t r i a lI a
a a ~ v a u o n s
c t i v a t i o n t h r e s h o l de c G v a Y i o n s b el o w t h e
Ty i e l d s b l a n k t r i a l S l o p e s .
a b o v e t a r g e t a v g y i e l d s t a r g e t
a c t i v a t i o n t h r e s h o l d y i e l d s t r i a l RT Sa n d s l o p e s .
t h e e r r o r r a t e .
8/3/2019 wolfe 1994
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2 1 2 WOLFE
u r e 4 ) , a n d , s e c o n d , t h a t t h e a r e a o f t h e t a r g e t d i s t r i b u -
t i o n b e l o w t h e a c t i v a t i o n t h r e s h o l d c o r r e s p o n d t o a r e a -
s o n a b l e e r r o r r a t e ( h e r e 7 %) . T h e s i m u l a t i o n i s q u i t e
t o l e r a n t o f mo de r a t e v a r i a t i o n i n t h e s e p a r a m e t e r s .
S i n c e i t i s u n l i k e l y t h a t n o i s e e v e r d r o p s t o z e r o i n t h e
r e a l w o r l d , a l o we r l i m i t o f 1 0 i s p l a c e d o n t h e t a r g e t s t a n -
d a r d d e v i a t i o n .
Co mp u t i n g Re a c t i o n T i meI n t h e s i m u l a t i o n , w e a s s u me t h a t i t t a k e s a n a v e r a g e
o f 5 0 ms e c t o a t t e n d t o a n d e x a mi n e e a c h i t e m . We a l s o
a s s u m e t h a t t h i s t i m e p e r i t e m i s n o r m a l l y d i s t r i b u t e d , w i t h
a s t a n d a r d d e v i a t i o n o f 2 5 m s e c RT i s s i m p l y t h e n u m -
b e r o f i t e m s c h e c k e d , mu l t i p l i e d b y t h e t i m e t o c h e c k e a c h
i t e m ; 4 0 0 ms e c a r e a d d e d a s a b a s e l i n e f o r " o v e r h e a d "
( m o t o r p r o g r a mmi n g , e t c . ) F o r N t e m s , t h e RT h a s a
m e a n o f 40 0+ SON a n d a n SD o f 2 5 ~ 1 N .
Summar y
T h e m o d e l a n d i t s s i m u l a t i o n c an b e s u mma r i z e d a s
f o l l o w s .
1 . F o r e a c h f e a t u r e ( c o l o r a n d o r i e n t a t i o n , i n t h e s i m -
u l a t i o n ) , t h e i ma g e i s f i l t e r e d b y b r o a d l y t u n e d c h a n n e l s
t h a t c o r r e s p o n d r o u g h l y t o c a t e g o r i c a l a t t r i b u t e s i n t h e f e a -
t u r e s p a c e ( " s t e e p , " " s h a l l o w , " " r e d , " " g r e e n , " e t c . ) .
2 . B a s e d o n t h e o u t p u t s o f t h e f i l t e r s , b o t t o m- u p a c t i -
v a t i o n o f a n i t e m i s t h e w e i g h t e d a v e r a g e o f t h e d i f f e r -
e n c e s b e t we e n t h a t i t e m a n d i t s n e i g h b o r s . T h e c o n t r i b u -
t i o n o f e a c h i t e m t o t h e b o t t o m- u p a c t i v a t i o n o f a n o t h e r
i t e m i s i n v e r s e l y r e l a t e d t o s i m i l a r i t y b e t we e n t h e i t e ms
i n t h e r e l e v a n t f e a t u r e s p a c e , a n d i n v e r s e l y r e l a t e d t o t h e
d i s t a n c e b e t we e n t h e i t e ms i n p h y s i c a l s p a c e .
3 . F o r e a c h f e a t u r e , t h e t o p - d o wn a c t i v a t i o n o f a n i t e mi s d e t e r m i n e d b y i t s ma t c h t o t h e c a t e g o r i c a l p r o p e r t i e s
o f t h e d e s i g n a t e d t a r g e t . T h u s , i f t h e t a r g e t i s t i l t e d 2 0 °
t o t h e r i g h t o f v e r t i c a l , t o p - d o wn a c t i v a t i o n i n o r i e n t a -
t i o n w o u l d b e b a s e d o n t h e " s t e e p n e s s " a n d t h e " r i g h t "
t i l t e d n e s s o f e a c h i t e m .
4 . T o c r e a t e t h e a c t i v a t i o n m a p , w e t a k e a w e i g h t e d s u m
o f a l l t o p - d o wn a n d b o t t o m- u p a c t i v a t i o n s . T h e w e i g h t -
i n g s a r e b a s e d o n t a s k d e ma n d s ( e . g . , i f c o l o r i s i r r e l e -
v a n t t o t h e t a s k , i t s c o n t r i b u t i o n t o t h e a c t i v a t i o n ma p i s
r e d u c e d ) .
5 . I n t h e s i m u l a t i o n , a c t i v a t i o n s a r e r e s e a l e d s o t h a t t h e
s u m o f a c t i v a t i o n s o n a n y g i v e n t r i a l i s z e r o . L a r g e r a c t i -
v a t i o n s r e c r u i t mo r e " n e u r o n s . " E a c h " n e u r o n ' s " a c t i v i t yi s n o r m a l l y d i s t r i b u t e d w i t h t h e s a m e v a r i a n c e A c t i v a -
t i o n a t a l o c a t i o n i s t h e a v e r a g e o f a l l a c t i v e " n e u r o n s . "
T h e r e s u l t i s t h a t a c t i v a t i o n s a r e v a r i a b l e a n d t h e i r v a r i -
a n c e d e c r e a s e s a s t h e s i g n a l s t r e n g t h i n c r e a s e s .
6 . I t e m s a r e e x a mi n e d i n a s e r i a l , s e l f - t e r m i n a t i n g m a n -
n e r , b e g i n n i n g w i t h t h e mo s t a c t i v e i t e m a n d c o n t i n u i n g
i n o r d e r o f d e c r e a s i n g a c t i v a t i o n u n t i l e i t h e r t h e t a r g e t i s
f o u n d o r n o i t e ms r e ma i n w i t h a c t i v a t i o n s a b o v e t h e a c t i -
v a t i o n t h r e s h o l d . I n G S 2 , r e j e c t e d i t e m s a r e n o t r e v i s i t e d .
I f a s e a r c h i s t e r m i n a t e d w i t h o u t a t a r g e t ' s h a v i n g b e e n
f o u n d , t h e s e a r c h e r g u e s s e s " n o " 97% o f t h e t i m e a n d
" y e s " 3 % f t h e t i m e .
7 . T h e s i m u l a t e d r e a c t i o n t i m e h a s a m e a n o f 4 0 0 +
S ON m s e c a n d a n SD o f 2 5 - , / N , wh e r e N s t h e n u m b e r
o f i t e m s e x a mi n e d o n t h e t r i a l .
8 . I f a n e r r o r i s m a d e , t h e a c t i v a t i o n t h r e s h o l d i s l o w -
e r e d . I f a t r i a l i s s u c c e s s f u l l y c o mp l e t e d , t h e a c t i v a t i o n
t h r e s h o l d i s e l e v a t e d . T h e r a t i o o f t h e u p a n d d o w n s t e p
s i z e s i n t h i s s t a i r c a s e d e t e r m i n e s t h e e r r o r r a t e a n d i s s e t
t o 1 4 : 1 i n t h e s i m u l a t i o n .
T h e r e a r e a s i g n i f i c a n t n u m b e r o f p a r a m e t e r s t o b e s e t
i n t h i s mo d e l , s o m e mo r e c r i t i c a l t h a n o t h e r s . F o r t h e r e -
ma i n d e r o f t h i s p a p e r , a l l p a r a m e t e r s a r e f i x e d u n l e s s s p e -
c i f i c a l l y s t a t e d . I f v a r i e d , t h e y a r e v a r i e d o n l y t o t e s t t h e
e f f e c t o f t h e i r v a r i a t i o n , n o t t o f i t t h e d a t a . P a r t s 2 a n d
3 o f t h i s p a p e r w i l l r e v i e w s o m e o f t h e b a s i c f i n d i n g s i n
v i s u a l s e a r c h a n d s h o w t h a t t h i s v e r s i o n o f Gu i d e d S e a r c h
c a n r e p r o d u c e a wi d e r a n g e o f t h o s e f i n d i n g s . Ac e n t r a l
c l a i m o f t h i s p a p e r i s t h a t t h e s i m u l a t i o n c a n p r o d u c e b e -
l i e v a b l e r e s u l t s w i t h t h i s s i n g l e s e t o f p a r a me t e r s .
Ch an ge s f r o m GS l
T h e b a s i c i d e a s o f t h e o r i g i n a l Gu i d e d S e a r c h m o d e l
a r e p r e s e r v e d i n GS2 . P a r a l l e l f e a t u r e p r o c e s s e s g a t h e r
i n f o r m a t i o n f r o m a c r o s s t h e v i s u a l f i e l d . T h a t i n f o r m a -
t i o n i s s u mme d a c r o s s f e a t u r e s t o c r e a t e a n a c t i v a t i o n ma p
t h a t e mb o d i e s t h e s y s t e m' s b e s t g u e s s e s a b o u t t h e l o c a -
t i o n o f a t a r g e t i t e m . T h e a c t i v a t i o n s t h a t a r e s u mme d
c o m e f r o m b o t t o m - u p , s t i mu l u s - d r i v e n p r o p e r t i e s o f t h e
d i s p l a y a n d f r o m t h e s u b j e c t s t o p - d o wn k n o wl e d g e o f t h e
d e ma n d s o f t h e t a s k . A t t e n t i o n i s d e p l o y e d i n a s e r i a l m a n -
n e r f r o m i t e m t o i t e m u n t i l a t a r g e t i t e m i s f o u n d o r u n t i l
n o l i k e l y t a r g e t i t e ms r e ma i n . Co mb i n a t i o n o f a c t i v a t i o nf r o m mo r e t h a n o n e t y p e o f f e a t u r e a l l o w s e f f i c i e n t s e a r c h
b y t h e s y s t e m a s a wh o l e f o r t a r g e t s t h a t n o s i n g l e c o m -
p o n e n t c o u l d f i n d . GS2 d i f f e r s f r o m t h e o r i g i n a l v e r s i o n
i n v i r t u a l l y a l l s pe c i f i c d e t a i l s . T h e mo s t n o t a b l e o f t h e s e
a r e t h e f o l l o w i n g :
1 . I n p u t i s now p r e s u me d t o b e f i l t e r e d b y b r o a d l y t u n e d
" c a t e g o r i c a l " c h a n n e l s .
2 . Bo t t o m- u p a c t i v a t i o n i s s e n s i t i v e t o d i s t a n c e a n d d e n -
s i t y e f f e c t s . I n G S 1 , e a c h i t e m wa s c o mp a r e d t o e v e r y
o t h e r i t e m e q u a l l y .
3 . U n l i k e G S 1 , a c t i v a t i o n i s l a r g e r f o r " s t r o n g e r " s t i m-
u l i i n GS2 ( e . g . , b e t t e r e x e mp l a r s o f a c a t e g o r y ) .
4 . I n G S 2 , s t i mu l i mu s t b e d i f f e r e n t b y a mi n i mu ma mo u n t b e f o r e b o t t o m- u p a c t i v a t i o n w i l l b e p r o d u c e d . GS 1
d i d n o t h a v e a t h r e s h o l d o n t h e s e t e x t o n g r a d i e n t s , n o r
d i d i t h a v e a ma x i mu m b o t t o m- u p a c t i v a t i o n a s G S 2 d o e s .
5 . I n G S 2 , t o p - d o wn a c t i v a t i o n i s c a t e g o r i c a l .
6 . I n GS 1 , t h e c o mb i n a t i o n o f t o p - d o wn a n d b o t t o m -
u p i n f o r m a t i o n i n t o a n a c t i v a t i o n ma p wa s n o t a w e i g h t e d
a v e r a g e w i t h we i g h t s b as e d o n t h e t a s k d e ma n d s a s i t i s
i n GS 2 .
7 . T h e r u l e s f o r t e r m i n a t i o n o f u n s u c c e s s f u l s e a r c h e s
a r e m a d e e x p l i c i t i n GS 2 .
8/3/2019 wolfe 1994
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GUI DED SEARCH 2 . 0 2 1 3
8 . Th e p r o p e r t i e s a n d s o u r c e s o f n o i s e i n a c t i v a t i o n s
t h a t g u i d e a t t e n t i o n a r e mo r e e x p l i c i t l y d e f i n e d i n GS2
R e l a t i o n s h i p t o Ot h e r Mo d e l s
T he r e a r e s e v e r a l o t t e r mo d e l s a n d / o r s i m u l a t i o n s o fv i s u a l s e a r c h b e h a v i o r . A p o i n t - b y - p o i n t c o mp a r i s o n o f
e a c h o f t h e s e w i t h G52 i s b e y o n d t h e s c o p e o f t h i s p a p e r ,
b u t a f e w mo r e g e n e r a l c o mme n t s a r e i n o r d e r . T he r e i s
a f a m i l y r e s e m b l a n c e b e t we e n GS2 a n d a g r o u p o f mo d e l s
t h a t i n c l u d e s D u n c a n a n d Hu mp h r e y s ' s " a t t e n t i o n a l e n -
g a g e m e n t t h e o r y " ( Du n c a n & Hu mp h r e y s , 1 9 8 4 ) , A s h e r
Co h e n ' s mode l ( Co h e n & I v r y , 1 9 9 1 ; C o h e n & R a f a l ,
1 9 9 1 ) , a n d t h e c u r r e n t v e r s i o n o f f e a t u r e i n t e g r a t i o n
( T r e i s c n a n &S a t o , 1 9 9 0 ) . E a c h h a s a p a r a l l e l f r o n t e n d
t h a t g u i d e s o r r e s t r i c t s t h e d e p l o y me n t o f a t t e n t i o n . T h e s e
o t h e r mo d e l s a r e b a s i c a l l y v e r b a l a n d q u a l i t a t i v e i n n a -
t u r e . E a c h i s f i l l e d w i t h g o o d i d e a s . Ho w e v e r , n o n e h a s
b e e n s i m u l a t e d a n d n o n e i s p r e s e n t l y d e s c r i b e d i n e n o u g h
d e t a i l t o b e s i m u l a t e d . F a r e x a mp l e , o n e c a n n o t m a k e
s t r o n g p r e d i c t i o n s a b o u t s l o p e r a t i o s u n t i l o n e h a s a mo d e l
o f b l a n k t r i a l RT s . Mo r e g e n e r a l l y , wi t h mo d e l s wi t h t h i s
m a n y " mo v i n g p a r t s , " i t i s h a r d t o k n o w wh e t h e r a s o -
l u t i o n t o o n e p r o b l em ( s u c h a s " p a r a l l e l " s e a r c h f o r c o n -
j u n c t i o n s ) w i l l c a u s e t h e mode ] t o f a i l o n a n o t h e r t a s k ( s u c h
a s s e a r c h a s y mme t r i e s i n f e a t u r e s e a r c h e s ) .
A n u m b e r o f mo d e l s h a v e b e e n s i m u l a t e d . M o s t o f t h e s e
a r e n e u r a l n e t mo d e l s ( s e e , e . g . , Hu mp h r e y s & Mu l l e t ,
1 9 9 3 ; R o s s , Gr o s s b e r g , & Mi n g o l l a , 1 9 9 3 ; 5 a n d o n &
Ya n i k o g l u , 1 9 9 0 ) . Al t h o ug h GS2 i s n o t a n e u r a l n e t
mo d e l , t h e r e i s n o r e a s o n wh y i t s h o u l d n o t b e . At t h e
v e r y l e a s t , t h e s t a g e s o f t h e mode l f r o m t h e i n p u t t o t h e
p r o d u c t i o n o f t h e a c t i v a t i o n ma p wo u l d s e e m t o b e p r i me
c a n d i d a t e s f o r t h i s t y p e o f s i m u l a t i o n . T h e e x i s t i n g s i mu -
l a t i o n s t e n d t o b e f a i r l y l i m i t e d i n t h e d a t a t h a t t h e y c h a s e
t o mo d e l . T h u s , f o r i n s t a n c e , Hu mp h r e y s a n d Mu l l e t ' s
v e r y i n t e r e s t i n g S EK I t mo d e l i s p r e s e n t l y i mp l e me n t e d
o n o n e s e t o f f o r m s t i m u l i ( T s a n d L s i n v a r i o u s p o s i -
t i o n s ) . Th e R o s s e t a l . ( 1 9 9 3 ) mode l s i m u l a t e s a f e w
s e a r c h t a s k s . B n n d e s e n ( 1 9 9 0 ) h a s a t t e m p t e d t o m o d e l a
v e r y c o mp r e he n s i v e s e t o f d a t a . Ho w e v e r , t h a t d a t a s e t
d o e s n o t i n c l u d e t h e r e c e n t f i n d i n g s o f e f f i c i e n t s e a r c h f o r
c o n j u n c t i o n s ( d e s c r i b e d b e l o w ) a n d v a r i o u s o t h e r v i s u a l
s e a r c h r e s u l t s t h a t a r e t h e s t a r t i n g p o i n t f o r t h e g u i d ed
s e a r c h mode l . I t wo u l d b e i n t r i g u i n g t o s e e t h e 2 . 0 v e r -
s i o n o f h i s mode l .
I ti s i n t e r e s t i n g t h a t m a n y o f t h e mo d e l s ,
p a r t i c u l a r l y
t h e n e u r a l n e t m o d e l s , r e l y h e a v i l y o n g r o u p i n g p r o c e s s e s
a s t h e e n g i n e o f e f f i c i e n t s e a r c h . T h i s i s q u i t e d i f f e r e n t
i n s p i r i t f r o m GS2 . I n GS2, e a c h i t e m a t t r a c t s a t t e n t i o n
o n t h e b a s s o f i t s p r o p e r t i e s . Bo t t o m- u p p r o c e s s e s a c -
k n o wl e d g e t h e e f f e c t s o f n e i g h b o r s b u t d o n o t a c t t o g r o u p
s i m i l a r i t e m s . ! n mo d e l s s u c h a s SERR a n d t h a t o f R o s s
e t a l . ( 1 9 9 3 ) , s t a r c h i s mo r e e f f i c i e n t wh e n d i s t r a c t o r
i t e m s c a n b e g r o u p e d . T he r e i s a n i m p l i c i t g r o u p i n g i n
G5 2 . S i m i l a r i t e m s w i l l h a v e s l u r t o p - d o wn a c t i v a t i o n s .
S p a t i a l l y c o n t i g u o u s g r o u p s o f s i m i l a r i t e m s w i l l p r o d u c e
l o we r b o t t o m- u p a c t i v a t i o n s . Ho w e v e r , GS2 d o e s n o t h -
i n g e x p l i c i t w i t h t h o s e g r o u p i n gs . A t t e n t i o n i s d i r e c t e d
t o s i n g l e i t e ms . T he r e a r e n o g r o u p - wi d e o p e r a t i o n s a s
t h e r e a r e i n o t h e r mo d e l s . T h e r e a r e d a t a t h a t p r o d u c e
p r o b l e m s f a r a r e l i a n c e o n g r o u p i n g . T h e s e w i l l b e d i s -
c u s s e d b e l o w . a s w i l l e v i d e n c e t h a t g r o u p i n g i s i mp o r -t a n t i n s om e s e a r c h t a s k s . An e v e n - h a n d e d a s s e s s m e n t
mi g h t s u g g e s t t h a t mo d e l s l i k e SERB o v e r e m p h a s i z e t h er o l e o f g r o u p i n g , w h e r e a s G5 2 u n d e r e s t i ma t e s t h a t r o l e .
I n o u r G u i d e d S e a r c h p r o j e c t , we h a v e a t t e m p t e d t o g o
b e y o n d e x i s t i n g mo d e l s b y c o n s t r u c t i n g a c o m p r e h e n s i v e
m o d e l o f v i s u a l s e a r c h b e h a v i o r ( e . g . , f e a t u r e i n t e g r a t i o n )
t h a t i s e x p l i c i t e n o u g h t o b e s i m u l a t e d . Th e GS2 r e s u l t
i s a mo d e l t h a t , when s i mu l a t e d , c a n p r o d u c e r e a l i s t i c r e -
s u l t s f o r s e v e r a l d o z e n s p e c i f i c s e a r c h e x p e r i m e n t s w i t ha s i n g l e s e t t i n g o f i t s p a r a m e t e r s . I n t h e f o l l o w i n g t wo
p a r t s o f t h e p a p e r , a r a n g e o f s e a r c h r e s u l t s w i l l b e d e -
s c r i b e d , w i t h r e a l a n d s i m u l a t e d d a t a c o m p a r e d w h e n e v e r
p o s s i b l e .
2 . PROPERTEES OF
THE PRE AT TE I V I ' I VE STAGE
Co mp a r i n g E x p e r i m e n t a l a n d
S i m u l a t e d V i s u a l S e a r c h
B a s i c F e a t u r e s i n V i s u a l S e a r c h
I n t h e f o l l o w i n g r e v i e w o f s o m e o f t h e l i t e r a t u r e o n
p r e a t t e n t i v e p r o c e s s i n g , i t w i l l b e s h o w n h o w t h e s i m u l a -
t i o n r e s p o n d s t o s o m e s t a n d a r d s e t s o f s t i mu l i . I n t h e c u r -
r e n t s i m u l a t i o n , o n l y c o l o r a n d o r i e n t a t i o n a r e i m-
p l e me n t e d . I n t h e f i r s t s e c t i o n o f P a r t 2 , o r i e n t a t i o n w i l l
b e u s e d a s a g e n e r i c f e a t u r e t o t e s t t h e p e r f o r ma n c e o f
t h e s i m u l a t i o n o n f e a t u r e s e a r c h e s ( s e a r c h e s i n wh i c h t h e
t a r g e t i s d e f i n e d b y v a r i a t i o n w i t h i n a s i n g l e f e a t u r a l d i -
me n s i o n ) . Th e r e ma i n d e r o f P a r t 2 w i l l r e v i ew t h e s t a t u s
o f o t h e r b a s i c f e a t u r e s i n v i s u a l s e a r c h .
O r i e n t a t i o nS e a r c h f o r a t a r g e t o r i e n t a t i o n a m o n g d i s t r a c t a r s o f a
s e c o n d o r i e n t a t i o n i s p a r a l l e l a s l o n g a s t h e t wo o r i e n t a -
t i o n s a r e s u f f i c i e n t l y d i f f e r e n t ( L a n d y & B e r g e n , 1 9 9 1 ;
N o t h d u r f t , 1 9 9 1 b ; S a g i , 1 9 9 0 ) . Th e m o s t i m p r e s s i v e d a t a
s e t o n t h i s s u b j e c t ma y b e f o u n d i n F o s t e r a n d Wa r d ,
1 9 9 1 a As t h e s t i mu l i g e t c l o s e r i n o r i e n t a t i o n , t h e s l o p e s
r i s e . Th e g u i d e d s e a r c h s i m u l a t i o n p r o d u c e s t h i s r e s u l t .
S i m u l a t i o n . U n l e s s o t h e r w i s e s t a t e d , a l l o f t h e s i m u -l a t i o n d a t a r e p o r t e d h e r e c ome f r o m a s i n g l e r u n o f t h e
s i m u l a t i o n w i t h a f i x e d s e t o f p a r a m e t e r s . E a c h s i m u l a t e d
s e a r c h e x p e r i m e n t wa s r u n f o r 1 0 0 p r a c t i c e t r i a l s a n d1 , 0 0 0 r e a l t r i a l s . S e t s i z e s we r e 8 . 1 2 , 1 6 , 2 0 , 2 4 , 3 2 ,
4 0 , a n d 5 6 . O t h e r p a r a m e t e r s w e r e a s d e s c r i b e d i n P a r t 1 .
F i g u r e 5 s h o ws t h e s l o p e s o f t a r g e t a n d b l a n k t r i a l s l o p e s
f o r d i s t r a c t o r o r i e n t a t i o n s f r o m 5 ° t o 5 5 ° a n d a t a r g e t
o r i e n t a t i o n o f 0 ° ( v e r t i c a l ) . F o r l a r g e d i f f e r e n c e s t h e s l o p e
i s n e a r z e r o , r i s i n g t o a s t a n d a r d s e r i a l , s e l f - t e r m i n a t i n g
s e a r c h a t s ma l l e r d i f f e r e n c e s .
Se a r c h a s y mme t r i e s . A c h a r a c t e r i s t i c o f f e a t u r e
s e a r c h e s i s t h a t t h e y a r e a s y mme t r i c a l . T h a t i s , a s e a r c h
f o r i t e m x a m o n g y s d o e s n o t y i e l d t h e s a m e r e s u l t a s a
s e a r c h f o r t i a m o n g x s . I n o r i e n t a t i o n , f o r e x a mp l e , T r e i s -
ma n h a s f o u n d a n d m a n y h a v e r e p l i c a t e d t h a t i t i s e a s i e r
t o s e a r c h f o r a t i l t e d l i n e a m o n g v e r t i c a l l i n e s t h a n v i c e
8/3/2019 wolfe 1994
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2 1 4 WOLFE
S i mp l e O r i e n t a t i o n F e a t u r e S e a r c hE f f e c t o f T a r g e t - D i s t r a e t o r S i m i l a r i t y
401 O- " Q" " 4 R es u l t s o f s i m u l a t i o n
1 b l a n k t r i a l s
T ar g e t a l w ay s v e r t i c a l3 0
'
mum s a - . -
E : ~e t r i a l s
q 1 0aN
v -0 1 4 2 0 3 0 4 0 5 0 5 0
Di s t r a c t e r Or i e nt a t i o n ( d e g )
F i g u r e 5 . S i mu l a t e d d a t a f o r o r i e n t a t i o n f e a t u r e s e a r c h . Th e s u b -j e c t s e a r c h e s f o r a v e r t i c a l t a r g e t amon g h omog e n e o u s d i s t r a c t e r so f a no t h e r o r i e n t a t i o n . I n d i f f e r e n t 1 , 0 0 0 - t r i a l b l o c k s , d i s t r a c t e r
o r i e n t a t i o n v a r i e s how 5 ° t o 5 5 ° . S e a r c h c h a n g e s f r o m s e r i a l t o " p a r -e l l e P " a s t a r g e t - d i s t r a c t e r d i f f e r e n c e i n c r e a s e s .
v e r s a ( T r e i s m a n &Go R n i c a n , 1 9 8 8 ) . I n h e r a c c o u n t , t h ev e r t i c a l l i n e i s t h e p r o t o t y p e a n d a t i l t e d l i n e i s a d e v i a -t i o n f r o m t h e p r o t o t y p e . Sh e a r g u e s t h a t i t i s e a s i e r t o
s e a r c h f o r a d e v i a t i o n among h o m o g e n e o u s p r o t o t y p e d i s -
t r a c c o r s t h a n t o s e a r c h f o r a p r o t o t y p e among d e v i a t i o n s .
He r v e r s i o n i s s o m e w h a t e a s i e r t o e x p l a i n i n t h e c o l o r
d i me n s i o n ( T r e i s ma n & Go r m i c a n , 1 9 8 8 , E x p e r i m e n t 7f o r c o l o r ) . R e d , g r e e n , a n d b l u e a r e p r o t o t y p e c o l o r s .
Ma g e n t a , l i m e , a n d t u r q u o i s e wo u l d b e d e v i a t i o n s . C o n -s i d e r a s e a r c h f o r r e d among ma g e n t a d i s t r a c t e r s o r v i c e
v e r s a . Re d a n d ma g e n t a b o t h c o n t a i n " r e d n e s s , " t h e p r o -t o t y p e c o l o r . Ma g e n t a a l s o c o n t a i n s " b l u e n e s s . " A e a r c hf o r r e d among ma g e n t a i t e m s i s a s e a r c h f o r t h e i t e m c h a t
l a c k s b l n e n e s s . T h i s i s h a r d e r t h a n a s e a r c h f o r ma g e n t a
1 3 0 0 T : 0 D 2 0Bl a n k T r i a l s1 4 . 7 ms e c l i t n n
1 7 0 0vmm
m
H
9 0 0
700
Ub
d
5 0 G
among r e d i t e m s , a s e a r c h f o r t h e o n l y i t e m t h a t h a s
b l u e n e s s .
Th e Gu i d e d Se a r c h a c c ou n t i s s i m i l a r , and i t e x p l a i n si n me c h a n i s t i c d e t a i l h o w t h i s c o u l d c om e a b o u t . Th e
b r o a d l y t u n e d c h a n n e l s t h a t p r o v i d e i n p u t t o t o p - d o wn a n d
b o t t o m- u p p r o c e s s o r s d e f i n e w h a t Tr e i s ma n i s c a l l i n g p r o -
t o t y p i c a l f e a t u r e a t t r i b u t e s . Co n s i d e r a s e a r c h f o r a 2 0 °
t a r g e t among v e r t i c a l d i s t r a c t o r s . Th e 2 0 ° t a r g e t p r o d u c e s
a s t r o n g " r i g h t " s i g n a l a g a i n s t n o s i g n a l f r o m t h e 0 ° d i s -
t r a c t o r s . S t e e p n e s s i n f o r m a t i o n i s n o t u s e f u l ( v e r t i c a l i s
s t e e p e r t h a n 2 d ° ) b u t a " p a r a l l e l " s e a r c h c a n b e b a s e don t h e f a i r l y u r g e d i f f e r e n c e i n " r i g h t n e s s . " I f t a r g e t a n d
d i s t r a c t o r a r e e x c h a n g e d , t h e s i t u a t i o n a l t e r s . Now t h e t a r -
g e t i s v e r t i c a l and t h e d i s t r a c t e r s a r e 2 0 ° t o t h e r i g h t . Th e
t a r g e t i s s t e e p e r t h a n t h e d i s t r a c t e r b u t t h e s t e e p n e s s d i f -
f e r e n c e b e t we e n t a r g e t and d i s t r a c t e r i s n o t g r e a t . Th e
t a r g e t p r o d u c e s no r e s p o n s e i n t h e l e f t - r i g h t c h a n n e l , s o
f e a t u r e s e a r c h h a s t o b e bawd on t h e s m a l l d i f f e r e n c e i n
s t e e p n e s s . Th e r e s u l t i s a l e s s e f f i c i e n t s e a r c h .
The s i m u l a t e d r e s u l t c a n b e s e e n i n F i g u r e b . H e r e s i m-u l a t e d d a t a a r e p r e s e n t e d f o r t wo c o n d i t i o n s : 0 ° t a r g e tamong 2 0 ° d i s t r a c t e r s ( s q u a r e s y mb o l s ) a n d 2 0 ° t a r g e t
among 0 ° d i s t r a c t e r s ( c i r c l e s y mb o l s ) . C l e a r l y , t h e s t a n -d a r d s e a r c h a s y mme t r y i s p r o d u c e d b y t h e s i m u l a t i o n . As i m i l a r r e s u l t i s s e e n i n s i mu l a t i o n f o r c o l o r . S e a r c h f o r
o r a n g e among y e l l o w d i s t r a c t e r s i s e a s i e r t h a n t h a t f o ry e l l o w among o r a n g e . I n t h i s c a s e , t h e y e l l o w i t e ms s t i mu -l a t e o n l y a " y e l l o w " c a t e g o r i c a l f i l t e r . T h e y a r e p r o t o -t y p i c a l . Or a n g e s t i m u l a t e s " y e l l o w " a n d " r e d " c a t e g o r -
i c a l f i l t e r s . T h u s , a s e a r c h f o r o r a n g e c a n b e b a s e d o na s e a r c h f a r u n i q u e r e d a c t i v i t y , w h i l e a s e a r c h f o r y e l -
l o w m u s t b e b a s e d o n l y a n t h e g r e a t e r y e l l o w a c t i v i t yr e l a t i v e t o t h e y e l l o w a c t i v i t y g e n e r a t e d b y t h e o r a n g ed i s t r a c t e r s .
A s y mme t r y i n c o n j u n c t i o n s e a r c h . Cohen ( 1 9 9 3 ) h a sf o u n d a s y mme t r i e s i n c o n j u n c t i o n s e a r c h t h a t a r e n o t
Or i e nt a t i on S e ar c h Asy mme t r y
R e s u l t s o f s i m u l a t i o n
3 0 a
0 i U 2 0 3 0 4 0 5 0
Se t S i z e
T : 0 D Z O
T ar g e t T r i a l s6 . 4 ms c c l i t e m
T : TAD: U
T ar g e t &Bl a n k T r i a l s
Q ms e c l i t c m
6 0
F i g u r e 6 . S i mu l a t e d s e a r c h f o r a v e r t i c a l t a r g e t amon g 2 0 ° d e s t r a c t o r s i s h a r d e r
t h a n s e a r c h f o r 2 0 ° amon g v e r t i c a l s . T hi s s i m u l a t e d s e a r c h a s y mme t r y m i r r o r s t h e
human d a t a . Ea c h c o n d i t i o n i s r an f o r 1 , 0 0 0 t r i a l s .
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G U I D E D S E A R C H 2 . 0 2 1 5
d i r e c t l y p r e d i c t e d b y a s y mme t r i e s i n t h e c o mp o n e n t f e a -
t u r e s e a r c h e s . I t i s p o s s i b l e , f o r e x a mp l e , t o h a v e s ym -
me t r i c a l f e a t u r e s e a r c h e s ( a l l s l o p e s n e a r z e r o ) w i t h a s ym-
me t r i c a l s e a r c h e s f o r c o n j u n c t i o n s o f t h o s e f e a t u r e s . T h i s
o c c u r s i n t h e GS2 s i m u l a t i o n a s w e l l . C o n s i d e r t wo c o l o r s ,y e l l o w a n d y e l l o w - g r e e n , a n d t wo o r i e n t a t i o n s , 0 ° ( v e r -t i c a l ) a n d 3 d ° ( t i l t e d ) . A l l o f t h e f e a t u r e s e a r c h e s p r o d u c e
s i m u l a t e d t a r g e t t r i a l s l o p e s u n d e r 2 ms ec l c t e m . ( T h e s es i m u l a t i o n s we r e p e r f o r me d w i t h t h e p a r a me t e r s g i v e np r e v i o u s l y b u t w i t h 3 0 p r a c t i c e a nd 3 0 0 r e a l t r i a l s a n d
s e t s i z e s o f 5 , 1 0 , a n d 1 5 i t e m s . ) Now c o n s i d e r t wo c o n -
j u n c t i o n t a s k s : e i t h e r a s e a r c h f o r a y e l l o w- g r e e n t i l t e d
t a r g e t o r a s e a r c h f o r a y e l l o w v e r t i c a l t a r g e t . I n b o t hc a s e s , d i s t r a c t o r s we r e y e l l o w- g r e e n v e r t i c a l a n d y e l l o w
t i l t e d . S ea r c h f o r t h e y e l l o w - g r e e n t i l t e d t a r g e t h a d a t a r -
g e t t r i a l s l o p e o f 6 . 3 ms ec l i t e m . S e a r c h f o r t h e y e l l o wv e r t i c a l t a r g e t h a d a t a r g e t t r i a l s l o p e o f 1 7 . 8 ms e c l i t e m .
Gu i d a n c e i n t h e s e c o n j u n c t i o n s e a r c h e s i s b a s e d o n l y o n
t o p - d o wn a c t i v i t y . Gu i d a n c e i n t h e f e a t u r e s e a r c h e s i n -
c l u d e s a s u b s t a n t i a l c o n t r i b u t i o n f r o m b o t t o m- u p a c t i v i t y .
T h e a d d i t i o n o f a b o t t o m- u p s i g n a l i s a d e q u a t e i n t h i s c a s et o p u s h t h e f e a t u r e s e a r c h s l o p e s t o n ea r z e r o Ho we v e r ,
t h e c o n j u n c t i o n s e a r c h , b a s e d s o l e l y o n t h e t o p - d o wn a c -t i v i t y , s t i l l s h o w s t h e a s y mme t r y b et we en s l o we r s e a r c hf o r a p r o t o t y p e ( y e l l o w , v e r t i c a l ) a n d f a s t e r s e a r c h f o r ad e v i a t i o n ( y e l l o w - g r e e n , t i l t e d ) .
C o h e n ' s ( 1 9 9 3 ) d a t a i n c l u d e c a s e s i n w h i c h t h e a s y m -m e t r y f o r f e a t u r e s r u n s o p p o s i t e t o t h e a s y m m e t r y f o r c o n -j u n c t i o n s o f t h o s e f e a t u r e s , s o me t h i n g g o t y e t s e e n i n G52a n d p e r h a p s d e p e n d e n t o n t h e p r e c i s e f o r m o f t h e b r o a d l yt u n e d i n p u t c h a n n e l s .
T h e p r e c e d i n g i s n o t a n a c c o u n t o f a l l s e a r c h a s y m -
m e t r i e s . F o r e x a m p l e , i t i s e a s i e r t o e n d a b i g i t e m t h a na s ma l l i t e m o r a mo v i n g i t e m r a t h e r t h a n a s t a t i o n a r y
i t e m ( D i c k , U l l m a n , &S a g i , 1 9 $ 7 ) . A mo r e s e n s o r y e x -p l a n a t i o n may a c c o u n t f o r s e a r c h a s y m m e t r i e s o f t h i s s o r t .
B i g o r mo v i n g s t i m u l i p r o d u c e b i g g e r s i g n a l s t h a n s ma l lo r s t a t i o n a r y s t i m u l i i n t h e i n p u t c h a n n e l s o f t h e v i s u a ls y s t e m . T h e s e b i g g e r s i g n a l s a t t r a c t a t t e n t i o n . A l e a r c a s eo f a n a s y m m e t r y o f t h i s s o r t i s Y a n t i s ' s f o r d i n g t h a t a b r u p to n s e t s ( b u t n o t o f f s e t s ) a t t r a c t a t t e n t i o n ( M a n t i s , 1 9 4 3 ;
M a n t i s &J o h n s o n , 1 9 9 ( ? ; M a n t i s &J o n e s * 1 9 9 1 ; M a n t i s& 7 o n i d e s , 1 9 9 0 ) .Mor e c o mp l e x o r i e n t a t i o n s e a r c h e s . When t h e d i s -
t r a c t o r s a r e n o t a l l o f a s i n g l e o r i e n t a t i o n , s e a r c h r a t a b e -c o m e v e r y d i f f i c u l t ( M o r a g l i a , 1 9 8 9 ) . Wo l f e , F r i e dma n-
I - I i l l , e t a l . ( I 9 4 2 ) f o u n d t h a t e v e n t wo d i s t r a c t o r o r i e n t a -
t i o n s c o u l d b e e n o u g h t o make s e a r c h f o r a t a r g e t o r i e n -
t a t i o n e x c e e d i n g l y i n e f f i c i e n t ( s e e a l s o A l k h a t e c 8 , M o r r i s ,
&R u d d o e k , 1 9 9 0 ) _ P a r t o f t h i s e f f e c t se ems t o b e a f o r m
o f p e r i p h e r a l ma s k i n g o f o r i e n t a t i o n u n r e l a t e d t o v i s u a ls e a r c h ( A n d r i e s e n &B o um a , 1 9 7 6 ) . W t h t h a t f a c t o r c o n -
t r o l l e d , h o we v e r , s e a r c h f o r o n e o r i e n t a t i o n am o n g t wo
o r mo r e o r i e n t a t i o n s c an b e e f f i c i e n t i f t h e d i s t r a c t o r s a i l
l i e t o o n e s i d e o f t h e t a r g e t i n o r i e n t a t i o n s p a c e ( a n a l o -g o u s t o D' Z mu r a ' s , 1 9 9 1 , f i n d i n g f o r c o l o r ) o r i f t h e t a r -
g e t i s t h e o n l y i t e m i n a n o r i e n t a t i o n c a t e g o r y . T h e r e l e -
v a n t c a t e g o r i e s s e e m t o b e " s t e e p , " " s h a l l o w, " . . l e f t , "
" r i g h t , " a n d " t i l t e d " ( W o l f e , F r i e d m a n - H i l l , e t a l . ,
1 9 9 2 ) .F i g u r e 7 s h o w s t a r g e t t r i a l d a t a f r o m s i m u l a t i o n s o f
o r i e n t a t i o n f e a t u r e s e a r c h e x p e r i m e n t s w i t h h e t e r o g e n e o u s
d i s c r a c t o r s . T h e c o n d i t i o n s a r e t a k e n f r o m F i g u r e 4 A o fWo l f e , F r i e d i n a n - H i l l , e t a l . ( 1 9 9 2 ) _ Th e s i m u l a t i o n u s e s
t h e s ame s e t s i z e s ( 4 , 8 , a n d 1 2 ) a n d t h e s am e n umb e r
o f t r i a l s ( 3 0 p r a c t i c e , 3 0 0 r e a l ) a s d i d t h e o r i g i n a l e x p e r i -
men t . T h e r e s u l t s a r e s h o w n i n F i g u r e 7 A . D i s t r a c t o r s
t h a t f l a n k t h e t a r g e t b y 2a ° o r 40 ° t o e i t h e r s i d e p r o d u c e
s l o w, r e l a t i v e l y i n e f f i c i e n t s e a r c h . I n t h i s g e n e r a l f i n d -
i n g , s i m u l a t i o n a n d d a t a a g r e e . Ho we v e r , h u m a n s u b j e c t s
d i d b e t t e r w h e n t h e t a r g e t wa s v e r t i c a l , wh e r e a s t h e s i m -
u l a t i o n d o e s wo r s e . Two f a c t o r s mi g h t c o n t r i b u t e t o t h i s
d i s c r e p a n c y : ( 1 ) T h e b r o a d l y t u n e d c h a n n e l s mi g h t b e t h e
wr o n g s h a p e . I f t h e y we r e s h a r p l y p e a k e d a t v e r t i c a l a n d
h o r i z o n t a l , a c t i v a t i o n s f o r v e r t i c a l a n d h o r i z o n t a l wo u l d
b e b oo s t e d . ( 2 ) Al i g n me n t w i t h t h e f r a me o f t h e s c r e e n
o r t h e g r a v i t a t i o n a l v e c t o r mi g h t a i d s e a r c h f o r v e r t i c a l
t a r g e t s ( Ma r e n da z , S t i v a l e t , B a r r a c i o u g h , & Wa l k o wi a c ,
1 9 9 3 ) .
Th e s i m u l a t i o n ma r e f a i t h f u l l y r e p r o d u c e s t h e r e s u l t s
o f Wo t f e , F r i e d r r i a n - H i l l , e t a l . ( 1 9 9 2 , E x p e r i m e n t 3 ) . I n
t h a t e x p e r i me n t , t h e t a r g e t d i f f e r e d b y 4 0 ° i n o r i e n t a t i o nf r o m o n e o f t h e t wo d i s t r a c t o r o r i e n t a t i o n s a n d 6 0 ' f r o mt h e o t h e r . S e a r c h wa s e f f i c i e n t when t i e t a r g e t wa s t h eo n l y s t e e p t a r g e t a n d h a r d e r when i t wa s t h e s t e e p e s t o r
s t e e p - r i g h t t a r g e t . T h e s i m u l a t i o n r e s u l t s ( f i g u r e 7 B ) a r ea g o o d q u a l i t a t i v e f i t t o t h e r e a l r e s u l t s s h o w n i n F i g u r e 6Ao f Wo l f e , F r i e d m a n - H i l l , e t a l . ( 1 9 4 2 ) .
I n o t h e r w o r k , we h a v e f o u n d t h a t s y mme t r y r e l a t i o n -
s h i p s b e t w e e n i t e m s ( Wo l f e &F r e e d ma n - H i l l , 1 9 9 2 a ) a n da n g u l a r r e l a t i o n s b e t w e e n i t e m s ( W o l f e & r i e d m a n - H i l l ,I 9 4 2 b ) a l s o i n f l u e n c e o r i e n t a t i o n f e a t u r e s e a r c h e s . T h e s ef a c t o r s a r e n o t i n c l u d e d i n t h e c u r r e n t s i m u l a t i o n a n d p o s ea c h a l l e n g e t o a t r u l y q u a n t i t a t i v e v e r s i o n o f t h e g u i d e ds e a r c h m o d e l ( o r a n y o t h e r m o d e l , f o r t h a t m a t t e r ) . T h ef i n e - g r a i n e d p e r f o r m a n c e o f t h e m o d e l i s d e p e n d e n t o nt h e d e t a i l s o f t h e p a r a l l e l f e a t u r e p r o c e s s e s a n d t h e b r o a d l yt u n e d i n p u t c h a n n e l s . T h o s e d e t a i l s a r e n o t k n o w n f o r m o s tb a s i c f e a t u r e s . T h u s , a n y m o d e l o f v i s u a l s e a r c h w i l l n e c -
e s s a r i l y h a v e s ome o mi s s i o n s u n t i l a d d i t i o n a l d a t a b e c o m ea v a i l a b l e .
Co l o rT h e s u b s t a n t i a l s e t o f e x p e r i me n t s d e v o t e d t o t h e s e a r c h
f o r b a s i c f e a t u r e s h a s p r o d u c e d a s e t o f c a n d i d a t e f e a t u r e s .
Some, l i k e o r i e n t a t i o n , a r e a g r e e d u p o n b y v i r t u a l l y a l l
wo r k e r s i n t h e f i e l d . O t h e r s a r e mo r e p r o b l e m a t i c a l . Noo n e d o u b t s t h a t c o l o r i s a b a s i c f e a t u r e i n v i s u a l s e a r c h
( Bu n d e s e n &Pe d e r s e n , 1 9 8 3 ; C a r t e r , 1 9 8 2 ; D' Z mu r a ,
1 9 9 ; F a r me r &T a y l o r , 1 9 8 0 ; Gr e e n & An de r s o n , 1 95 6 ;
M o r a g l i a , 1 9 8 9 ; Smi t h , 1 96 2) . L a bo r a t o r y e x p e r i me n t sa n d r e a l wo r l d e x p e r i e n c e ma k e i t c l e a r t h a t r o t o r i s o n eo f t h e mo r e e f f e c t i v e w a y s f o r a n i t e m t o a t t r a c t a t t e n -t i o n , T h i s i s i n t e r e s t i n g , g i v e n t h a t , u n l i k e s u c h v i s u a lp r o p e r t i e s a s o r i e n t a t i o n , m o t i o n , s i z e , a n d s o f o r t h , c o l o r
i s e x p e n da b l e . Bl a c k a n d wh i t e p i c t u r e s c o n t a i n a l m o s t
8/3/2019 wolfe 1994
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2 1 6 WQLFE
Oo o
7 5 0
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Se t Si z e
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Se t Si z e
F i g u r e 7 . S i m u l a t e d o r i e n t a t i o n s e a r c h e s : T a r g e t t r i a l s o n l y . ( A) S e a r c h f o r a t a r g e t amon gt wo d i f f e r e n t d i t i t r a c t o r o r i e n t a t i o n s i s h a r d when d i s t r a c t o r s t a n k t h e t a r g e t ( e . g . , 0 ° amon g
- 2 0 ° a n d 2 0 ° ) . Comp a r e t o F i g u r e 4 A o f Wo l f e , F r i e d ma n - H i l l , S t e w a r t , a n d O' Co n n el l ( 1 9 9 2 ) .( B ) S ea r c h amon g t wo f l a n k i n g d i s t r a c t o r s i s e a s i e r i f t h e t a r g e t b a s u n i q u e c a t e g o r i c a l s t a t u s
( e . g . , 1 0 ° t a r g e t amon g 5 0 ° a n d - 5 0 ° i s t h e o n l y s e e p i t e m ) . Compa r e t o F i g u r e 6 A o f Wo l f e ,F r i e d ma n - H i l l , e t a l . ( 1 9 9 2 ) . Each c u r v e r e p r e s e n t s 1 , 0 0 Q s i mu l a t e d t r i a l s .
a s much i n f o r ma t i o n a s c o l o r . Many s p e c i e s l a c k c o l o rv i s i o n a n d ma n y hu man s h a v e ma r k e d l y d e f i c i e n t c o l o rv i s i o n . A c o l o r - b l i n d i n d i v i d u a l c a n f u n c t i o n q u i t e n o r -
ma l l y . T h e s a me w o u l d n o t b e t r u e o f a n o r i e n t a t i o n - b l i n d
i n d i v i d u a l . F o r s u c h a ma r g i n a l a b i l i t y , c o l o r h o l d s a r e -
ma r k a b l y h i g h p l a c e i n t h e p a n t h e o n o f b a s i c f e a t u r e s f o rv i s u a l s e a r c h .
Few s t u d i e s o f s e a r c h f o r c o l o r l e a v e b e e n s t r o n g l y
g r o u n d e d i n c o l o r p s y c h o p h y s i c s . T wo n o t a b l e e x c e p t i o n sa r e t h e r e c e n t p a p e r s o f D' Zmu r a ( 1 4 4 1 ) a n d Na g y a n d
S a n c h e z ( 1 9 9 0 ) . U s i n g s t i m u l i i n t h e i s o l u mi n a n t p l a n eo f a 3 - D c o l o r s p a c e , D' Zmu x a ( 1 9 9 1 ) s h o w e d t h a t p a r -
a l l e l s e a r c h i s p o s s i b l e whe n t h e t a r g e t c o l o r i s o n o n e
s i d e o f a l i n e d r a wn t h r o u g h t h a t p l a n e w h i l e t h e d i s t r a c -
t o r c o l o r s a r e o n t h e o t h e r s i d e . T h i s i m p l i e s t h a t p a r a l l e l
s e a r c h i s p o s s i b l e wh e n e ve r t h e r e i s o n l y a s i n g l e d i s t r a c t o r
c o l o r . Ob v i o u s l y , t h e r e mu st b e a l i mi t o n t h i s a b i l i t y .
Na g y a n d Sa n c h e z ( 1 9 9 0 ) ex a m n ed t h i s l i mi t s y s t e ma t i -
c a l l y . Fo r a f i x e d t a r g e t c o l o r , t h e y v a r i e d t h e c o l o r o f
h omo g e n e o u s d i s t r a c t e r s i n o r d e r t o f i n d t h e mi n i mum
c o l o r d i f f e r e n c e s t h a t wo u l d s u p p o r t p a r a l l e l s e a r c h . T h i s
p r e a n e n t i v e j n d Mad) c a n b e p l o t t e d a s a c o n t o u r s u r -
r o u n d i n g t h e t a r g e t ' s l o c a t i o n i n c o l o r s p a c e . T h e s h a p e
a n d s i z e o f t h e P j n d c o nt o u r a r e q u i t e d i f f e r e n t f r o m t h e
Or i en t 3 t i o n S ea r c hHe t e r o g e n eo u s D i s t r a c t o r sSi mu l a t e d T a r g e t T r i a l s
" C a t e g o r i c a l " O r i e n t a t i o n S e a r c hS i mu l a t e d T a r g e t T r i a l s
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s h a p e a n d s i z e o f t h e s t a n d a r d j n d c o n t o u r a r o u n d t h e s a m e
p o i n t ( P j n d s ' c o n t o u r s a r e l a r g e r a n d d o n o t l o o k l i k e
Mac Adam e l l i p s e s ) . T h e s a m e a u t h o r s s u b s e q u e n t l y e x -t e n d e d t h e i r wo r k i n t o t h e p e r i p h e r a l v i s u a l f i e l d ( N a g y ,S a n c h e z , & H u g h e s , 1 9 9 0 ) .
S e v e r a l r e c e n t s t u d i e s h a v e s h o w n t h a t p a r a l l e l s e a r c h
r e ma i n s p o s s i b l e e v e n w h e n d i s t r a c t o r c o l o r s a r e q u i t e h e t -e r o g e n e o u s ( e . g . , 8 d i f f e r e n t c o l o r s ; s e e D u n c a n , 1 9 8 9 ;
S ma l l ma n &B o y n t o n , 1 9 9 0 ; Wo l f e e t a l . , 1 9 9 0 ) . T h i s
d e m o n s t r a t e s t h e e x i s t e n c e o f t o p - d o wn a c t i v a t i o n f o r
c o l o r , s i n c e a n y b o t t o m- u p i n f o r m a t i o n h a s b e e n r e d u c e d
o r e l i mi n a t e d b y t h e d i s t r a c t o r h e t e r o g e n e i t y . I n t h e m o d e l
a n d t h e s i m u l a t i o n , t h i s t o p - d o wn a c t i v a t i o n i s c a t e g o r i -c a l . A s a r e s u l t , s i mu l a t e d s e a r c h f o r a c a t e g o r i c a l l yu n i q u e " y e l l o w" a m o n g " r e d " a n d " g r e e n " i t e ms i s e f -
f i c i e n t ( s i mu l a t e d t a r g e t t r i a l s l o p e , 0 . 1 ms e c / i t e m; b l a n kt r i a l , 0 . 0 ms e c / i t e m) , wh e r e a s s e a r c h f o r " y e l l o w - g r e e n "
a m o n g " o r a n g e " ( y e l l o w - r e d ) a n d " b l u e - g r e e n " i s q u i t ei n e f f i c i e n t ( s i mu l a t e d s l o p e s o f 1 6 a n d 2 7 ms e c / i t e m) e v e n
t h o u g h t h e " d i s t a n c e s " i n t h e s i mu l a t e d c o l o r s p a c e a r ei d e n t i c a l i n t h e t wo c o n d i t i o n s . T h i s i s a g o o d q u a l i t a t i v e
ma t c h t o r e s u l t s f o r h u m a n s u b j e c t s .
A s d i s c u s s e d a b o v e , c o l o r s e a r c h i s a s y mme t r i c a l( T r e i s ma n &Go r mi c a n , 1 9 8 8 ) , w i t h s e a r c h f o r o r a n g ea m o n g y e l l o w i t e ms e a s i e r t h a n s e a r c h f o r y e l l o w a m o n go r a n g e i t e ms . A c c o r d i n g t o G S2, s e a r c h f o r o r a n g e i s e a s -
i e r b e c a u s e i t c a n m a k e u s e o f u n i q u e c a t e g o r i c a l i n f o r -
ma t i o n a b o u t " r e d n e s s " t h a t i s n o t a v a i l a b l e i n t h e s e a r c hf o r y e l l o w .
T h e t r e a t m e n t o f c o l o r i n t h e p r e s e n t s i m u l a t i o n i s q u i t e
s c h e ma t i c . I t wo u l d b e u s e f u l t o b e mo r e p r e c i s e a b o u tt h e d e f i n i t i o n o f " c o l o r " i n v i s u a l s e a r c h . T h e wo r k o f
D ' Z mu r a ( 1 9 9 1 ) a n d o f N a g y a n d S a n c h e z ( 1 9 9 0 ) b r o u g h tt h e r e q u i s i t e p r e c i s i o n t o t h e c h r o mi n a n c e p l a n e o f c o l o r
s p a c e . Wh a t h a p p e n s a s l u mi n a n c e i s v a r i e d ? Ar e b l a c k
a n d w h i t e " c o l o r s , " o r i s l u mi n a n c e a s e p a r a t e d i me n -s i o n ? I n S ma l l ma n a n d B o y n t o n , 1 9 9 0 , t h e s e a c h r o ma t i cc o l o r s b e h a v e l i k e c o l o r s . T h e p i c t u r e i s s o m e w h a t mo r e
c o mp l i c a t e d i n a p a p e r b y Ca l l a g h a n ( 1 9 8 4 ) . I n a v a r i a -
t i o n o n a t e x t u r e s e g me n t a t i o n t a s k , s h e f o u n d t h a t b r i g h t -
n e s s v a r i a t i o n i n t e r f e r e d w i t h t a s k s b a s e d o n h u e b u t n o t
v i c e v e r s a . L u s c h o w a n d N o t h d u r f t ( 1 9 9 3 ) a l s o s h o w ad i f f e r e n c e b e t we e n p r e a t t e n t i v e p r o c e s s i n g o f c o l o r a n d
l u mi n a n c e . Mo r e wo r k i s n e e d e d t o c l a r i f y t h i s p o i n t .
Mo t i o n
On l y c o l o r a n d o r i e n t a t i o n a r e i mp l e me n t e d a s f e a t u r e si n t h e p r e s e n t s i m u l a t i o n . N e v e r t h e l e s s , i t i s w o r t h b r i e f l y
r e v i e w i n g t h e o t h e r b a s i c f e a t u r e s t h a t m a k e u p t h e p r e a t -
t e n t i v e s t a g e o f p r o c e s s i n g i n t h i s a n d o t h e r mo d e l s . T h e r e
i s l i t t l e d o u b t t h a t mo t i o n i s a b a s i c f e a t u r e ( D i c k e t a l . ,
1 9 8 7 ; D r i v e r , Mc L e o d , &D i e n e s , 1 9 9 2 b ; Mc L e o d e t a l . ,
1 9 8 8 ; N a k a y a m a &S i l v e r m a n , 1 9 8 6 ; N o t h d u r f t , 1 9 9 3 a ;
S t o n e &Ma c k , 1 9 9 3 ; T r e i s ma n & S a t o , 1 9 9 0 ) . L i k ec o l o r , i t s e e m s t o h a v e a v e r y s t r o n g a b i l i t y t o g r o u p as e t o f i t e m s t o g e t h e r ( Mc L e o d e t a l . , 1 9 8 8 ) . He r e t h e
s e a r c h a s y mme t r y i s u n s u r p r i s i n g , a n d i t i s p r o b a b l y b a s e do n a s y mme t r i e s i n e a r l y v i s u a l p r o c e s s i n g . I t i s m u c hh a r d e r t o f i n d a s t a t i o n a r y i t e m a m o n g mo v i n g i t e ms t h a n
a mo v i n g i t e m a m o n g s t a t i o n a r y ( D i c k , 1 9 8 9 ) . A p p a r e n tmo t i o n s u p p o r t s p a r a l l e l s e a r c h , t o o ( D i c k e t a l . , 1 9 8 7 ) .
Ho we v e r , t h i s h o l d s o n l y f o r s h o r t - r a n g e a p p a r e n t mo -
t i o n . L o n g - r a n g e a p p a r e n t mo t i o n t a r g e t s g i v e r i s e t o s e r i a l
s e a r c h a n d a p p e a r t o d e p e n d o n d e t e c t i o n s o f i n d i v i d u a l
o n s e t s a n d o f f s e t s , n o t o n t h e p e r c e p t i o n o f mo t i o n ( D i c k
e t a l . , 1 9 8 7 ) . Mo t i o n ma y n o t b e a u n i t a r y d i me n s i o n .
T h e r e i s e v i d e n c e f o r s e p a r a t e p r o c e s s i n g o f s p e e d a n d
d i r e c t i o n ( D r i v e r , Mc L e o d , &D i e n e s , 1 9 9 2 a ) .
Wh i l e f e a t u r e m a p s t h a t a r e p s y c h o p h y s i c a l l y s e p a r a -b l e n e e d n o t h a v e p h y s i o l o g i c a l l y d i s t i n c t s u b s t r a t e s , t h ep h y s i o l o g i c a l u n d e r p i n n i n g s o f p r e a t t e n t i v e mo t i o n p r o -c e s s i n g ma y b e l o c a l i z a b l e . Mc L e o d , D r i v e r , D i e n e s , a n d
C r i s p ( 1 9 9 1 ) t e s t e d a p a t i e n t w i t h a b i l a t e r a l l e s i o n i n e x -t r a s t r i a t e v i s u a l c o r t e x i n t h e p r e s u me d h u m a n h o mo l o g u e
o f m o n k e y a r e a MT, a n a r e a s p e c i a l i z e d f o r mo t i o n p r o -
c e s s i n g ( Z e k i e t a l . , 1 9 9 1 ) . U n l i k e n o r ma l s u b j e c t s , t h i s
p a t i e n t c a n n o t r e s t r i c t v i s u a l a t t e n t i o n t o t h e mo v i n g i t e ms
i n a r r a y s c o n t a i n i n g mo v i n g a n d n o n mo v i n g i t e m s .
S i z e
I f t a r g e t s a n d d i s t r a c t o r s a r e s u f f i c i e n t l y d i f f e r e n t i n s i z e ,
p a r a l l e l s e a r c h i s f o u n d ( T r e i s ma n &Ge l a d e , 1 9 8 0 ) . S i z eh a s b e e n u s e d a s a v a r i a b l e i n a v a r i e t y o f s e a r c h e x p e r i -me n t s ( e . g . , Qu i n l a n &Hu mp h r e y s , 1 9 8 7 ; T r e i s ma n &
S a t o , 1 9 9 0 ) , a n d t h e r e s u l t s s u p p o r t t h e a s s u mp t i o n t h a t
s i z e i s a b a s i c f e a t u r e . T h e r e i s n o c l e a r p a t t e r n o f s e a r c h
a s y mme t r y i n s i z e . T r e i s ma n a n d Ge l a d e ( 1 9 8 8 ) f o u n d
t h a t i t wa s e a s i e r t o f i n d b i g i t e ms a m o n g s ma l l t h a n v i c e
v e r s a , b u t t h i s a s y mme t r y v a n i s h e d i f t h e d i s t r a c t o r s we r eh e l d c o n s t a n t a c r o s s c o n d i t i o n s . I n t h a t c a s e , s ma l l i t e ms
a mo n g me d i u m o n e s a n d b i g i t e ms a mo n g me d i u m o n e s
p r o d u c e d s i m i l a r s l o p e s . Ho we v e r , a l l t h e s l o p e s we r es t e e p i n t h i s e x p e r i me n t . Wo l f e a n d B o s e ( 1 9 9 1 ) a l s o d i d
a s e r i e s o f e x p e r i me n t s w i t h t h r e e s i z e s : b i g , me d i u m,
a n d s ma l l . Wh e n b i g a n d me d i u m we r e p a i r e d a g a i n s t e a c ho t h e r , s l o p e s we r e s h a l l o w w i t h e i t h e r s i z e a s t a r g e t . Wh e n
o n e s i z e wa s u s e d a s t h e t a r g e t a n d t h e o t h e r t wo a s d i s -
t r a c t o r s , s e a r c h e s f o r b i g a n d s ma l l we r e e a s y , wh e r e a s
s e a r c h e s f o r me d i u m we r e q u i t e i n e f f i c i e n t . A g a i n , i t a p -
p e a r s t h a t s e a r c h i s e a s y w h e n t h e t a r g e t a n d t h e d i s t r a c -
t o r s a r e o n o p p o s i t e s i d e s o f a s i n g l e l i n e d i v i d i n g t h ef e a t u r e s p a c e . T r e i s ma n a n d Ge l a d e ( 1 9 8 0 ) p e r f o r me d as i m i l a r e x p e r i me n t a n d f o u n d t h a t t h e s l o p e s we r e s t e e pwh e n me d i u m wa s t h e t a r g e t a n d b i g a n d s ma l l we r e t h ed i s t r a c t o r s .
S p a t i a l f r e q u e n c y c a n b e c o n s i d e r e d a n a s p e c t o f s i z e ,
t h o u g h t h e r e l a t i o n s h i p o f s i z e a n d f r e q u e n c y h a s n o t b e e ns y s t e ma t i c a l l y e x a mi n e d . S p a t i a l f r e q u e n c y b e h a v e s l i k e
a b a s i c f e a t u r e ( S a g i , 1 9 8 8 ) a n d me d i u m s p a t i a l f r e q u e n -c i e s a r e h a r d t o f i n d a m o n g l o w e r a n d h i g h e r f r e q u e n c i e s( Wo l f e &B o s e , 1 9 9 1 ) .
S t e r e o s c o p i c De p t h
P a r a l l e l s e a r c h i s p o s s i b l e w h e n t h e t a r g e t i t e m l i e s i n
o n e d e p t h p l a n e a n d t h e d i s t r a c t o r s l i e i n a s e c o n d d e p t hp l a n e ( Na k a y a ma &S i l v e r m a n , 1 9 8 6 ; s e e a l s o A n d e r s e n ,1 9 9 0 ; An d e r s e n &K r a me r , 1 9 9 3 ) . I t i s a l s o p o s s i b l e t o
s e a r c h f o r s t e r e o s c o p i c t i l t ( t i l t i n t o t h e p a g e p o p s o u t f r o m
8/3/2019 wolfe 1994
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2 1 8 WOLFE
t i l t o u t o f t h e p a g e ; s e e H o l l i d a y &B r a d d i c k , I 9 9 1 ) . I t
wo u l d b e i n t e r e s t i n g t o k n o w w h e t h e r p a r a l l e l p r o c e s s -i n g s u r v i v e s d i s t r a c t o r h e t e r o g e n e i t y i n s t e r e o . I n t u i t i o n
s u g g e s t s t h a t i t mi g h t b e p o s s i b l e t o f i n d t h e " c l o s e s t "
o r t h e " f a r t h e s t " i t e m ( w i t h c l o s e r e a s i e r ) , a n d t h a t a l lo t h e r s t e r e o s c o p i c s e a r c h e s w i t h mo r e t h a n o n e d e p t hp l a n e w o u l d b e s e r i a l . T h e r e i s s o m e l i mi t e d wo r k i r e t h i s
a r e a ( O ' T o o l e & Wa l k e r , 1 9 9 3 ) , b u t t h e r e s u l t s a r e n o tc l e a r a t t h i s p o i n t
D i c h o p t i c p h e n o m e n a d o n o t a l l n e c e s s a r i l y s u p p o r t p a r -
a l l e l s e a r c h . B i n o c u l a r r i v a l r y o c c u r s w h e n d i f f e r e n t , u n -
f u s a b l e s t i mu l i a r e p r e s e n t e d a t c o r r e s p o n d i n g l o c i i n e a c h
e y e ( B l a k e , 1 9 8 9 ; B r e e s e , 1 9 0 9 ) . I t i s s e e n a s a n u n s t a b l e
a l t e r n a t i o n b e t we e n t h e t wo mo n o c u l a r i ma g e s . I t i s p e r -
c e p t u a l l y q u i t e s a l i e n t a n d i s , i n s o m e s e n s e , t h e c o u n t e r -
p a r t o f s t e r e o p s i s ( Wo l f e , I 9 8 6 ) . Mo r e o v e r , i t c a n b e s e e n
t o o c c u r a c r o s s t h e v i s u a l f i e l d a t m a n y l o c a t i o n s a t o n c e .
N e v e r t h e l e s s , a r i v a l r o u s t a r g e t a m o n g f u s e d d i s t r a c t e r s
i s n o r f o u n d i n p a r a l l e l { Wo l f e &F r a n z e l , 1 9 8 8 } . F i n d -i n g a f u s e d t a r g e t a m o n g r i v a i r o u s d i s t r a c t e r s i s , i f a n y -
t h i n g , h a r d e r s t i l l .
Ot h e r De p t h C o m e s
I n a s e r i e s o f v e r y c l e v e r e x p e r i m e n t s , E n n s , R e n s i n k ,
a n d t h e i r c o l l e a g u e s h a v e s h o w n t h a t a v a r i e t y o f p i c t o r i a l
d e p t h c u e s a r e p r o c e s s e d i n p a r a l l e l f o r p u r p o s e s o f v i s u a l
s e a r c h . T h e l i n e r e l a t i o n s t h a t a l l o w a 3 - D i n t e r p r e t a t i o n
o f 2 - D l i n e d r a wi n g s ( e . g . , T j u n c t i o n s , Y j u n c t i o n s ) c a n
b e f o u n d e f f i c i e n t l y ( E o n s & Re n s i n k , 1 9 9 1 ) . P a r a l l e l
s e a r c h i s a l s o p o s s i b l e i f t a r g e t s a n d d i s t r a c t e r s d i f f e r i n
3 - D o r i e n t a t i o n b y l i n e a r r a n g e me n t ( E o n s & Re n s i n k ,
1 99 0b ) o r s h a d i n g i n f o r m a t i o n ( E o n s & R e RS i n k , 1 9 9 0 a ;
s e e E o n s , 1 9 9 2 , f o r a t h e o r e t i c a l r e v i e w ) . I n a r e l a t e d f i n d -i n g , Ra ma e h a n d r a n ( 1 9 8 8 ) h a s s h o w n p a r a l l e l s e a r c h f o r
b u m p s a m o n g h o l e s ( a n d v i c e v e r s a , t h o u g h t h e r e i s a n
a s y mme t r y ) i n s h a p e s d e f i n e d e x c l u s i v e l y b y s h a d i n g i n -
f o r ma t i o n . E p s t e i n a n d B a b l e r ( 1 9 9 0 ) h a v e s h o w n e f f i -
c i e n t s e a r c h f o r s l a n t i n t h e t h i r d d i me n s i o n . Oc c l u s i o n
c u e s a r e a v a i l a b l e p r e a t t e n t i v e i y ( E o n s &R e a s i n k , 1 9 9 2 ) ,
a s i s s l a n t f r o m t e x t u r e c u e s ( A k s &E o n s , 1 9 9 3 ) a n d f r o t h
s h a d o w c u e s ( Re n s i n k &C a v a n a g h , 1 9 9 3 ) ( i . e . , a n i m-
p l a u s i b l e s h a d o w p o p s o u t f r o m a m o n g i t e ms w i t h p l a u -
s i b l e s h a d o w s ) . T h e r e i s e v i d e n c e t h a t t h e p e r c e p t i o n o f
t h e s e f e a t u r e s i s i n f l u e n c e d b y wh a t c an b e c o n s i d e r e d c o g -
n i t i v e f a c t o r s ( B r o wn , E o n s , &Gr e e n e , 1 9 9 3 ) .
I t wo u l d b e i n t e r e s t i n g t o p i t d i f f e r e n t 3 - D c u e s a g a i n s t
e a c h o t h e r . F o r e x a mp l e , c o u l d o n e s e a r c h i n p a r a l l e l f o r
b u m p s d e f i n e d b y s h a d i n g a mo n g b u mp s d e f i n e d b y
s t e r e o p s i s a n d / o r l i n e a r p e r s p e c t i v e c u e s ( a s s u m i n g p r o p e r
c o n t r o l f o r o f f e r d i s t i n g u i s h i n g f e a t u r e s ) , o r i s t h e a b s t r a c t
3 - D s t r u c t u r e a n d n o t i t s s u r f a c e me d i u m t h e b a s i c f e a -
t u r e ? E v i d e n c e f r o m t h e o r i e n t a t i o n d o ma i n s u p p o r t s t h e
l a t t e r h y p o t h e s i s . Or i e n t e d l i n e s c a n b e c r e a t e d i n a n u m -
b e r o f w a y s : t h r o u gh l u mi n an c e d i f f e r e n c e s , c o l o r , t e x -
t u r e , d e p t h , a n d s o f o r t h . A l l o f t h e s e s u p p o r t p a r a l l e l
s e a r c h f o r o r i e n t a t i o n , s u g g e s t i n g t h a t i t i s t h e a b s t r a c t
p r o p e r t y t h a t i s c o d e d ( B r a v o &B l a k e , 1 9 9 0 ; C a v a n a g h ,
A r g u i n , &T r e i s ma n , 1 9 9 0 ) . { F o r a n i n t e r e s t i n g e x c e p -
t i o n , s e e 0 ' Co n ne i l & T r e i s ma n , 1 9 9 2 . }
B i n o c u l a r L u s t r ei f a s p o t i s d a r k e r t h a n t h e b a c k g r o u n d i n t i e i ma g e
p r e s e n t e d t o o n e e y e a n d b r i g h t e r i n t h e o t h e r e y e , t h e
r e s u l t i n g p e r c e p t i o n i s o n e o f l u s t r e o r s h i n i n e s s ( B u l t h o f f
&B l a k e , 1 9 8 9 ; He l mh o l t z , 1 8 6 6 1 i 9 6 2 ) . T h i s b i n o c u l a rl u s t r e c a n b e f o u n d i n p a r a l l e l a m o n g m a t t e d i s t r a c t e r s
( Wo l f e &F r a n z e l , 1 9 $ & ) . T h e r e i s p r o b a b l y n o t h i n g s p e -
c i a l a b o u t t h e b i n o c u l a r a s p e c t o f b i n o c u l a r l u s t r e . A n y
s h i n y s p o t p r o b a b l y s t a n d s o u t a m o n g m a t t e s p o t s , b u t t h e
e x p e r i me n t h a s n o t b e e n d o n e . T h e r e i s o n l y w e a k ( n o n -
s i g n i f i c a n t ) e v i d e n c e f o r a s e a r c h a s y mme t r y . Am a t t e t a r -
g e t c a n b e f o u n d i n p a r a l l e l a m o n g l u s t r o u s d i s t r a c t e r s .
V e r n i e r O f f s e tF a h 2 e h a s s h o w n t h a t i t i s p o s s i b l e t o s e a r c h i n p a r a l l e l
f o r a v e r n i e r o f f s e t i n a l i n e a m o n g u n b r o k e n l i n e s ( F a b l e ,1 9 9 0 , 1 9 9 1 a , 1 9 9 1 b ) . P a r a l l e l s e a r c h r e m a i n s p o s s i b l ee v e n i f t h e o r i e n t a t i o n o f t i e l i n e s i s v a r i e d , r e d u c i n g t h e
c h a n c e t h a t t h i s t a s k i s a v a r i a n t o f a n o r i e n t a t i o n s e a r c h( Wi l s o n , 2 9 8 6 ) . I t i s n o t p o s s i b l e t o i d e n t i f y t h e d i r e c t i o no f t h e o f f s e t i n p a r a l l e l .
C u r v a t u r eT x e i s m a n a n d Go r mi c a n ( 1 9 8 8 ) f o u n d t h a t c u r v e d l i n e s
c o l d b e f o u n d i n p a r a l l e l a m o n g s t r a i g h t d i s t r a c t e r s .
T h e r e i s a n a s y mme t r y:t r a i g h t t a r g e t s amo n g c u r v e d d i s -
t r a c t o r s y i e l d l e s s e f f i c i e n t s e a r c h . I t c o u l d b e t h a t c u r v a -t u r e i t s e l f i s n o t a b a s i c f e a t u r e . C u r v e s a r e l o c i o f s i g n i f -
i c a n t c h a n g e i n o r i e n t a t i o n a n d mi g h t b e d e t e c t e d a s t e x t o n
g r a d i e n t s i n a n o r i e n t a t i o n ma p r a t h e r t h a n e i n a ma p o ft h e i r o w n . Ho we v e r , Wo l f e , Y e e , a n d F r i e d ma n - H i l l
( 1 9 9 2 ) d i d a s e r i e s o f e x p e r i me n t s w i t h t a r g e t s a n d d i s -
t r a c t o r s t h a t h a d s i m i l a r l o c a l v a r i a t i o n i n c o n t r a s t . C u r v e dt a r g e t s w e r e s t i l l e f f i c i e n t l y f o u n d a m o n g n o n c u r v e d d i s -
t r a c t o r s ( s e e a l s o F a b l e , 1 9 9 1 b ) . A n g l e s c a n b e f o u n da m o n g c u r v e s mo r e e f f i c i e n t l y t h a n c a n c u r v e s a m o n g a n -
g l e s ( C h e a t &L y o n , 1 9 9 2 ) .
T e r mi n a t o r sT h e r e i s a s ma l l g r o u p o f c a n d i d a t e f e a t u r e s t h a t f a l l
u d d e r t h e g e n e r a l h e a d i n g o f f o r m p r i mi t i v e s . T h e s e a r e
t h e mo s t p r o b l e ma t i c a l o f t h e b a s i c f e a t u r e s , w i t h d e b a t e s
s w i r l i n g a r o u n d mo s t o f t h e m ( s e e t h e s e c t i o n o n f o r m ,
b e l o w ) . T h e p r o b l e m i s r e l a t e d t o t h e g e n e r a l p r o b l e mo f d e t e r mi n i n g a s e t o f p r i m i t i v e f e a t u r e s f o r o b j e c t s a n d
f o r m s . O b v i o u s l y , s o m e o f t h e p r e c e d i n g f e a t u r e s ( s i z e ,
o r i e n t a t i o n , c u r v a t u r e , v e r n i e r o f f s e t ) c a n b e c o n s i d e r e dt o b e a s p e c t s o f f o r m p e r c e p t i o n . J u I e s z s u g g e s t s a d d i n gl i n e t e r mi n a t o r s t o t h e l i s t ( J u l e s z , 1 9 8 4 ; 7 u l e s z &B e r -
g e n , X 9 8 3 ) . T r e i s m a n a n d G o r m i c a n ( 1 9 8 8 ) , u s i n g a C
v e r s u s O s e a r c h , h a v e f o u n d s u p p o r t f o r t h e f e a t u r a l s t a -
t u s o f l i n e t e r m i n a t i o n ( o r i t s o p p o s i t e , c l o s u r e ) . T a y l o ra n d B ad c o c k ( 1 9 8 8 ) h a v e f o n d i mp o r t a n t l i m i t a t i o n s o nt h e u s e o f t e r m i n a t o r s a s a f e a t u r e . l u l e s z , u s i n g a n E
v e r s u s S t a s k , h a d a r g u e d [ h a t a t e r mi n a t o r n u m b e r c o u l db e u s e d t o s u p p o r t p a r a l l e l s e a r c h . H o w e v e r , T a y l o r a n d
B a d c o c k f o u n d t h a t s e r i a l s e a r c h wa s r e q u i r e d f o r a t a r -
g e t w i t h s e v e n t e r m i n a t o r s a m o n g d i s t r a c t e r s w i t h o n l y
t wo . T h e y a r g u e t h a t o n l y t h e s i mp l e p r e s e n c e o f t e r mi -
8/3/2019 wolfe 1994
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n a t o r s i s d e t e c t e d p r e a t t e n t i v e l y . To muddy t h e t o p i c s t i l l
f u r t h e r , C h e a l a n d L y o n ( 1 9 9 2 ) g o t a d i f f e r e n t a s ymme t r y .
T a r g e t t r i a l s l o p e s f o r a n E amo n g S s ( t h r e e t e r m i n a t o r sv e r s u s t w o ) we r e s t e e p e r t h a n t h o s e f o r a n S amon g E s .T h i s a s y mme t r y wa s m a i n t a i n e d w h e n s t i mu l i we r e r o -t a t e d 9 0 ° .
I n t e r s e c t i o n s
J u l e s z ( 1 9 8 4 ) a l s o s u g g e s t e d i n t e r s e c t i o n s a s a p o s s i b l ef e a t u r e o r s e x t o n . T r e i s ma n a n d Go r m c a n ( 1 9 8 8 ) d i d n o tf i n d c o n v i n c i n g e v i d e n c e o f f e a t u r a l s t a t u s o f i n t e r s e c t i o n s
i n a v i s u a l s e a r c h t a s k . N o t h d u r f t ( 1 9 9 1 a ) u s e d ma s k i n g
e x p e r i me n t s i n a t e x t u r e s e g m e n t a t i o n t a s k t o a r g u e a g a i n s t
f e a t u r a l s t a t u s f o r i n t e r s e c t i o n s .
I t i s w o r t h n o t i n g t h a t a n umb e r o f e f f o r t s h a v e b e e nmade t o e x p l a i n a l l f o r m - b a s e d t e x t u r e s e g me n t a t i o n o n
t h e b a s i s o f t h e o u t p u t s o f s p a t i a l f i l t e r s ( o r i e n t e d G a b o r
f i l t e r s , l i n e a r c e n t e r - s u r r o u n d r e c e p t i v e f i e l d s , e t c . ) . T h eg e n e r a l c o n c l u s i o n i s t h a t s e g me n t a t i o n o f p a i r s l i k e + s
a n d L s c o u l d b e a c c o m p l i s h e d w i t h o u t t h e n e e d t o i n v o k es p e c i a l me c h a n i s ms f o r i n t e r s e c t i o n s , c o r n e r s , o r t e r mi -
n a t o r s ( B e r g e n &A d e l s o n , 1 9 8 8 ; I . Ch e n &D e V a l o i s ,
1 9 9 3 ; Gr a h a m, B e c k , &S u t t e r , 1 9 9 2 ; Gr a h a m, S u t t e r ,
V e n k a t e s a n , &Huma r a n , 1 9 9 2 ; Gu r n s e y &B r o ws e ,
1 9 8 9 ; K e e b l e &Mo r g a n , 1 9 9 3 ; Ma l i k &P e r o n a , 1 9 9 0 ;R u b e n s t e i n &S a g i , 1 9 9 0 ; V o o r h e e s &P o g g i o , 1 9 8 8 ) .
J u l e s z a n d Kr o s e ( 1 9 8 8 ) r e s p o n d e d t o Be r g e n a n d A d e l -
s o n a n d t o V o or h e e s a n d P o g g i o b y f i l t e r i n g a + a n d a n
L t e x t u r e t o r e mo v e t h e l a r g e s p a t i a l f r e q u e n c y e n e r g yd i f f e r e n c e s t h a t we r e s u p p o s e d t o p e r m i t t e x t u r e s e g m e n -
t a t i o n . T h e y r e p o r t e d t h a t s e g me n t a t i o n wa s s t i l l e a s y w i t h -
o u t t h i s i n f o r m a t i o n . T h e i s s u e a p p e a r s t o r e ma i n u n -
r e s o l v e d . On e c a n q u e s t i o n t h e a p p l i c a b i l i t y o f t e x t u r es e g me n t a t i o n r e s e a r c h t o t h e i s s u e o f t h e s t a t u s o f i n t e r -
s e c t i o n s a s v i s u a l s e a r c h f e a t u r e s . Th e c o n n e c t i o n r e q u i r e s
t h e a s s u mp t i o n t h a t " e f f o r t l e s s " t e x t u r e s e g me n t a t i o n a n d
" p a r a l l e l " v i s u a l s e a r c h a r e r o u g h l y e q u i v a l e n t i n d i c a -
t o r s o f t h e f e a t u r a l s t a t u s o f a n a t t r i b u t e . As w i l l b e d i s -
c u s s e d b e l o w , t h i s i s p r o b a b l y n o t s t r i c t l y t r u e .
T h e " Pr o b l e m" o f Fo r m
T h e f i r s t s e v e n " f e a t u r e s " l i s t e d h e r e s e e m t o b e r e l a -
t i v e l y u n c o n t r o v e r s i a l . Numb e r s 8 - 1 1 a r e a l l a s p e c t s o f
f o r m , a n d i t i s n o t c l e a r t h a t t h e s e ma k e u p e i t h e r t h e n e c -
e s s a r y o r t h e s u f f i c i e n t l i s t o f f o r m f e a t u r e s . F o r e x am-
p l e , Po me r a n t z a n d P r i s t a c h ( 1 9 8 9 ) h a v e p r e s e n t e d s omed a t a t h a t s u g g e s t t h a t t h e r e may b e o t h e r f o r m f e a t u r e s .
T h e y d e m o n s t r a t e d t h a t t h e s e a r c h f o r " ) " a mo n g " ( " s
i s f a i r l y d i f f i c u l t . Ho we v e r , a d d i n g a n o t h e r t o b o t hs t i mu l i mak e s t h i s a r e l a t i v e l y e a s y s e a r c h f o r " ) ) " amo n g
" ( ) " s . A s e r i e s o f e x p e r i m e n t s o f t h i s s o r t c o n v i n c e d t h e m
t h a t e me r g e n t f e a t u r e s we r e w a i t i n g t o b e d i s c o v e r e d
T h e y e l i m i n a t e d c l o s u r e , i n t e r s e c t i o n s , a n d t e r m i n a t o r sa s e x p l a n a t i o n s o f t h e i r r e s u l t s . T h e y d i d n o t c o n s i d e r a
f i l t e r i n g a c c o u n t f o r t h e i r r e s u l t s b u t t h e s e f i n d i n g s d o s u g -
g e s t t h a t o t h e r a s p e c t s o f p e r c e p t u a l o r g a n i z a t i o n , p e r h a p ss ome o f t h e o l d G e s t a l t r u l e s , ma y h a v e r o l e s i n p a r a l l e l
v i s u a l s e a r c h .
I n a s omewh a t d i f f e r e n t c o n t e x t , L . Ch e n ( 1 9 8 2 ) s u g -g e s t e d a t o p o l o g i c a l l y b a s e d s e t o f f o r m f e a t u r e s . Ru bi n
a n d Ka n wi s h e r ( 1 9 8 5 ) o b j e c t e d t o t h e o r i g i n a l s t u d y , a r -
g u i n g t h a t Ch e n ' s t o p o l o g i c a l " h o l e s " we r e c o n f o un de d
w i t h o t h e r c a n d i d a t e f e a t u r e s s u c h a s p e r i m e t e r l e n g t h a n d
a r e a . L . Ch e n a n d Z h o u h a v e r e s p o n d e d t o t h e s e c r i t i -
c i s m s w i t h b e t t e r c o n t r o l l e d e x p e r i me n t s ( L . Ch e n , 1 9 9 0 ;
Z h o u , L . Ch e n , & Zh a n g , 1 9 9 2 ; Zh o u , Zh a ng , &
L . Ch e n , 1 9 9 3 ) . R e c e n t l y , E n n s a n d Re n s i n k ( 1 9 9 1 , E x -p e r i m e n t 1 ) p r e s e n t e d n e w e x p e r i m e n t a l e v i d e n c e a g a i n s tt h i s c o n j e c t u r e , b u t t h e i s s u e r e m a i n s u n r e s o l v e d .
H e a t h c o t e a n d Me w h o r t ( 1 9 9 3 ) f i n d t h a t r e l a t i v e p o s i -t i o n c a n s u p p o r t e f f i c i e n t s e a r c h ( e . g . , f i n d i n g a t a r g e tt h a t i s b l a c k o n t h e l e f t a n d w h i t e o n t h e r i g h t amo n g d i s -
t r a c t o r s t h a t a r e w h i t e o n t h e l e f t a n d b l a c k o n t h e r i g h t ) .
T h e y a r g u e t h a t t h i s i s a p r o b l e m f o r mo d e l s s u c h a s
Gu i d e d S e a r c h o r f e a t u r e i n t e g r a t i o n , b u t i t s e e ms mo r e
p l a u s i b l e t o a r g u e t h a t t h i s i s f u r t h e r e v i d e n c e t h a t ( 1 ) we
d o n o t u n d e r s t a n d p r e a t t e n t i v e p r o c e s s i n g o f f o r m v e r y
w e l l a n d ( 2 ) p r o c e s s i n g ma y i n c l u d e p h a s e i n f o r m a t i o n( T a dmo r & T o l h u r s t , 1 9 9 3 ) . 8 T h e i r f i n d i n g d o e s r a i s e
d i f f i c u l t i e s f o r t h e c l a i m t h a t s h a d i n g i s a b a s i c f e a t u r e
( Rama c h a n d r a n , 1 9 8 8 ) , b e c a u s e t h e b l a c k - w h i t e v e r s u s
w h i t e - b l a c k c o n d i t i o n wa s r u n a s a c o n t r o l ( p r o d u c i n g i n -
e f f i c i e n t s e a r c h ) t o s h o w t h a t bumps we r e n o t b e i n g d i s -
t i n g u i s h e d f r o m h o l e s o n t h e b a s i s o f s i mp l e l u mi n a n c ep o l a r i t y .
T h e e x t e n s i v e d a t a s e t o f Ch e a l a n d L y o n ( 1 9 9 2 ) e n -c a p s u l a t e s t h e p r o bl e m o f f o r m i n o n e p a p e r . T h e y d e -s c r i b e a numbe r o f s e a r c h t a s k s t h a t p r o d u c e i n t e r m e d i -
a t e s l o p e s , s u g g e s t i n g g u i d a n c e o f a t t e n t i o n . Ho we v e r ,
n o s i m p l e s e t o f f o r m f e a t u r e s eme r g e . Fo r e x a m p l e , ar o t a t e d S a mo n g Ms
wa s r e l a t i v e l y e f f i c i e n t - a p p a r e n t l ymo r e e f f i c i e n t t h a n a s e a r c h f o r a n u p r i g h t S amo n g E s( r o t a t e d Ms ) . Wh y ? An y f e a t u r e t h a t o n e i n v o k e s t o e x -p l a i n a r e s u l t o f t h i s s o r t h a s a n a d h o c f l a v o r , y e t i t wo ul d
a p p e a r t h a t t h e r e i s mo r e " s i g n a l " i n t h e S v e r s u s Ma s e
t h a n i n t h e S v e r s u s E c a s e .
A a r i e t y o f o t h e r c a n d i d a t e f o r m p r i m i t i v e s d o n o t s u p -
p o r t p a r a l l e l s e a r c h . T r e i s ma n a n d Go r n u c a n ( 1 9 8 8 ) f a i l e d
t o f i n d s u p p o r t f o r t h e f e a t u r a l s t a t u s o f " j u n c t u r e , " " c o n -
v e r g e n c e , " o r " c o n t a i n me n t " ( w h e t h e r a d o t wa s i n s i d e
o r o u t s i d e a f i g u r e ) , a n d B r o wn , We i s s t e i n , a n d May
( 1 9 9 2 ) f a i l e d t o f i n d e v i d e n c e f o r t h e f e a t u r a l s t a t u s o fv o l u m e t r i c s h a p e s s u c h a s B i e d e r ma n ' s ( 1 9 8 7 ) g e o n s .
L e a r n i n g E f f e c t sA p o s s i b l e s o l u t i o n t o t h e p r o b l e m o f f o r m i s t o a r g u e
t h a t n e w f e a t u r e s c a n b e l e a r n e d . I n muc h o f t h e e a r l ywo r k o n v i s u a l s e a r c h , l e t t e r s a n d n u mb e r s we r e u s e d a s
s t i mu l i ( D u n c a n , 1 9 8 0 ; E g e t h , J o n i d e s , &Wa l l , 1 9 7 2 ;
E r i k s e n &E r i k s e n , 1 9 7 4 ; S c h n e i d e r &S h i f f r i n , 1 9 7 7 ;
T r e i s ma n &G e l a d e , 1 9 8 0 ) . O b v i o u s l y , i n many c a s e s l e t -
t e r s a r e s i m p l y a c o n v e n i e n t wa y t o embod y d i f f e r e n t f o r m -p r i m i t i v e s . Fo r i n s t a n c e , X v e r s u s O c o u l d i n v o l v e o r i e n -
t a t i o n , c u r v a t u r e , t e r m i n a t o r s , a n d s o f o r t h . Ho we v e r ,
t h e r e i s e v i d e n c e f r o m e x p e r i m e n t s w i t h t h e s e ma s s i v e l yo v e r l e a r n e d s t i mu l i wh i c h s u g g e s t s t h a t i t ma y b e p o s s i -
b l e t o c r e a t e n e w " f e a t u r e s " ( S c h n e i d e r & S h i f f r i n ,
8/3/2019 wolfe 1994
http://slidepdf.com/reader/full/wolfe-1994 19/37
2 2 0 WOLFE
1 9 7 7 ) , i n c l u d i n g p o s s i b l y a n a b i l i t y t o d i s t i n g u i s h l e t t e r s
f r o m n u mb e r s i n p a r a l l e l ( E g e t h e t a l . , 1 9 7 2 ; J o n i d e s &
G l e i t ma n , 1 9 7 2 ) . R e c e n t l y , Wa n g , C a v a n a g h , a n d Gr e e n
( 1 9 9 2 ) h a v e s h o w n t h a t s o m e mi r r o r r e v e r s e d l e t t e r s c a n
b e f o u n d e f f i c i e n t l y a m o n g h o m o g e n e o u s a r r a y s o f n o n -
r e v e r s e d l e t t e r s . S e a r c h f o r t h e n o r ma l l e t t e r a m o n g
mi r r o r - r e v e r s e d l e t t e r s i s n o t a s e f f i c i e n t ( s e e a l s o Wa n g&C a v a n a g h , 1 9 9 3 ) .
T h e r e a r e a t l e a s t t h r e e w a y s t o i n t e r p r e t t h e s e f i n d i n g s :
( 1 ) a t t e n t i o n may b e g u i d e d o n t h e b a s i s o f s u b t l e d i f -
f e r e n c e s i n f o r m ; ( 2 ) n e w f e a t u r e s c a n b e l e a r n e d ; o r
( 3 ) t h e r e i s p r e a t t e n r i v e p r o c e s s i n g o f s o m e s e ma n t i c i n -
f o r ma t i o n . T h e f i r s t o p t i o n i s i mp l i c i t i n g u i d e d s e a r c h
a s d e s c r i b e d a b o v e . I n o r d e r t o s e a r c h s u c c e s s f u l l y , t h e
s u b j e c t m u s t w e i g h t t h e o u t p u t o f t o p - d o wn a n d b o t t o m-
u p p r o c e s s e s i n a m a n n e r t h a t p r o d u c e s a g o o d g u i d i n g
s i g n a l . I f y o u a r e l o o k i n g f o r r e d t h i n g s , y o u u s e t h e o u t -
p u t o f t h e c h a n n e l b r o a d l y t u n e d f o r r e d , a n d s o f o r t h .
Wh e n t h e s i g n a l s t r e n g t h i s l a r g e , w e ma y a s s u m e t h a t
a s u c c e s s f u l w e i g h t i n g f u n c t i o n c a n b e o b t a i n e d q u i c k l y .Wh e n a p o t e n t i a l s i g n a l i s s ma l l , i t ma y t a k e m a n y t r i a l s
f o r t h e w e i g h t i n g f u n c t i o n t o b e c o m e o p t i m i z e d . ( We p l a n
t o i mp l e me n t a l e a r n i n g f u n c t i o n o f t h i s s o r t i n t h e n e x t
g e n e r a t i o n o f t h e m o d e l . ) A l mo s t a n y p a i r o f s t i mu l i s e e m s
l i k e l y t o p r o d u c e d i f f e r e n t r e s p o n s e s i n s o m e c h a n n e l . Un -
f o r t u n a t e l y , t h e s e e x p e r i m e n t s d o n o t c a s t a l o t o f l i g h t
o n t h e n a t u r e o f p r e a t t e n t i v e p r o c e s s i n g , b e c a u s e i t i s h a r d
t o d e t e r m i n e w h a t d i f f e r e n c e s b e t we e n t a r g e t a n d d i s t r a c -
t o r a r e d r i v i n g t h e s e a r c h . F o r e x a m p l e , u p o n c l o s e r e x -
a mi n a t i o n o f w h a t we t h o u g h t wa s a s e a r c h f o r a t a r g e t
o r i e n t a t i o n a m o n g t wo d i s t r a c t o r o r i e n t a t i o n s , w e f o u n d
t h a t s u b j e c t s w e r e a b l e t o u s e t h e s i z e o f t h e e me r g e n t
a n g l e s f o r me d b y n e i g h b o r i n g l i n e s a s a c u e t o t a r g e t p r e s -
e nc e ( Wo l f e &F r i e d ma n - H i l l , 1 9 9 2 b ) .
T u n i n g t h e w e i g h t i n g f u n c t i o n s e e ms mo r e l i k e l y t h a n
c r e a t i o n o f n e w f e a t u r e m a p s ( O p t i o n 2 ) , a l t h o u g h t h i s
d e p e n d s o n t h e d e f i n i t i o n o f a n e w f e a t u r e map . As t r o n g
c l a i m f o r a n e w f e a t u r e map c o u l d b e m a d e i f a n e w f e a -
t u r e " l e a r n e d " i n v i s u a l s e a r c h c o u l d t h e n b e u s e d i n o t h e r
t a s k s V i e i r a a n d T r e i s ma n t e s t e d t h i s p r e d i c t i o n . T h e y
p r a c t i c e d s u b j e c t s o n v i s u a l s e a r c h f o r n o v e l s h a p e s u n t i l
t h e s u b j e c t s p e r f o r me d " p a r a l l e l " s e a r c h , b u t f o u n d t h a t
t h e s e s h a p e s d i d n o t b e h a v e l i k e f e a t u r e s i n o t h e r t a s k s
( e . g . , a p p a r e n t mo t i o n ) ( T r e i s ma n , V i e i r a , & H a y e s ,
1 9 9 2 ; V i e i r a &T r e i s ma n , 1 9 8 8 ) . F r a n c o l i n i a n d E g e t h
( 1 9 7 9 ) c a m e t o a s i m i l a r c o n c l u s i o n i n t h e c a s e o f t h e
l e a r n e d d i s t i n c t i o n b e t we e n l e t t e r s a n d d i g i t s ( s e e a l s oK e l l y , H a r r i s o n , &H o d g e , 2 9 9 1 ) .
F i n a l l y , i t i s p o s s i b l e t h a t t h e r e i s p r e a t t e n t i v e p r o c e s s -
i n g f o r s e ma n t i c i n f o r m a t i o n ( J o h n s t o n , Ha wl e y , &F a r n -
h a m , 1 9 9 3 ) . I f e x t e n s i v e p a r a l l e l p r o c e s s i n g o f s e ma n t i c
i n f o r ma t i o n c o u l d b e d e mo n s t r a t e d , t h e n e e d f o r g u i d e d
s e a r c h wo u l d b e s e r i o u s l y c a l l e d i n t o q u e s t i o n . Why g u i d e
a t t e n t i o n o n t h e b a s i s o f s i mp l e f e a t u r e s i f y o u c a n s e a r c h
i n p a r a l l e l f o r i t e ms d e f i n e d b y t h e i r me a n i n g ? At p r e s e n t ,
h o we v e r , t h e e v i d e n c e f o r p a r a l l e l s e ma n t i c p r o c e s s i n g
i s f a i r l y t h i n .
T h e S t r u c t u r e o f I t e ms
I t ma y b e u s e f u l t o d i s t i n g u i s h b e t we e n p a r a l l e l p r o -
c e s s i n g o f f o r m f e a t u r e s a n d p r o c e s s i n g o f a n o t h e r s e t o f
p r o p e r t i e s h a v i n g t o d o w i t h t h e s t r u c t u r a l r e l a t i o n s h i p s
b e t we e n t h o s e f e a t u r e s . F o r i n s t a n c e , E l d e r a n d Z u c k e r
( 1 9 9 3 ) u s e d p a i r s o f l i n e s t h a t we r e e i t h e r b e n t t o wa r d
e a c h o t h e r , s o me t h i n g l i k e t h i s - " ) ( " - o r b o w e d o u t ,s o me t h i n g l i k e t h i s - " ( ) " . T h e t o p s a n d b o t t o ms o f t h e
l i n e s c o u l d b e c o n n e c t e d t o f o r m s o me t h i n g l i k e a s e a r c h
f o r a w a s p w a i s t a m o n g b a r r e l s . T h e y s y s t e ma t i c a l l y
v a r i e d t h e d e g r e e o f c l o s u r e o f t h e i t e ms i n t h e d i s p l a y
a n d f o u n d t h a t s e a r c h e f f i c i e n c y i mp r o v e d a s t h e f e a t u r e s
we r e mo r e a n d mo r e b o u n d t o e a c h o t h e r . B a y l i s a n d
D r i v e r ( 1 9 9 3 ) h a v e s h o w n t h a t t h e r e l a t i v e p o s i t i o n o f t wo
p o i n t s i s mo r e r a p i d l y d e t e r m i n e d i f t h e p o i n t s l i e o n a
s i n g l e o b j e c t t h a n i f t h e e q u i v a l e n t p o i n t s l i e o n d i f f e r e n t
o b j e c t s .
P r e a t t e n t i v e p r o c e s s i n g i s s e n s i t i v e t o t h e h i e r a r c h i c a l
r e l a t i o n s h i p s w i t h i n i t e ms . We h av e f o u n d t h a t p r e a t t e n -
t i v e p r o c e s s i n g c a n d i s t i n g u i s h b e t we e n p r o p e r t i e s o fwh o l e i t e ms a n d p r o p e r t i e s o f t h e i r c o m p o n e n t p a n s .
T h u s , i t i s p o s s i b l e t o s e a r c h e f f i c i e n t l y f o r c o n j u n c t i o n s
o f t wo c o l o r s i f i t i s t h e c o l o r o f a wh o l e i t e m t h a t i s c o n -
j o i n e d w i t h t h e c o l o r o f a p a r t o f t h e i t e m ( e . g . , f i n d t h e
r e d c u b e w i t h a y e l l o w s p o t o n i t a m o n g r e d c u b e s w i t h
b l u e s p o t s a n d b l u e c u b e s w i t h y e l l o w s p o t s ) . Ho we v e r ,
i t i s n o t p o s s i b l e t o s e a r c h e f f i c i e n t l y f o r c o n j u n c t i o n s o f
t h e c o l o r s o f t wo p a r t s ( e . g . , f i n d t h e c u b e w i t h t h e r e d
a n d y e l l o w s p o t s a m o n g c u b e s w i t h r e d a n d b l u e s p o t s
a n d c u b e s w i t h b l u e a n d y e l l o w s p o t s ) ( Wo l f e , F r i e d ma n -
H i l l , &B i l s k y , 1 9 9 4 ; Wo l f e e t a l . , 1 9 9 0 ) . As i m i l a r s e n -
s i t i v i t y t o s c a l e i n f o r ma t i o n a t e a r l y s t a g e s i n v i s u a l p r o -
c e s s i n g i s p r e s u me d t o u n d e r l y t h e g l o b a l p r e c e d e n c e e f -
f e c t ( K i n c h l a , 1 9 7 7 ; K i n c h l a &Wo l f e , 1 9 7 9 ; N a v o n ,
1 9 7 7 ; R o b e r t s o n , E g l y , L a m b , &K e r t h , 1 9 9 3 ) a n d ma y
b e r e f l e c t e d i n a p a r t - w h o l e g l o b a l / l o c a l d i v i s i o n o f l a b o r
i n n e u r o p s y c h o l o g i c a l d a t a ( F a r a h , 1 9 9 2 ; Ro b e r t s o n &
L a m b , 1 9 9 1 ) .
Wh e r e A r e t h e F e at u r e Ma p s
f o r V i s u a l S e a r c h ?
I t i s t e mp t i n g t o t h i n k t h a t t h e b a s i c f e a t u r e s o f v i s u a l
s e a r c h a n d t h e b a s i c f e a t u r e s o f e a r l y v i s u a l p r o c e s s i n g
a r e t h e s a m e . We h a v e c h r o ma t i c me c h a n i s ms i n e a r l y
v i s i o n , a n d c o l o r i s a f e a t u r e f o r s e a r c h . We h a v e c h a n -
n e l s f o r s p a t i a l f r e q u e n c y . S p a t i a l f r e q u e n c y a n d / o r s i z e
i s a b a s i c f e a t u r e f o r s e a r c h . T h e r e a r e o r i e n t a t i o n c h a n -n e l s a n d t h e r e i s p a r a l l e l s e a r c h f o r o r i e n t a t i o n , a n d s o
o n . T h i s a t t e mp t t o e q u a t e p a r a l l e l p r o c e s s i n g i n s e a r c h
w i t h t h e e a r l y s t a g e s o f f e a t u r e e x t r a c t i o n i s a l mo s t u n -
d o u b t e d l y i n c o r r e c t . T r u e , t h e f e a t u r e s o f v i s u a l s e a r c h
m u s t r e f l e c t t h i s e a r l i e r p r o c e s s i n g . A f t e r a l l , o n e c a n n o t
s e a r c h f o r i n f o r ma t i o n t h a t i s n o t e x t r a c t e d f r o m t h e i n -
p u t i n t h e f i r s t p l a c e . Ho we v e r , s e a r c h a p p e a r s t o o p e r -
a t e o v e r a r e p r e s e n t a t i o n o f f e a t u r e s t h a t i s g e n e r a t e d l a t e r
i n t h e s e q u e n c e o f p r o c e s s i n g s t e p s . F o r e x a mp l e , c o n -
s i d e r v i s u a l s e a r c h f o r o r i e n t a t i o n . O r i e n t a t i o n c h a n n e l s
8/3/2019 wolfe 1994
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GUI DED SEARCH 2 . 0 2 2 1
i n e a r l y v i s i o n a r e much mo r e n a r r o w l y t u n e d t h a n t h o s eme a s u r e d i n v i s u a l s e a r c h ( F o s t e r &Wa r d , 1 9 9 1 a , 1 9 9 1 b ;
Thomas & G i l l e , 1 9 7 9 ) . T h e o r i e n t a t i o n o f a t a r g e t i n
v i s u a l s e a r c h c a n b e d e r i v e d f r o m a v a r i e t y o f o t h e r p r o p -e r t i e s l i k e t e x t u r e d i f f e r e n c e ( B r a v o & B l a k e , 1 9 9 0 ) ,c o l o r , o r d e p t h ( Ca v a n a g h e t a l . , 1 9 9 0 ) . T h i s p l a c e s t h e
e x t r a c t i o no f
s e a r c h a b l e o r i e n t a t i o n a f t e r t h e e x t r a c t i o no f t h e s e o t h e r s t i m u l u s p r o p e r t i e s i n t h e s e q u e n c e o f p r o -c e s s i n g . S i m i l a r r e s u l t s a r e f o un d w i t h o t h e r f e a t u r e s . I n
c o l o r , d i s c r i m i n a t i o n f u n c t i o n s o b t a i n e d i n s e a r c h t a s k sd i f f e r i n s c a l e a n d s h a p e f r o m t h o s e d e t e r m i n e d i n s t a n -
d a r d c o l o r p s y c h o p h y s i c s t a s k s ( Na g y e t a l . , 1 9 9 0 ) .
So me i n f o r m a t i o n t h a t i s a v a i l a b l e i n e a r l y v i s i o n i s n o ta v a i l a b l e t o v i s u a l s e a r c h . F o r e x amp l e , c o n s i d e r a t a s ki n wh i c h t h e s u b j e c t n e e d s t o f i n d t h e d o t t h a t i s w h i t ei n t h e l e f t e y e a n d b l a c k i n t h e r i g h t e y e a mo n g s p o t s t h a t
a r e b l a c k i n t h e l e f t a n d w h i t e i n t h e r i g h t . Th e b a c k g r o u n di s g r a y . T h e s e s t i mu l i w i l l a l l y i e l d a n i m p r e s s i o n o fb i n o c u l a r l u s t r e . S u b j e c t s c a n n o t f i n d t h e t a r g e t e v e nt h o u g h t h e t a s k wo u l d b e t r i v i a l w i t h o n e e y e c l o s e d . I f
t h e l e f t e y e i s c l o s e d , t h e t a r g e t i s a b l a c k d o t amo n g af i e l d o f w h i t e d o t s ( Wo l f e & F r a n z e l , 1 9 8 8 ) . T h i s i n f o r -
ma t i o n i s a v a i l a b l e i n e a r l y v i s i o n wh e r e e y e - o f - o r i g i n i n -
f o r m a t i o n i s p r e s e r v e d b u t i s n o t p a r t o f t h e r e p r e s e n t a -t i o n u s e d t o s u p p o r t v i s u a l s e a r c h .
Ob s e r v a t i o n s o f t h i s s o r t p o i n t t o a r e l a t i v e l y l a t e l o c u sf o r t h e p a r a l l e l f e a t u r e maps . Ca n a n y t h i n g b e s a i d a b o u t
t h e i r p h y s i o l o g i c a l l o c u s ? Th e f o r e g o i n g a r g u me n t s makeV1 , p r i m a r y v i s u a l c o r t e x , a n u n l i k e l y l o c u s . E x t r a s t r i a t e
c o r t e x i s much mo r e p r o mi s i n g . T he r e i s g o o d e v i d e n c e
t h a t d i f f e r e n t r e g i o n s o f e x t r a s t r i a t e c o r t e x a r e s p e c i a l -
i z e d f o r t h e p r o c e s s i n g o f d i f f e r e n t f e a t u r e s ( De s i mo n e ,S c h e i n , Mo r a n , &U n g e r l e i d e r , 1 9 8 5 ; Hub e l &L i v i n g -
s t o n e , 1 9 8 7 ; Va n E s s e n &Ma u n s e l l , 1 9 8 3 ; Z e k i , 1 9 7 8 ;Z e k i e t a l . , 1 9 9 1 ) . Mo r e i m p o r t a n t l y f o r t h e p r e s e n t d i s -
c u s s i o n , a t t e n t i o n a n d t a s k d ema n d s i n f l u e n c e r e s p o n s e s
i n e x t r a s t r i a t e c o r t e x mo r e t h a n a t e a r l i e r s t a g e s o f p r o -
c e s s i n g ( C h e l a z z i , Mi l l e r , D u n c a n , &De s i mo n e , 1 9 9 3 ;
De s i mo n e &U n g e r l e i d e r , 1 9 8 9 ; H a e n n y , Ma u n s e l l , &S c h i l l e r , 1 9 8 8 ; H a e n n y &S c h i l l e r , 1 9 8 8 ; Ma u n s e l l , S c l a r ,
& N e a l e y , 1 9 8 8 ; Mo r a n &De s i mo n e , 1 9 8 5 ; S p i t z e r ,
De s i mo n e , &Mo r a n , 1 9 8 8 ) . A n ot h e r s i m i l a r i t y l i e s i n
t h e a b i l i t y o f e x t r a s t r i a t e c o r t e x a n d v i s u a l s e a r c h t o make
u s e o f f e a t u r e s d e r i v e d f r o m o t h e r f e a t u r e s . T h u s , s u b j e c t sc a n s e a r c h f o r o r i e n t e d l i n e s t h a t a r e d e f i n e d b y c o l o r d i f -
f e r e n c e s , t e x t u r e d i f f e r e n c e s , o r s u b j e c t i v e c o n t o u r s f o r me d
b y l i n e t e r m i n a t i o n ( Ca v a n a g h e t a l . , 1 9 9 0 ; G u r n s e y ,Hump h r e y , &K a p i t a n , 1 9 9 2 ) . C e l l s i n V2 c a n s e e s u c h
s u b j e c t i v e c o n t o u r s , wh i c h a r e a p p a r e n t l y u n s e e n b y c e l l s
i n V ( P e t e r h a n s e t a l . , 1 9 8 6 ; Vo n d e r H e y d t , P e t e r h a n s ,&Ba u mg a r t n e r , 1 9 8 4 ) .
T h i s i s n o t t o s a y t h a t V ( o r e v e n LGN s e e N o t h d u r f t ,
1 9 9 0 ) h a v e n o t h i n g t o d o w i t h p r o c e s s i n g t h e b a s i c f e a -
t u r e s i n v i s u a l s e a r c h . Ob v i o u s l y , t h e v i s u a l s e a r c h b a s i cf e a t u r e s a r e b a s e d o n p r o c e s s i n g a t e a r l i e r s t a g e s , a n d ,
c e r t a i n l y , b u i l d i n g b l o c k s o f t e x t u r e s e g me n t a t i o n a p p e a r
t o b e a v a i l a b l e q u i t e e a r l y . C e l l s i n V w i l l r e s p o n d mo r e
s t r o n g l y t o a n o r i e n t e d l i n e i f t h a t l i n e i s s u r r o u n d e d b yl i n e s o f a d i f f e r e n t o r i e n t a t i o n r a t h e r t h a n b y l i n e s o f t h e
s ame o r i e n t a t i o n , e v e n i f t h o s e s u r r o u n d i n g l i n e s a r e o u t -
s i d e t h e c l a s s i c a l r e c e p t i v e f i e l d ( K n i e r i m&Va n E s s e n ,1 9 9 2 ) a n d t h e y c a n r e s p o n d t o o r i e n t e d t e x t u r e s e v e n whent h e y c a n n o t r e s p o n d t o t h e i n d i v i d u a l l i n e s ma k i n g u p t h e
t e x t u r e ( N o t h d u r f t &L i , 1 9 8 4 ) .
I t wo u l d b e n a i v e t o t h i n k o f a o n e - t o - o n e ma p p i n g b e -
t we e n f e a t u r e maps i n v i s u a l s e a r c h a n d s p e c i f i c r e g i o n so f e x t r a s t r i a t e c o r t e x . F i r s t , t h e ma p p i n g o f s p e c i f i c f e a -
t u r e s o n t o s p e c i f i c a r e a s o f c o r t e x i s n o t s t r a i g h t f o r w a r d
e v e n f o r p r o mi s i n g c a s e s s u c h a s mo t i o n a n d c o l o r ( e . g . ,
L o g o t h e t i s & C h a r l e s , 1 9 9 0 ) . S e c o n d , t h e e x i s t e n c e o f
a n i n d e p e n d e n t f e a t u r e ma p f o r a s p e c i f i c f e a t u r e i n a na t t e n t i o n mo d e l , e v e n i f b a c k e d b y c o n v i n c i n g d a t a , b y
n o mea n s r e q u i r e s a n i n d e p e n d e n t p h y s i o l o g i c a l l o c u s f o r
t h a t ma p . O r i e n t a t i o n a n d s i z e , f o r i n s t a n c e , a c t a s b a s i c ,
a p p a r e n t l y s e p a r a b l e f e a t u r e s i n v i s u a l s e a r c h . A t t h e s ame
t i me , i t i s u n l i k e l y t h a t o n e w i l l f i n d a n e x t r a s t r i a t e a r e a
s p e c i a l i z e d f o r s i z e a n d i n s e n s i t i v e t o v a r i a t i o n i n o r i e n -t a t i o n o r v i c e v e r s a . Th e t wo v a r i a b l e s s e e m t o b e c o d e d
b y t h e s a me c e l l s , b u t , i n v i s u a l s e a r c h , t h e i n f o r m a t i o n
c a n b e u s e d a s i f i t w e r e r e p r e s e n t e d i n t wo i n d e p e n d e n t
f e a t u r e maps .
F i n a l l y , i n t h i n k i n g a b o u t t h e p h y s i o l o g i c a l l o c u s o f
p s y c h o p h y s i c a l mo d u l e s s u c h a s t h o s e p r o p o s e d f o r v i s u a l
s e a r c h , i t i s w e l l t o r emembe r t h a t we a r e n o t b i r d s , c a t s ,
o r e v e n mo n k e y s - c l o s e r e l a t i v e s t h o ug h we may b eT h e r e i s s ome e v i d e n c e f o r s p e c i e s d i f f e r e n c e s i n s e a r c h
b e h a v i o r . A l l a n a n d B l o ug h f o u n d t h a t p i g e o n s s h o w e d
n o s e a r c h a s y mme t r y f o r f o r m s e a r c h t a s k s t h a t p r o d u c e d
s t r o n g a s y mme t r i e s i n h uma n d a t a ( A l l a n & B l o u g h ,
1 9 8 9 ) . Vo n d e r H e y d t a n d D u r s t e l e r ( 1 9 9 3 ) f o u n d t h a t
t h e i r ma c a q u e s c o u l d d o c o n j u n c t i o n s e a r c h e s wi t h RTx s e t s i z e f u n c t i o n s l o p e s n e a r z e r o w h i l e t h e i r human s
c o u l d n o t . G r a n t e d , o u r s u b j e c t s c a n d o s ome c o n j u n c -t i o n s w i t h s l o p e s n e a r z e r o ( s e e P a r t 3 ) , a n d t h e i r mon-
k e y s h a d man y , many t r i a l s b u t t h e p o s s i b i l i t y r e m a i n s
t h a t t h e r e a r e d i f f e r e n c e s b e t we e n s p e c i e s t h a t w i l l com-
p l i c a t e a n y e f f o r t t o l o c a l i z e t h e p r o c e s s e s o f v i s u a l s e a r c h .
T h e Na t u r e o f Ba s i c F e a t u r e si n V i s u a l Se a r c h
Ad e l s o n a n d B er g e n ( 1 9 9 1 ) ma k e a u s e f u l d i s t i n c t i o n
b e t we e n t wo t a s k s i n v i s i o n : t h e me a s u r eme n t o f " s t u f f , "
s u c h a s r e d n e s s o r u p wa r d m o t i o n , a n d t h e l a b e l i n g o f" t h i n g s , " l i k e a r e d t h i n g mo v i n g u p . T h e y a r g u e t h a t
t h e p u r p o s e o f e a r l y v i s i o n i s t o mak e me a s u r e me n t s o f
v i s i b l e s t u f f o r " s u b s t a n c e s " ( A d e l s o n &B e r g e n , 1 9 9 1 ) .
V i s u a l s e a r c h a p p e a r s t o u s e t h e e n d p r o d u c t o f t h i s e a r l yv i s i o n a n a l y s i s o f t h e s u b s t a n c e s o f t h e v i s u a l wo r l d . T h e
b a s i c f e a t u r e s u s e d i n v i s u a l s e a r c h c a n b e d e s c r i b e d a st h e v i s u a l p r o p e r t i e s o f b i t s o f s u r f a c e s : c o l o r ( n o t com-
p o n e n t w a v e l e n g t h s ) , r e l a t i v e ( n o t a b s o l u t e ) s i z e a n d
o r i e n t a t i o n , p o s i t i o n i n d e p t h , l u s t r e , mo t i o n , a n d s o f o r t h .
An o t h e r wa y o f s a y i n g t h i s wo u l d b e t o p r o p o s e t h a t many
p e r c e p t u a l c o n s t a n c i e s ( c o l o r , s i z e , e t c . ) h a v e b e e n c a l -
c u l a t e d p r i o r t o t h e l e v e l o f r e p r e s e n t a t i o n o f t h e b a s i cf e a t u r e s i n v i s u a l s e a r c h .
Wh i l e t h e s e t o f b a s i c f e a t u r e s i n v i s u a l s e a r c h ma y d e -
s c r i b e t h e " s t u f f " o f v i s u a l p e r c e p t i o n , v i s u a l s e a r c h i t -
8/3/2019 wolfe 1994
http://slidepdf.com/reader/full/wolfe-1994 21/37
z z z w o L F E
s e l f i s t h e s e a r c h f o r " t h i n g s . " I t i s t h e s e a r c h f o r a t a r -
g e t i t e m ; t h e r e d v e r t i c a l t h i n g , n o t r e d n e s s a n d v e r t i c a l i t y .
T h u s , w h e n s u b j e c t s s e a r c h f o r a c o n j u n c t i o n o f t wo f e a -
t u r e s , g u i d e d s e a r c h i s mu c h mo r e e f f i c i e n t i f t h o s e t wo
f e a t u r e s a r e a t t r i b u t e s o f o n e t h i n g t h a n i f t h e a t t r i b u t e sa r e s p a t i a l l y s e p a r a t e d ( s e e , e . g . , Gr a b o w e c k y &
K h ur a n a , 1 9 9 U ) . Ot h e r e x a mp l e s w e r e d i s c u s s e d i n t h e
s e c t i o n o n s t e m s t r u c t u r e , a b o v e . We ma y c o n c l u d e t h a t
s e a r c h s t r a d d l e s t h e " s t u f f - t h i n g " b o u n d a r y a s i t s t r a d -
d l e s t h e p a r a l l e l - s e r i a l b o t t l e n e c k . Gu i d e d s e a r c h c o u l d
b e d e s c r i b e d a s a s e a r c h f o r a t h i n g b a s e d o n i n f o r m a t i o n
a b o u t i t s c o n s t i t u e n t s t u f f ' :
V i s u a l S e a r c h a n d T e x t u r e S e g m e n t a t i o n
i n t h e h u n t f o r b a s i c f e a t u r e s , t e x t u r e s e g me n t a t i o n h a s
b e e n s u g g e s t e d a s e q u i v a l e n t t o s e a r c h ( ) u l e s z , 1 9 8 4 ;
R u b e n s t e i n & S a g i , 1 9 9 0 ; T r e i s ma n , 1 9 8 5 , 1 9 8 6 b ) . H o w -
e v e r , t h e t w o t a s k s d o n o t a l wa y s p r o d u c e t h e s a me r e -s u l t s ( N o d h d u r f t , 1 9 9 1 a ) . Wo l f e ( 1 9 9 2 ) h a s s h o w n t h a t
e l e me n t s t h a t c a n s u p p o r t h i g h l y e f f i c i e n t v i s u a l s e a r c h
( e . g . , s o me c o n j u n c t i o n s ) d o n o t f o r m g o o d t e x t u r e s . C o n -
v e r s e l y , s a m e e l e m e n t s t h a t f o r m g o o d t e x t u r e s ( e . g . , e l e -
me nt s f o r me d o f t h e c o n j u n c t i o n o f t w o o r i e n t a t i o n s ) d o
n o t p e r mi t e f f i c i e n t s e a r c h . T hi s i s n o t e n t i r e l y s u r p r i s -
i n g . S e a r c h a n d t e x t u r e s e g m e n t a t i o n a r e n o t o n l y t wo d i f -
f e r e n t p a r a d i g m s , t h e y a r e l a b o r a t o r y v e r s i o n s o f t wo d i f -
f e r e n t v i s u a l t a s k s . T o c o n t i n u e w i t h A d e l s o n a n d B e r g e n ' s
" s t u f f - t h i n g " m e t a p h o r , s e a r c h i n v o l v e s l o o k i n g f o r s o me
t h i n g w h i l e t e x t u r e s s e g me n t a t t h e p o i n t s w he r e t h e s t u f f
c h a n g e s . P e r h a p s , t e x t u r e s e g me n t a t i o n o c c u r s a n t h e
" s t u f f " s i d e o f t h e " s t u f f - t h i n g " b o u n d a r y . T h i s ma y
b e s e e n i n t h e n e a r a b s e n c e o f t o p - d o wn i n f l u e n c e s i n t e x -
t u r e s e g m e n t a t i o n . Wh i l e t o p - d o wn p r o c e s s e s c a n g u i d e
s e a r c h t o wa r d a n i t e m d e f i n e d b y a c o n j u n c t i o n o f t w o
f e a t u r e s ( Wo l f e e t a l . , 1 9 8 9 ) , t h e y c a n n o t p r o d u c e s e g -
m e n t a t i o n o f a r e g i o n d e f i n e d b y t h a t c o n j u n c t i o n ( T r e i s -
m a n , 1 9 8 6 a ) . T o g a v e o n e s p e c i f i c e x a mp l e , No t h d u r f t
( 1 9 9 3 b ) h a s s h o w n t h a t t e x t o n g r a d i e n t s i n e i t h e r c o l o r
o r o r i e n t a t i o n c a n f o r m e me r g e n t f i g u r e s . T h r e e n o n -
c o l i n e a r g r a d i e n t s f o r m a n i mme d i a t e l y p e r c e i v e d t r i a n -
g l e . Ho w e v e r , i f t h e v e r t i c e s o f t h e t r i a n g l e a r e d e f i n e d
b y c o n j u n c t i o n s o f c o l o r a n d o r i e n t a t i o n , w e h a v e s h o w n
t h a t n o e me r g e n t t r i a n g l e i s s e e n ( Wo l f e , C h u n , &
F r i e d ma n - M i l l , 1 9 9 3 ) . T h e i d e n t i c a l c o n j u n c t i v e s t i m u l i
w i l l p r o d u c e s e a r c h w i t h RT x s e t s i z e s l o p e s n e a " z e r o .
T h i s i s s u e i s d i s c u s s e d a t mo r e l e n g t h i n Wo l f e ( 1 9 9 2 ;
s e e B en - A v , S a g i . & B r a u n , 1 9 9 2 , f o r a r e l a t e d p o i n t ) .
T o s u m m a r i z e , t h e p a r a l l e l f e a t u r e maps s e e m t o l i e
t o w a r d t h e e n d o f t h e e a r l y v i s u a l p r o c e s s e s c o n c e r n e d
w i t h v i s u a l s t i f f . T h e d o z e n o r s o b a s i c f e a t u r e s a r e t h e
p r o p e r t i e s t h a t d e f i n e v i s u a l s u r f a c e s a n d t h a t d i v i d e o n e
s u r f a c e a r e a f r o m t h e n e x t i n t e x t u r e s e g m e n t a t i o n . T h e
a p p a r a t u s o f g u i d e d s e a r c h u s e s k n o w l e d g e a b o u t t h e s e
s u r f a c e p r o p e r t i e s t o s p a t i a l l y r e s t r i c t t h e h u n t f o r a s p e -
c i f i c t h i n g
I I I . GUI DI NG ATTENTI ON
Co mp a r i n g E x p e r i m e n t a l a n d S i m u l a t e d V i s u a l S e a r c h
C o n j u n c t i o n S e a r c h e s
T h e o r i g i n a l m o t i v a t i o n f o r t h e g u i d e d s e a r c h m od e l w a st h e f i n d i n g t h a t s e a r c h e s f a r c o n j u n c t i o n s o f t w o b a s i c f e a -
t u r e s d i d n o t n e e d t o b e s t r i c t l y s e r i a l a s h a d b e e n s u g -
g e s t e d i n t h e o r i g i n a l f e a t u r e i n t e g r a t i o n t h e o r y . A s d i s -
c u s s e d a b o v e , t h e r e i s n o w a l a r g e b o d y o f d a t a s h o wi n g
t h a t c o n j u n c t i o n s c a n y i e l d RT x s e t s i z e t a r g e t t r i a l s l o p e s
t h a t r a n g e f r o m a p p a r e n t l y " p a r a l l e l " n e a r 0 ms e cl i t e m
t o a p p a r e n t l y s e r i a l a r o u n d 2 0 - 3 0 ms e cl i t e m. T h e c r i t i -
c a l v a r i a b l e s i n f l u e n c i n g s l o p e s a p p e a r t o i n c l u d e s t i m u -
l u s s a l i e n c e ( e . g . , c o l o r s a t u r a t i o n ) ( Du n c a n &Hw n p h r e y s ,
1 9 8 9 , 1 9 9 2 ; T r e i s r n a n &S a t o , 1 9 9 0 ; Wo l f e e t a l . , 1 9 8 9 ) ,
t h e c h o i c e o f f e a t u r e s ( ' i ' r e i s ma n&S a t o , I 9 9 0 ) , a n d , p e r -
h a p s , t h e d e n s i t y o f t h e i t e m s ( h i g h d e n s i t y ma y i m p a i r
e f f i c i e n t s e a r c h ; s e e C o h e n & I v r y , 1 9 9 1 ) .
I n g u i d e d s e a r c h , e f f i c i e n t c o n j u n c t i o n s e a r c h i s m a d ep o s s i b l e b y t h e c o mb i n a t i o n o f a t t e n t i o n - g u i d i n g a c t i v a -
t i o n f r o m t wo o r mo r e b a s i c f e a t u r e s . I n a s e a r c h f o r a
r e d v e r t i c a l i t e m a mo n g r e d h o r i z o n t a l a n d g r e en v e r t i c a l
d i s t r a c t e r s , t h e c o l o r p r o c e s s o r wo u l d p r o v i d e a c t i v a t i o n
t o g u i d e a t t e n t i o n t o wa r d r e d i t e m s w h i l e t h e o r i e n t a t i o n
p r o c e s s o r w o u l d g u i d e a t t e n t i o n t o w a r d v e r t i c a l i t e m s . T h e
c o mb i n a t i o n o f t h e s e a c t i v a t i o n s , d e g r a d e d b y t h e n o i s e
d e s c r i b e d a b o v e , wo u l d g u i d e a t t e n t i o n t o wa r d r e d v e r t i -
c a t i t e m s . Gu i d e d S e a r c h , t h e r e f o r e , h o l d s t h a t p r e a t t e n -
t i v e p r o c e s s i n g o f t w o o r mo r e f e a t u r e s mu s t o c c u r a t t h e
s a me t i me . An a l t e r n a t i v e , i n t h e e x a mp l e g i v e n h e r e ,
m g ht b e t o s e l e c t t h e r e d i t e m s a n d s u b s e q u e n t l y p r o c e s s
t h o s e i t e m s f o r o r i e n t a t i o n ( E g e t h e t a t . , 1 9 8 4 ) . I n t h e S u b -
s e t S e a r c h e s s e c t i o n o f P a r t 4 , e v i d e n c e i s p r e s e n t e d
a g a i n s t t h i s a l t e r n a t i v e . F o r t h e p r e s e n t , i t i s wo r t h n o t -
i n g t h a t t h e r e i s e v i d e nc e t h a t t wo d i f f e r e n t f e a t u r e s c a n
b e p r e a t t e n t i v e l y p r o c e s s e d a t t h e s a me t i me ( A r g u i n &
Ca v a n a u g h , 1 9 8 8 ; D o w n i n g &Go s s ma n , 1 9 7 0 ) .
F i g u r e S s h o w s p e r f o r ma n c e o f t h e GS2 s i m u l a t i o n f o r
c o n j u n c t i o n s e a r c h . I t mi mi c s t h e p e r f o r ma n c e o f h u m a n
s u b j e c t s . F i g u r e SA s h o w s RT x s e t s i z e f u n c t i o n s f o r
1 0 r e p e t i t i o n s o f t h e s i m u l a t i o n . E a c h n n r e p r e s e n t s 1 0 0
p r a c t i c e a n d 1 , 0 0 0 r e a l t r i a l s . T h e s i m u l a t e d t a r g e t i s r e d
v e r t i c a l a n d t h e d i s t c a c t o r s a r e r e d h o r i z o n t a l a n d g r e e n
v e r t i c a l . T h e r e s u l t i n g s l o p e s a v e r a g e 7 . 7 ms e cl i t e m f o r
t a r g e t t r i a l s a n d 1 5 . 8 ms e c l i E em f o r b l a n k t r i a l s . E r r o r
r a t e s a v e r a g e 6 . 9 % ( 5 % m i s s e s , 1 . 8 % f a l s e a l a r m s ) _ S l o p e
r a t i o s a v e r a g e 2 . 1 : 1 .
T h e s e r e l a t i v e l y s h a l l o w s l o p e s f o r c o n j u n c t i o n s e a r c h e s
a r e c o mp a r a b l e t o t h o s e r e p o r t e d f a r h u m a n s u b j e c t s ( s e e ,
e . g . , T a b l e F i n Wo l f e e t a l . , 1 9 8 9 ) , a n d t h e 2 : I s l o p e
r a t i o i s c o mp a r a b l e t o t h e a v e r a g e i n h u m a n e x p e r i me n -
t a l d a t a . T h e 1 0 r e p e t i t i o n s o f t h e s i m u l a t i o n p r o d u c e s i m -
i l a r r e s u l t s e a c h t i me . B y c o n t r a s t , r e s u l t s f r o m h u m a n
s u b j e c t s o n c o n j u n c t i o n s e a r c h e s a r e q u i t e v a r i a b l e . T a -
b l e 1 o f Wo l f e e t a l . ( 1 9 8 9 ) s h o w s a c o mp a r a b l e a v e r -
a g e t a r g e t t r i a l s l o p e o f 7 . 5 ms e c l i t e m. Ho w e v e r , t h e
8/3/2019 wolfe 1994
http://slidepdf.com/reader/full/wolfe-1994 22/37
GUI DED SEARCH 2 . 0 2 2 3
1 6 0 0 ,Gu i d e d S e a r c h 2 . 0
OTen Re pe t i t i o ns o f Co n j u nc t i o n Se ar c hBl a n k t r i a l s l o p e
1 4 0 01 5 . 8 msc~ t em
T : Redv e r t i c a l
f l : Re d h or i z o nt a lGr e e n Ve r t i c a l
1 2 0 0
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4 0 0
0 10 24 30 40 50 60
Se t S i z e
O E r r o r R a t e s
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002
F al s e
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F al s e Al a r m s
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0 7 0 2 0 3 4 4 0 5 0 6 0
Se t Si z e
F i g u r e 8 . ( A ) R e s u l t s f o r F l t r e p e t i t i o n s o f a c o n j u n c t i o n - m a r c h f o r r e d v e r t i c a l am o n g
r e d h o r i z o n t a l a n d g r e e n v e r t i c a l i t e m s . C i r c l e s a r e a v e r a g e r e s p o n s e t i m e s . E r r o r b a r s
a r e a v e r a g e s t a n da r d d e v i a t i o n s a t e a c h p o i n t ( n o t SD o f t h e a v e r a g e s ) . R e s u l t s a r ec o mp a r a b l e t o p u b l i s h e d c o n j u n c t i o n d a t a ( e . g . , T h - i s ma n & S a t o , 1 9 9 0 , T ab l e 2 ) - ( B ) Er -
r o r r a t e s .
r a n g e f r o m 2 . 0 t o 2 0 . 2 ms e c l i t e m i s mu c h g r e a t e r t h a n
t h e s i mu l a t e d r e s u l t s . Th e o b v i o u s d i f f e r e n c e b e t we e n t h e
s i m u l a t i o n a n d r e a l i t y i s f l i n t t h e s i m u l a t i o n i s r u n w i t h
a l l p a r a me t e r s f i x e d . Tha t i s t h e e q u i v a l e n t o f 1 0 r e p e t i -
t i o n s a n a s i n g l e s u b j e c t . Mo r e o v e r , 1 , 0 Wt r i ms we r e s i m -
u l a t e d a n d o n l y 3 0 0 t r i a l s we r e r u n o n t h e h um a n s u b -
j e c t s . We h a v e o n l y t h e b e g i n n i n g s o f a n u n d e r s t a n d i n g
o f t h e s o u r c e o r s o u r c e s o f i n d i v i d u a l d i f f e r e n c e s i n s e a r c h
p e r f o r ma n c e ( O ' N e i i l , Wo l f e , &B i l s k y , 1 9 9 3 ; T i p p e r &
B a y l i s , 1 9 8 7 ) . Ho w e v e r , a s a f i r s t a p p r o x i m a t i o n , we c a n
s i m u l a t e i n t e r s u b j e Ct v a r i a b i l i t y b y c h an g i n g t h e ma g n i -
t u d e o f t h e t o p - d o wn a c t i v a t i o n , i n e f f e c t c h an g i n g t h e
s i g n a l s t r e n g t h . I n t h e s i m u l a t i o n i n F i g u r e 8 , t o y - d o wn
s i g n a l s f a r c o l o r a n d o r i e n t a t i o n we r e f i x e d a t 1 0 0 a r -
b i t r a r y u n i t s . I n a s e p a r a t e s i m u l a t i o n , t h o s e s i g n a l s we r e
c h o s e n r a n d o ml y f r o m a n o r ma l d i s t r i b u t i o n wi t h a mean
o f 1 1 1 0 a n d SD = 3 0 . T h e s i m u l a t i o n wa s u r n f a r 3 0 0
t r i a l s , u s i n g t h e s e t s i z e s o f t h e Wo i f e o f n t . ' s ( 1 9 8 9 ) o r i g i -
n a l e x p e r i me n t:
S , 1 6 , 3 2.
I n t r o d u c i n g t h e s e " i n d i v i d u a l
d i f f e r e n c e s " d o e s make t h e s i m u l a t i o n mo r e c l o s e l y r e -
s e mb l e t h e r e a l d a t a . I n 1 0 r u n s o f t h i s s i mu l a t i o n , t a r g e t
t r i m s l o p e s v a r i e d f r o m 3 . 2 t o 1 1 . 9 ms e c l i t e m ( a v e r a g e ,
7 . 7 ) a n d b l a n k t r i a l s l o p e s v a r i e d f r o m 1 0 . 7 t o 2 5 . 1 m s e c l
i t e m ( a v e r a g e , 1 6 . 6 ) . S l o p e r a t i o s v a r i e d f r o m 1 3 t o 3 . 3
( a v e r a g e , 2 . 5 ) . T h i s i s n o t t o s a y t h a t d i f f e r e n c e s i n s i g -
n a l s t r e n g t h a r e t h e e x p l a n a t i o n o f i n d i v i d u a l d i f f e r e n c e s .i t i s me r e l y w o r t h n o t i n g t h a t v a r i a t i o n 1 n t h e s e p a r a m e -
t e r s p r o d u c e s v a r i a t i o n s i n t h e d a t a s i m i l a r t o t h o s e s e e n
i n r e a l p o p u l a t i o n s . Th e t r u e r o o t s o f i n d i v i d u a l v a r i a t i o n
a r e a n i n t e r e s t i n g t o p i c f a r f u r t h e r r e s e a r c h . Wi t h i n t h e
c o n t e x t o f Gu i d e d S e a r c h , i t s h o u l d b e p o s s i b l e t o d i s t i n -
g u i s h b e t w e e n v a r i a b i l i t y c a u s e d b y d i f f e r e n c e s i n s i g n s !
s t r e n g t h ( a l t e r s t a r g e t t r i a l s l o p e s ) a n d , f o r i n s t a n c e , d i f -
f e r e n c e s i n t h e a d j u s t me n t o f t h e a c t i v a t i o n t h r e s h o l d a f t e r
a n e r r o r ( l i t t l e e f f e c t o n t a r g e t t r i a l s l o p e s ) .T o r e t u r n t o t h e c o n j u n c t i o n s e a r c h s i m u l a t i o n o f F i g -
u r e 8 : A d i f f e r e n t a s p e c t o f v a r i a b i l i t y i n t h e d a t a i s a l s o
c a p t u r e d b y t h i s s i m u l a t i o n - As d i s c u s s e d b y War d a n d
8/3/2019 wolfe 1994
http://slidepdf.com/reader/full/wolfe-1994 23/37
2 2 4 WOLFS
Mc Cl e l l a n d ( 1 9 8 9 ) , a s i mp l e m o d e l t h a t p r o p o s e s a s e r i a l
s e l f - t e r mi n a t i n g s e a r c h s h o u l d p r e d i c t a g r e a t e r RT v a r i -
a n c e f o r t a r g e t t r i a l s t h a n f o r b l a n k t r i a l s , b e c a u s e o n b l a n k
t r i a l s , o n e s h o u l d a l wa y s e x a mi n e t h e e n t i r e s u b s e t o f c a n -
d i d a t e t a r g e t i t e ms , wh e r e a s o n t a r g e t t r e a t s , o n e e x a m -
i n e s a v a r i a b l e n u m b e r o f i t e m s b e f o r e f i n d i n g t h e t a r g e t .
Un l i k e t h e s i mp l e mo d e l , t h e a c t u a l d a t a a l mo s t a l wa y s
s h o w t h a t t h e b l a n k t r i a l v a r i a n c e s a r e h i g h e r t h a n t h e t a r -
g e t t r i a l v a r i a n c e . I n G 5 2 , a l l s e a r c h e s a r e s e r i a l s e l f -
t e r z s i i n a t i n g s e a r c h e s t h r o u g h a s u b s e t o f t h e i t e ms . Haw-
e v e r , b e c a u s e t h e a c t i v a t i o n t h r e s h o l d v a r i e s w i t h t i me ,
t h e s i z e o f t h e s u b s e t v a r i e s w i t h t i me . B e c a u s e t h e s i z e
o f t h e s u b s e t v a r i e s a n d b e c a u s e t h e t i n e f o r a r e d e p l o y -
m e n t o f a t t e n t i o n i s a s s u m e d t o b e s o m e w h a t v a r i a b l e , t h e
RT v a r i e s . T h e r e s u l t , s h o w n i n [ h e e r r o r b a r s i n F i g -
u r e S , i s t h a t t h e m o d e l p r o d u c e s t h e q u a l i t a t i v e l y c o r -
r e c t p a t t e r n o f v a r i a n c e s . V a r i a n c e s a r e l a r g e r f o r b l a n k
t h a n f o r t a r g e t t r i m s a n d g r o w a s s e t s i z e g r o ws . T h i s ma t -
t e r i s c o n s i d e r e d f u r t h e r i n t h e d i s c u s s i o n o f s e r i a l s e a r c h e s
b e l o w .
T h e p a t t e r n o f e r r o r r a t e s , s h o w n i n F i g u r e 8 8 , mi r -
r o r s s o m e b u t n o t a i l p r o p e r t i e s o f a c t u a l d a t a . T h e o v e r -a l l p e r c e n t a g e o f e r r o r s i s r e a s o n a b l e , a s i s t h e d i v i s i o n
b e t w e e n mo r e c o m m o n mi s s e s a n d l e s s c o m m o n f a l s e
a l a r m s . H o w e v e r , i n a s e t o f t h r e e c o n j u n c t i o n t a s k s r u n
o n 3 0 s u b j e c t s e a c h , w e f o u n d t h a t t h e r a t e o f mi s s e st e n d e d t o i n c r e a s e w i t h s e t s u e w h i l e f a l s e a l a r m s f e l l .
T h e p r e s e n t s i m u l a t i o n p r o d u c e d l i t t l e s y s t e m a t i c v a r i a -
t i o n w i t h s e t s i z e . T h e m a t t e r i s d i s c u s s e d f u r t h e r i n t h e
s e c t i o n o n e r r o r r a t e s
A s n o t e d , t h e r e i s a g e n e r a l c o n s e n s u s t h a t r e l a t i v e l y
s h a l l o w s l o p e s f o r c o n j u n c t i o n s r e q u i r e h i g h l y s a l i e n t d i f -
f e r e n c e s b e t w e e n t a r g e t a n d d i s t r a c t o r s ( e . g . , D u n c a n &H u mp h r e y s , 1 9 8 9 ; T r e i s ma n & S a t o , 1 9 9 ( } ) . F i g u r e 9
2 4 0 0
c s
y 1 6 0 0 '
m
E
F -1 2 0 0
cD
U
Nd
8 0 0
4 0 0
s h o w s a s i m u l a t i o n o f a s e a r c h f o r a r e d v e r t i c a l a m o n g
g r e e n v e r t i c a l a n d r e d l i n e s t i l t e d 4 Q° f r o m v e r t i c a l ( l o w
s a l i e n c e ) c o m p a r e d t o h a v i n g r e d d i s t r a c t o r s 9 0 ° f r o m v e r -
t i c a l ( h i g h s a l i e n c e ) . R e d u c i n g s a l i e n c e i n c r e a s e s s l o p e s .
T h i s i s a c l o s e ma t c h t o t h e r e s u l t s f r o m a n a c t u a l e x p e r i -m e n t o f t h i s s o r t s h o w n i n F i g u r e 3 o f Wo l f e e t a l . ( I 9 8 9 ) .
I n a f i n d i n g t h a t i s n o t d i r e c t l y mo d e l e d b y t h e s i mu l a -
t i o n , Wo l f e e t a l . ( 1 9 8 9 ) , D e h a e n e ( 1 9 8 9 ) , a n d Qu i n J a n
a n d Hu mp h r e y s ( 1 9 8 7 ) h a v e s h o w n t h a t t r i p l e c o n j u n c -
t i o n s a r e e a s i e r t h a n c o mp a r a b l e d o u b l e o r s t a n d a r d c o n -
j u n c t i o n s . I n a t r i p l e c o n j u n c t i o n t a s k , t h e t a r g e t i s d e -
f i n e d b y t h r e e f e a t u r e s . T h e a d d i t i o n o f a t h i r d s o u r c e o f
t o p - d o wn a c t i v a t i o n m a k e s s e a r c h mo r e e f f i c i e n t . T r i p l e
c o n j u n c t i o n s a r e n o t p o s s i b l e i n t h e c u r r e n t s i m u l a t i o n ,
b e c a u s e o n l y c o l o r a n d o r i e n t a t i o n a r e s i m u l a t e d . H o w -
e v e r , i t i s c l e a r t h a t a s i m u l a t i o n wi t h a n a d d i t i o n a l f e a -
t u r e wo u l d s h o w t h e c o r r e c t p a t t e r n o f r e s u l t s . T h e a d d i -
t i o n o f a t h i r d f e a t u r e i n a t r i p l e c o n j u n c t i o n wo u l d s i mp l y
i n c r e a s e s i g n a l s t r e n g t h a n d t h u s i n c r e a s e t h e e f f i c i e n c y
o f s e a r c h .
V a r i o u s s t u d i e s h a v e s h o w n a n e f f e c t o f d i s t r a c t o r r a -
t i o s i n c o n j u n c t i o n s e a r c h ( E g e t h e t a l 1 9 8 4 ; P o i s s o n&Wi l k i n s o n , 1 9 4 2 ; Z o h a r y &H o c h s t e i n , 1 9 $ 9 ) . I n b r i e f ,
t h e s t a n d a r d c o n d i t i o n i n w h i c h t wo t y p e s o f d i s t r a c t o r s
a r e e q u a l l y c o m m o n i s e s p e c i a l l y t a x i n g b e c a u s e t h e r e i s
n o u s e f u l b o t t o m - u p i n f o r m a t i o n . I f , i n a s e a r c h f o r r e d
v e r t i c a l i t e ms , t h e r e a r e o n l y 2 5 % r e d o b l i q u e i t e ms a n d
7 5 %g r e e n v e r t i c a l , s e a r c h i s e a s i e r b e c a u s e t h e r e d i t e ms
f o r m a s m a l l , s a l i e n t s u b s e t . F i g u r e 1 0 s h o w s t h e r e s u l t s
o f a s i m u l a t i o n b a s e d o n P o i s s o n a n d Wi l k i n s o n ( 1 9 9 2 ) .
I n t h i s s t a n d a r d s e a r c h f i r a c o n j u n c t i o n o f c o l o r a n d
o r i e n t a t i o n , t h e t a r g e t wa s r e d v e r t i c a l , a n d t h e d i s u a c -
t o r s we r e r e d , t i l t e d 6 0 ° a n d y e l l o w - g r e e n , v e r t i c a l . T ou s e t h e s a m e g r a p h i n g f o r m a t a s P o i s s o n a n d Wi l k i n s o n
Gu i d e d S e a r c h 2 . 0 - C o n j u n c t i o n Se a " h
E f f e c t s o f r e d u c i n g s t i mu l u s s a l i e n c eLowS a l i e n c e
. 1 1
Bl a n k T r i a l s
2 6 . 4 ms e di t e m
Se t S i z e
Hi g h S a l i e n c e
B l a n k T r i a l s
1 5 . 8 ms e d 3 t e m
Low S a l i e n c e
T a r g e t T r i a l s1 0 . 6 ms e d i t e m
Hi g h S a l i e n c eT a r g e t T r i a l s
7 . 7 r t ~ a e c l i t e m
- ~
6 0
F i g u r e 9 .' Gu i d e d - s e a r c h f o r c o n j u n c t i o n s d e p e n d s o n ! h e s a l i e n c e o f t h e s t i m -
u l i u s e d i n b o t h r e a l a n d s i mu l a t e d d a t a , He r e t h e e f f e c t s e t r e d uc e d s a l i e n c e a r e
s h o w n f o r s i m u l a t e d d a t a . T h i s c o n d i t i o n i s mo d e l e d a f t e r F i g u r e 3 i n Wo l f e , C a v e ,
a n d F r a 4 z e l ( 1 9 8 9 ) .
1 0 2 0 3 0 4 0 5 0
8/3/2019 wolfe 1994
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GUI DED SEARCH 2 . 0 2 2 5
1 4 0 0 -Si mu l a t e d Co nj u nc t i o n Se ar c h
Ef f e ct o f Va r y i n g Di s t r a c t o r Ra t i o
U
t o 1 2 0 0 b l a n k t r i a l s
d T r e d v e n tD r e d 6 0 de g
1 - 1 0 0 0 y e l l o w - g r e e n v e n t
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6 0 00 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0
# o f Re d I t e ms
F i g u r e 1 0 . Va r y i n g t h e r a t i o o f d i f f e r e n t d i s t r a c t o r t y p e s a l t e r ss e a r c h p e r f o r ma n c e i n b o t h r e a l an d s i m u l a t e d d a t a , b e c a u s e mo r eb o t t o m- u p i n f o r m a t i o n i s a v a i l a b l e whee t h e r e a r e o n l y a f e wo f o n e
k i n d o f d i s t r a c t e r ( e . g . , a s m a l l r e d s u b s e t ) . Re s p o n s e t i m e s a r e f o rS e t S i z e 5 6 o n l y . S i m u l a t i o n i s b a s e d o n P o i s s o n an d Wi l k i n s o n ( 1 9 9 2 ) .Se e t h e i r F i g u r e 2 .
d i d , RT f o r t h e l a r g e s t s e t s i z e ( 5 6 ) i s p l o t t e d a g a i n s t t h e
n u mb e r o f r e d d i s t r a d o r i t e ms . Th e p a t t e r n o f r e s u l t s s e e nh e r e i s q u a l i t a t i v e l y s i m i l a r t o t h e p a t t e r n r e p o r t e d b y
P o i s s o n a n d Wi l k i n s o n . T h e l o n g e s t RT s a r e s e e n w h e n
t h e t wo d i s t r a c t e r t y p e s h a v e e q u a l p r o b a b i l i t y . T h e h u -man r e s u l t s a r e s k e w e d t o f a v o r c o l o r s u b s e t s o v e r o r i e n -t a t i o n s u b s e t s . T h a t wo u l d b e a c c o mp l i s h e d i n GS2 b y
h a v i n g t h e a c t i v a t i o n due t o c o l o r b e l a r g e r t h a n t h a t d u e
t o o r i e n t a t i o n .
S e a r c h f o r c o n j u n c t i o n s o f t wo i n s t a n c e s o f a s i n g l e t y p e
o f f e a t u r e a r e g e n e r a l l y i n e f f i c i e n t . T h u s , s e a r c h i s s e r i a l
when t h e t a r g e t i s a z e d a n d g r e e n i t e m among d i s t r k c -
t o r s t h a t a r e ( z ) r e d a n d b l u e a n d ( 2 ) g r e e n a n d b l u e
( W o l f e e t a l . , 1 9 9 0 ) . I n t h e c u r r e n t v e r s i o n o f Gu i d e d
S e a r c h , t h i s i s mo d e l e d b y ma k i n g i t i m p o s s i b l e t o s p e c -
i f y t wo c o l o r s o r t wo o r i e n t a t i o n s f o r s e a r c h a t t h e s a m et i m e . T h e r e a r e a l t e r n a t i v e a c c o u n t s , I t c o u l d b e t h a t i t
i s p o s s i b l e t o g i v e t wo c o l o r s t o p - d o w n a c t i v a t i o n a t t h e
s ame t i m e b u t t h a t a n i t e m t h a t c o n t a i n s r e d a n d g r e e ng e t s n o mo r e a c t i v a t i o n t h a n i t e m s t h a t c o n t a i n e i t h e r r e d
o r g r e e n . A t p r e s e n t t h e d a t a a r e u n c l e a r o n t h i s m a t t e r( Wo l F e , Yu , P r u s z e n s k i , &C a v e , 1 9 8 8 ) . As d i s c u s s e d
a b o v e , s e a r c h e s f o r t wo c o l o r s a r e e f f i c i e n t w h e r e s u b j e c t s
s e a r c h f o r t h e c o l o r o f a wh o l e i t e m c o n j o i n e d w i t h t h ec o l o r o f a c o m p o n e n t d a r t ( e . g . , f i n d t h e r e d h o u s e w i t h
y e l l o w wi n d o ws among r e d h o u s e s w i t h b l u e wi n d o ws a n db l u e h o u s e s w i t h y e l l o w w i n d o w s ) { Wv l f e e t a l . , 1 9 9 4 ) .
I n t e r e s t i n g l y , d a i s d o e s o a t a p p e a r c o wo r k f a r o r i e n t a t i o n .
S e a r c h f o r o r i e n t a t i o n x o r i e n t a t i o n c o n j u n c t i o n s s e e m s
t o b e i n e v i t a b l y i n e f f i c i e n t ( e . g . , s e a r c h f o r a v e r t i c a l t h i n g
w i t h a n o b l i q u e p a r t among h o r i z o n t a l s w i t h o b l i q u e g a i t s
a n d v e r t i c a l s w i t h h o r i z o n t a l p a r t s ) . T h e a b i l i t y t o u s e c a n -
f i g u r a l i n f o r m a t i o n i n c o l o r b u t n o t i n o r i e n t a t i o n i s a n a s -
p e c t o f human d a t a r i o t s i m u l a t e d i n GS2 .
S e r i a l S e a r c h e sCo n j u n c t i o n s e a r c h e s c a n v a r y . E f f i c i e n t s e a r c h e s a n d
s h a l l o w s l o p e s a r e f o u nd when s t r o n g g u i d a n c e i s a v a i l -
a b l e f r o m t h e p a r a l l e l p r o c e s s e s . I n e f f i c i e n t s e a r c h e s a n d
s t e e p s l o p e s a r e f o u nd when g u i d a n c e i s weak o r a b s e n t .
When n o i n f o r m a t i o n f r o m t h e p a r a l l e l p r o c e s s e s c a n b e
u s e d t o d i s t i n g u i s h b e t we e n t a r g e t s a n d d i s t r a c t o r s , t h e r e
i s n o p o s s i b i l i t y o f g u i d e d s e a r c h , a n d s e a r c h b e c ome s
a s e r i a l , s e l f - t e r mi n a t i n g s e a r c h t h r o u gh v i r t u a l l y t h e e n -
t i r e s e t o f i t e m s . ( I n t h e p r e s e n t mode l , s e a r c h b e c ome s
s e r i a l , t h o u gh t h e r e a r e o t h e r a l t e r n a t i v e s ; s e e Hump h r e y s
&M u l l e r , 1 9 9 3 , a n d t h e d i s c u s s i o n o f t h i s m a t t e r e a r l i e r
i n t h i s p a p e r . ) We c a n s i m u l a t e t h i s s e a r c h b y ma k i n g t h e
s i m u l a t e d c o l o r a n d o r i e n t a t i o n o f t h e t a r g e t i d e n t i c a l t o
t h e c o l o r a n d o r i e n t a t i o n o f t h e d i s t r a c t o r s . I n t h i s c a s e ,
t h e r e i s n o g u i d a n c e b a s e d o n b a s i c f e a t u r e i n f o r m a t i o n .
T h e t a r g e t wo u l d h a v e t o b e d e f i n e d b y p r o p e r t i e s n o t
p r o c e s s e d i n p a r a l l e l . I t e m s h a v e d i f f e r e n t a c t i v a t i o n s t i n e
t o t h e r a n do m f l u c t u a t i o n s i n a c t i v a t i o n d i s c u s s e d p r e v i -
o u s l y . A t t e n t i o n i s s t i l l d e p l o y e d f r o m p e a k t o p e a k i n t h e
a c t i v a t i o n map, b u t t h e p e a k s a r e r a n d om . T h e r e s u l t i n g
s e a r c h p r o c e e d s i n t h i s r a n do m f a s h i o n u n t i l a t t e n t i o n
s t u mb l e s o n t h e i t e m l a b e l e d a s t h e t a r g e t i n t h e s i mu l a -
t i o n o r u n t i l t h e s e a r c h i s abandoned . F i g u r e 1 1 A s h o w s
t h e a v e r a g e d r e s u l t s f o r 1 0 r e p e t i t i o n s a n d c omp a r e s t h a t
a v e r a g e t o t h e a v e r a g e d a t a f r o m 1 0 s e a l s u b j e c t s p e r f o r m-
i n g a T v e r s u s L t a s k ( d a t a f r o m Wo l f e &Pokomy , 1 9 9 0 ) .
T h e b ot t o m s e t o f c u r v e s i n f i g u r e 1 1 A s h o w t h e s t a n -d a r d d e v i a t i o n s f o r r e a d a n d s i m u l a t e d d a t a ; F i g u r e 1 1 1 3s h ow s s i m u l a t e d e r r o r r a t e s . T h e s e r e s t s r e v e a l b o t h t h e
s t r e n g t h s a n d t h e l i mi t a t i o n s o f t h e c u r r e n t v e r s i o n o f
Gu i d e d Se a r c h .
S i mu l a t e d RT s h a d 1 5 0 r n s e c a d d e d t o ma t c h t h e meant a r g e t RT s w i t h t h e r e a l RT s . C l e a r l y t h e s i m u l a t e d t a r -
g e t t r i a d s l o p e m a t c h e s t h e human d a t a . B l a n k t r i a l s l o p e sa r e s o m e w h a t s h a l l o w e r i n t h e s i m u l a t i o n . On e p r o b l e mw i t h s t a n d a r d s c r i m s e l f - t e r m i n a t i n g s e a r c h mo d e l s i s a t
l e a s t p a r t i a l l y o v e r c o m e i n t h i s s i m u l a t i o n . I f a s e a r c h w e r et r u l y s e r i a l a n d s e l f - t e r m i n a t i n g , t h e n , f o r a g i v e n s e t s i z e ,
a l l b l a n k t r i a l s e a r c h e s s h o u l d t a k e t h e s a m e t i m e , t h e t u n er e q u i r e d t o e x h a u s t i v e l y e x a m i n e a l l i t e m s . V a r i a r n c e s o f
b l a n k t r i a l RT s s h o u l d b e n e a r z e r o ( Wa r d&Mc C l e l l a n d ,I 9 $ 9 ) . T h i s n o e s n o t h a p p e n i n r e a l s e r i a l s e a r c h e s wh e r eb l a n k t r i a l v a r i a n c e s a r e l a r g e r t h a n t a r g e t t r i o ! v a r i a n c e s .
D o t t e d l i n e s a t t h e b o t t o m o f F i g u r e I I A s h o w t h e s t a n -
d a r d d e v i a t i o n f o r e a c h s e t s i z e , a v e r a g e d o v e r 1 0 r e p e t i -
t i o n s o f t h e s i m u l a t i o n . S o l i d l i n e s s h o w a c t u a l d a t a . F o rt a r g e t t r i a l s ( s o l i d s y m b o l s ) , s i m u l a t e d a n d r e a d s t a n d a r d
d e v i a t i o n s a r e c o m p a r a b l e . T h e y s h o w s i m i l a r i n c r e a s e sw i t h s e t s u e , a l t h o u g h t h e s i mu l a t e d SDs a r e s o m e w h a t
s ma l l e r t h a n t h o s e i n t h e r e a l d a t a . B l a m e t r i a l SDs a r es m a l l e r a n d r i s e mor e s l o w l y w i t h s e t s i z e i n t h e s i mu l a -t i o n t h a n i n t h e r e a l d a t a ( o p e n s y m b o l s ) .
A p o s s i b l e e x p l a n a t i o n c a n b e f o u n d i n a c o mp a r i s o n
o f r e a l a n d s i m u l a t e d RT s a n d e r r o r r a t e s . S i m u l a t e d t a r -
8/3/2019 wolfe 1994
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2 2 6 WOLFE
3 0 0 0 Compa r i n g Ex p e r i me n t a l a n d Si mu l a t e d
S e r i a l ( T L ) S a h5 e r c e s, . o
Open s y mb o l s = b l a n k t r i a l s
2 5 0 0 - Cl o s e d s y mb o l s = t a r g e t t r i a l s
S o l i d l i n e = human d at a pQ,y
Do t t e d t i n t s = s i mu l a t i o nBank t r i a l s
3 0 ee a c t i o n T i me s human d a t a s l o p e : 5 _ 5 ms d i e mmE . a " '
. 0. . . r
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' ~ ~/a r g e t T r i a l s
1 0 0 0 -~, ~ ' '
S
s i mu l a t e d s l o p e : 1 9 . 7 ms ~ t emhuma n d at a s l o p e : 2 0 . 4 e n s c c l ~ i e m
t a nd a r d De v i a t i o ns
. . . . . . . . . . . . . .
, ° . . ~ . . . . . . a . . . . . . . Q . . . . .
0
0 1 0 2 0 3 0 4 0 s e 6 0S e t S i z e
a . 1 0 Si mu l a t e d E r r o r Ra t e s
0. 0 8 -4 )
I V 0 _ 0 6 M s s e s2
O
0 . 0 2F al s e Al a r ms
0 . 0 0
0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 f i 0
Se t Si z e
F i g u r e l I . R e a l a n d s i mu l a t e d r e s u l t s f o r s e r i a l s e a r c h . T a s k f o r h um a n s u b j e c t s i s a
s e a r c h f o r a T 9 n o n e o f f o u r r o t a t i o n s a m o n g , s i m i l a r l y r o t a t e d L s . A 15 0 - m9 e c c o n s t a n th a s b e e n a d d e d Wh e a n n o t a t e d r e s p o n s e t i me s ( R T s ) . Av g RTs a n d s l o p e s a g r e e w e l l .
S t a n d a r d d e v i a t i o n s ( p l o t t e d a t b o t t o m o f p a n e l A) a r e c o mp a r a b l e f o r t a r g e t f i l e t s b u td e a r l y i n c o r r e c t f o r b l a n k t r i a l s . E r r o r r a t e s a m somewha t h i g h e r f o r t h e s i mu l a t i o n ( B )
t h a n f o r t h i s s e t o f s u b j e c t s .
g e t t r i a l RT s a r e v e r y s i mi l a r t o r e a l t a r g e t RT s . T he o n l y
d i f f e r e n c e i s a 1 50 - s e c c o n s t a n t d i f f e r e n c e t h a t i n d i c a t e s
o n l y t h a t t h e c o n s t a n t a d d e d t o RT s i n t h e s i m u l a t i o n wa s
t o o s ma l l b y a b o u t 1 5 0 m s e c . T he s l o p e o f t h e 1 t T x s e t
s i z e f u n c t i o n f o g b l a n k t r i a l si s
s h a l l o we rf o r s i mu l a t e d
t h a n f o r r e a l d a t a , a n d t h e e r r o r r a t e s a r e s o m e w h a tg r e a t e r . T h i s s u g g e s t , t h a t r e a l s u b j e c t s we r e b e i n g mo r e
c a u t i o u s t h a n t h e s i mu l a t i o n . I t i s p o s s i b l e t h a t r e a l s u b -
j e c t s r e v i s i t e d p r e v i o u s l y r e j e c t e d ' s t e m s o n s o me t r i a l s
w h i l e t h e s i m u l a t i o n n e v e r d i d s o . T h i s wo u l d p r o d u c e
t h e l o n g e r r e a l RT s o n b l a n k t r i a l s . I t wo u l d p r o d u c e
g r e a t e r v a r i a b i l i t y i n b l a n k t r i o ! Us, a n d i t wo u l d r e d u c e
t h e e r r o r r a t e . C o n f i r m a t i o n o f t h i s r e c h e c k i n g h y p o t h e -
s i s r e q u i r e s a n e f f e c t i v e me t h o d f o r t r a c k i n g t h e mo ve -
me n t s o f a t t e n t i o n d a r i n g a s i n g l e t r i a l ( K l e i n , 1 9 8 8 ; Wo l f e
& Pakomy . 1 9 9 0 ) . R e c h e c k i n g c o u l d b e i n t r o d u c e d l u t e
Gu i d e d S e a r c h . I n t h e p r e s e n t v e r s i o n , t h e a c t u a t i o n a t
a l o c u s i s s u p p r e s s e d i f a n i t e m i s a t t e n d e d a n d r e j e c t e d -
I n h u m a n s , t h a t s u p p r e s s i o n m u s t d i s s i p a t e o v e r t i m e , a l -
l o w i n g t h e i t e m t o r e g a i n e n o u g h a c t i v a t i o n t o a t t r a c t a t -
t e n t i o n a s e c o n d t i me .
Bl a nk T r i a l s a n d Sp e e d - Ac c u r a c y T r a d e o f f s
T h e s i mu l a t i o n g i v e s u p o n u n s u c c e s s f u l s e a r c h e s w h e n
t h e r e a r e n o a c t i v a t i o n s a b o v e t h e a c t i v a t i o n t h r e s h o l d o r
when t h e s e a r c h h a s g o n e o n t o o l o n g . T he e r r o r r a t e a n d
t h e s l o p e o f b l a n k t r i a l RT x s e t s i z e f u n c t i o n s a r e d e -p e n d e n t o n t h e p o s i t i o n o f t h e a c t i v a t i o n t h r e s h o l d . I f t h e
t h r e s h o l d i s t o o l i b e r a l , e r r o r r a t e s r i s e a n d RT s f a i l . I f
i t i s t o o c o n s e r v a t i v e , RT s r i s e a s e r r o r r a t e s f a i l - a c l a s -
s i c s p e e d - a c c u r a c y t r a d e o f f . T h e a c t i v a t i o n t h r e s h o l d i s
s e t b y a s t a i r c a s e p r o c e d u r e t h a t m a k e s t h e t h r e s h o l d s a f e
l i b e r a l a f t e r s u c c e s s f u l t r i a l s a n d mo r e c o n s e r v a t i v e a f t e r
e r r o r s . The s t a i r c a s e s t e p s i z e d e t e r mi n e s t h e a v e r a g e p o -
s i t i o n o f t h e t h r e s h o l d . T h u s , t h e s i mu l a t i o n w i l l p r o d u c es p e e d - a c c u r a c y t r a d e o f f s when t h e s t a i r c a s e p a r a me t e r i s
8/3/2019 wolfe 1994
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GUI DED SEARCH 2 . 0 2 2 7
s y s t e m a t i c a l l y v a r i e d . T h i s wa s d i s c u s s e d i n e a r l i e r wo r k( C a v e&Wo l f e , 1 9 9 0 ) a n d i s mo r e e x t e n s i v e l y c o n s i d -
e r e d i n Ch i n a n d Wo l f e ( 1 9 9 4 ) .
Th e s i m u l a t i o n r e s u l t s f o r s y s t e m a t i c v a r i a t i o n o f t h es t a i r c a s e p a r a me t e r a r e s h o w n i n F i g u r e 1 z . I n t h i s s i m -
u l a t i o n , t h e s t a i r c a s e p a r a me t e r i s s y s t e m a t i c a l l y v a r i e d
f r o m 2 t o 1 6 . The s e a r c h t a s k i s a c o l o r x o r i e n t a t i o n
c o n j u n c t i o n ( ' I ' , r e d v e r t i c a l ; D, r e d h o r i z o n t a l , g r e e n v e r -
t i c a l ) . As t h e p a r a me t e r i n c r e a s e s , m i s s r a t e s d r o p f r om
3 1 . 2 % t o 4 . 5 %a n d b l a n k t r i a l s l o p e s f o r t h i s s e r i a l s e a r c h
i n c r e a s e f r o m 5 . 5 t o 1 6 . 8 ms ec l i t em w h i l e t a r g e t t r i a l
s l o p e s i n c r e a s e mo r e m o d e s t l y , r i s i n g o n l y f r o m 4 . 0 t o
a p l a t e a u a r o u nd 7 - 8 ms ec l i t e m. F a l s e a l a r m r a t e s a r e n o t
a l t e r e d b y v a r i a t i o n s o f t h i s p a r a me t e r . When Ch u n a n d
Wo l f e ( 1 9 9 4 ) ma n i p u l a t e d t h e p a y o f f s a n d p e n a l t i e s f o r
s p ee d a n d a c c u r a c y o f r e a l s u b j e c t s , a s i m i l a r r e s u l t wa s
o b t a i n e d . Fo r t h e o t h e r r u n s o f t h e s i m u l a t i o n , t h i s p a -
r a me t e r wa s s e t t o 1 4.
[ t i s wo r t h n o t i n g t h a t s i m u l a t e ds l o p e s d o n o t c h a n g e ma r k e d l y f o r p a r a m e t e r s e t t i n g s f r o m
1 0 t o 1 6 , s u g g e s t i n g t h a t t h e p r e c i s e s e t t i n g o f t h i s p a -
r a me t e r i s n o t c r i t i c a l .
p r o d u c e s b o t h o f t h e s e e f f e c t s t h o u g h g o t p e r f e c t l y . T h i s
c a n b e s e e n i n F i g u r e 1 3 .Th e d a t a f o r s e r i a l a n d c o n j u n c t i o n s e a r c h e s a r e b a s e d
o n 1 0 r u n s o f t h e s i m u l a t i o n a n d a r e t h e o v e r a l l e r r o r r a t e sf o r t h e d a t a s h o w n i n F i g u r e s 8 a n d 1 1 , r e s p e c t i v e l y . Th e
d a t a f a r f e a t u r e s e a r c h a r e b as e d o n a s i n g l e 1 , 0 0 0 - t r i a l
r u n . E r r o r r a t e s r i s e w i t h t a s k d i f f i c u l t y , t h ou g h t i e d i f -
f e r e n c e b e t we e n f e a t u r e a n d c o n j u n c t i o n s e a r c h e s i s
g r e a t e r t h a n t h a t s e e n i n r e a l d a t a a n d t h e d i f f e r e n c e b e -
t we e n c o n j u n c t i o n a n d s e r i a l s e a r c h e s i s l e s s t h a n t h a t s e e n
i n r e a l d a t a . E r r o r r a t e s i n c r e a s e w i t h s e t s i z e f o r t h e s e r i a l
s e a r c h b u t o n l y a t t h e l a r g e s t s e t s i z e . Th e y s h o u l d i n -
c r e a s e w i t h s e t s i z e f o r c o n j u n c t i o n s e a r c h b u t d o n o t .
Two p a r a me t e r s g o v er n e r r o r r a t e . One i s t h e a c t i v a -
t i o n t h r e s h o l d t h a t i s a d j u s t e d w i t h e a c h t r i a l . Th e s e c o n d
i s a t u n i n g t h r e s h o l d ( Ha v e I b e e n s e a r c h i n g f o r a n u n -
r e a s o n a b l y t o ng t i m e ? ) . T h i s t h r e s h o l d v a r i e s r a nd oml y
w i t h i n a r a n g e a n d i s n o t a d a p t i v e l y a d j u s t e d i n t h e mode l.
Th e p r o b a b l e c a u s e o f t h e s e d e v i a t i o n s f r o m t h e e x -
p e r i m e n t a l d a t a i s t h e l a c k o f a n i n t e l l i g e n t wa y t o a d j u s t
t h i s p a r a me t e r .
E r r o r s
Th e p a t t e r n o f e r r o r s c h a n g e s w i t h t h e s e a r c h t a s k . I n
a l a r g e d a t a s e t f r o m 3 0 s u b j e c t s , we f o u n d t h a t o v e r a l l
e r r o r r a t e i n c r e a s e d a s RT x s e t s i z e s l o p e s i n c r e a s e d ( t h e
o p p o s i t e o f a s p e e d - a c c u r a c y t r a d e o f f ) . We a l s o f o u n dt h a t e r r o r r a t e b e c a me mo r e d e p e n d e n t o n s e t s i z e a s RT
x s e t s i z e s l o p e s i n c r e a s e d , F o r s i m p l e f e a t u r e s e a r c h e s ,
e r r o r r a t e i s i n d e p e n d e n t o f s e t s i z e . F o r l e s s e f f i c i e n t
s e a r c h e s , e r r o r r a t e r i s e s w i t h s e t s i z e . Th e s i m u l a t i o n r e -
Su mma r y o f S i m u l a t i o n R e s u l t s
W t h a s i n g l e s e t o f p a r a m e t e r s , GS2 c a n r e p r o d u c e a
s u b s t a n t i a l b o d y o f v i s u a l s e a r c h d a t a .
1 . I t d o e s s i m i l e f e a t u r e s e a r c h e s " i n p a r a l l e l . "2 . A s t h e s i m i l a r i t y b e t w e e n t a r g e t a n d d i s t r a c t o r f e a -
t u r e s i n c r e a s e s , t h o s e p a r a l l e l s e a r c h e s d e c r e a s e i n e f f i -
c i e n c y , e v e n t u a l l y b e c o m i n g s e r i a l .
3 . Ti e s i m u l a t i o n s h o w s s e a r c h a s y m m e t r i e s s i m i l a r
t o t h o s e i n t h e r e a l d a t a .
3 2 , Si mu l a t e d Sp e e d - Ac c u r a c y T r a de o f f s
2 8 -
Mi s s Ra t e2 4
2 0
"4 B l a n k T r i a l S l o p e s
~ZiL
1 2
a. - T a r g e t T r i a l S l o p e s
4 1 fa l s e Al a r m Ra t ea . . . . . . D . . . . . . . a . . . . . . . a . . . . . . . D . . . . . . . D . . . . . . . a . . . . . . . 0
0 2 1 0 1 2 1 4 16
Ac t i v a t i o n t h r e s ho l d s t a i r c a s e p a r a me t e r
F i g u r e 1 2 . I n a l l p r e v i o u s i l l u s t r a t i o n s o f t h e s i m u l a t i o n , t h e s t a i r c a s e p a r a m-
e t e r t h a t a f f e c t s u t ~ n r a t e h a s b e e n g e l d f i x e d a t 1 4 . H e r e i t v a r i e s . As t h e p a -
r a me t e r i n c r e a s e s , e r r o r r a t e d e c r e a s e s a i d b l a nk t r i a l s l o p e s ( o n t h i s c o n j u n c -
t i o n t a s k ) i n c r e a s e : a s t a n d a r d s p e e d - a c c u r a c y t r a d e o f f .
8/3/2019 wolfe 1994
http://slidepdf.com/reader/full/wolfe-1994 27/37
2 2 8 WOLFS
E r r o r Ra t e s a s a F u n c t i o n o f S ea r c h T a s k0 . 1 D
p S e r i a l S ea r c h
0 . 0 8
o . , a0 . 0 6 -
p Co n j u n c t i o n S e ar c h
W T: l i e d v en t04DRe d h O r , g r e e n v e n t
d
F ea t u r e S e ar c hT: 2 0 d e g
0 . 0 2 D 4 5 d e p t
c ~ u
0 . 0 04 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0
Se t S i z e
F i g u r e 1 3 . P a t t e r n o f e r e o r r a t e s a s a f u n c t i o n o f s e t s i z e f o r Me r e n t s e a r c h l a c k s . E r r o rr a t e s r i s e a s t a s k d i f f i c u l t y r i s e s . D e p e n d e n c e o f e r r o r r a t e o n s e t s i z e i s s e e n o n l y f o r h a r d e r( s e r i a l ) t a s k s .
4 . Wi t h t w o d i s t r a c t o r s f l a n k i n g t h e t a r g e t ( e . g . , s e a r c h
f o r 1 0 ° a m o n g - 5 0° a n d 5 0 ° ) , s e a r c h i s e f f i c i e n t o n l yi f t h e t a r g e t p o s s e s s e s a u n i q u e c a t e g o r i c a l a t t r i b u t e
( " s t e e p " i n t h e e x a mp l e ) .5 . F o r s a l i e n t s t i m u l i , s i m u l a t e d c o n j u n c t i o n s o f c o l o r
a n d o r i e n t a t i o n p r o d u c e r e l a t i v e l y e f f i c i e n t RT x s e t s u e
f u n c t i o n s a s t o p - d o w n i n f o r m a t i o n a b o u t e a c h f e a t u r e ,
g u i d e s a t t e n k i o n t o t h e c o n j u n c t i o n o f t wo f e a t u r e s .6 . A s i n f e a t u r e s e a r c h e s , e f f i c i e n c y o f s e a r c h i n -
c r e a s e s a s t a r g e t l d i s t r a c t o r s i m i l a r i t y d e c r e a s e s .
7 . V a r i a b i l i t y o f RT s i n t h e s i mu l a t i o n mi r r o r s t h a t
s e e n i n r e a l d a t a f o r c o n j u n c t i o n s e a r c h .8 . I f n o p a r a l l e l g u i d a n c e i s p o s s i b l e , s e a r c h i s s e r i a l
a n d s e l f - t e r m i n a t i n g , w i t h s l o p e s c o mp a r a b l e t o t h o s e f r o mh u m a n s u b j e c t s .
9 . H o w e v e r , t h e v a r i a b i l i t y o f RT s i n s i mu l a t e d s e r i a l
t a s k s i s t o o l o w .1 0 . F o r a l l t h e s e v a r i o u s c a s k s , t h e s i m u l a t i o n u s e s a
s i n g l e s t a i r c a s e p r o c e d u r e t o s e t i t s a c t i v a t i o n t h r e s h o l ds o a s t o p r o d u c e a n a c c e p t a b l e e r r o r r a t e .
1 1 . T h e s t a i r c a s e p a r a m e t e r s c a n b e v a r i e d t o p r o d u c es p e e d - a c c u r a c y t r a d e o f f s .
1 2 . T h e p a t t e r n o f e r r o r r a t e s a c r o s s t a s k s mi r r o r s t h e
p a t t e r n s e e p i c y e x p e r i me n t a l d a t a , t h o u g h i mp e r f e c t l y.
4 . OMI S S I ONS , PROBLEMS, AND
SPECULATI ONS
Ob v i o u s l y , t h e GS2 s i m u l a t i o n i c e s n o t a t t e m p t t o a d -
d r e s s a l l o f t h e v i s u a l s e a r c h l i t e r a t u r e . T h e l a c u n a e f a l l
i n t o t h r e e c a t e g o r i e s : T h e r e a r e s o m e a s p e c t s o f t h e d a t a
t h a t a r e a d d r e s s e d b y t h e g u i d e d s e a r c h mo d e l t h a t w e r es i m p l y o mi t t e d f r o m t h e s i mu l a t i o n . T h e r e a r e p r o b l e ms
w i t h t h e G u i d e d S e a r c h s i m u l a t i o n . R e a l d a t a a n d t h e s i m-
u l a t i o n s i m p l y d o n o t a g r e e o n s o m e p a i n t s . Of c o a r s e ,
i t i s t h e mo d e l a n d n o t t h e d a t a t h a t m u s t i r e c o n s i d e r e d
i n a d e q u a t e i n t h e s e c a s e s . F i n a l l y , t h e r e a r e a n u m b e r o f
t o p i c s t h a t n e i t h e r mo d e l n o r s i m u l a t i o n a d d r e s s . F o r s o m e
o f t h e s e , s p e c u l a t i o n s c a n b e o f f e r e d . Some o f t h e o mi s -s i o n s , p r o b l e ms , a n d s p e c u l a t i o n s a r e c o n s i d e r e d i n t h e
f i n a l s e c t i o n o f t h i s p a p e r .
Omi s s i o n s
P a r t - Wh ol e R e l a t i o n s h i p sAs wa s d i s c u s s e d a b o v e , i t s e e m s i mp o s s i b l e f o r a t t e n -
t i o n t o b e g u i d e d t o a c o n j u n c t i o n o f t wo c o l o r s w h e n t h o s e
t wo c o l o r s a r e t h e c o l o r s o f t w o p a r t s o f a s i n g l e i t e m( Wo l f e e t a l 1 9 9 0 ) . Ho we v e r , w h e n o n e c o l o r i s t h eg e n e r a l c o l o r o f a wh o l e i t e m a n d t h e o t h e r c o l o r i s t h ec o l o r o f a c o n s t i t u e n t p a r t , g u i d e d c o l o r x c o l o r c o n j u n c -t i o n s e a r c h b e c o m e s p o s s i b l e ( W o l f e e t a l . , 1 9 9 A ) . T h i s
s u g g e s t s s o m e p r e a t t e n t i v e s e p a r a t i o n b e t w e e n t h e r e p r e -s e n t a t i o n o f w h o l e p r o p e r t i e s a n d t h e r e p r e s e n t a t i o n o f
t h e i r p a r t s . No e f f o r t wa s m a n e t o s i mu l a t e t h i s .
C o n t i n u o u s S t i mu l i
R e l a t e d t o t h e p r e a t t e n t i v e p r o c e s s i n g o f r e l a t i o n s h i p s
w i t h i n a n i t e m i s t h e p r e a t t e n t i v e a b i l i t y t d d i v i d e t h e i n -
p u t i n t o a s e t o f i t e m s i n t h e f i r s t p l a c e . I n s t a n d a r d l a b o -
r a t o r y v i s u a l s e a r c h t a s k s , t h e i t e ms a r e n e a t l y i s o l a t e d
o n a h o mo g e n e o u s b a c k g r o u n d . Ob v i o u s l y , t h i s i s n o t t h ec a s e i n t h e r e a l wo r d . D o t h e o r i e s l i k e g u i d e d s e a r c h a p -p l y t o t h e r e a l w o r l d o f s p a t i a l l y c o n t i n u o u s s t i m u l i ? We
c r e a t e d s t i mu l i t h a t r e s e mb l e c o n t i n u o u s a e r i a l v i e w s o f
t e r r a i n a n d h a d s u b j e c t s s e a r c h f o r " p o l l u t e d " r i v e r s , b l u e
l a k e s , e t c . Co n j u n c t i o n s e a r c h w i t h t h e s e c o mp l e x s t i m u l i
wa s h i g h l y e f f i c i e n t , r e p l i c a t i n g t h e s t a n d a r d l a b r e s u l t .H o w e v e r , " s e r i a l " s e a r c h e s f o r s t i m u l i l i k e " S - s h a p e d "
r i v e r s e g m e n t s w e r e m u c h l e s s e f f i c i e n t t h a n t h e i r a l r e a d y
i n e f f i c i e n t l a b o r a t o r y c o u n t e r p a r t s ( Wo l f e , 1 9 9 4 ) . T h i ss u g g e s t s t h a t e v e n c l a s s i c s e r i a l s e a r c h e s r e l y o n s o m e p a r -
a l l e l p r e p r o c e s s i n g - t h e p r o c e s s i n g r e q u i r e d t o l o c a t e t h e" i t e m s " t o b e s e r i a l l y s e a r c h e d . T h i s i s n o t d a r t o f t i e
c u r r e n t s i m u l a t i o n . W hat i s n e e d e d i s a m o r e r e a l i s t i c e a r l y
v i s i o n " f r o n t e n d " o f t h e s i mu l a t i o n .
8/3/2019 wolfe 1994
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E f f i c i e n t s e a r c h i n c o n t i n u o u s s t i m u l i i s a c h a l l e n g e f o r
mo d e l s t h a t r e l y o n g r o u p i n g o f s i m i l a r , c o n t i g u o u s d i s -
t r a c t o r s ( R o s s e t a l . , 1 9 9 3 ) b e c a u s e t h e i n t e r v e n i n g c o n -
t i n u o u s b a c k g r o u n d wo u l d i n t e r f e r e w i t h s i m p l e d e f i n i -
t i o n s o f c o n t i g u i t y . T h i s i s n o t t o s a y t h a t a l l t h e b l u e l a k e s
o r y e l l o w r i v e r s m i g h t n o t b e g r o u pe d - o n l y t h a t i t w i l l
r e q u i r e a c l e v e r g r o u p i n g me c h a n i s m t o d o t h e t a s k . GS2
wo u l d d o t h e t a s k w i t h t h e s ame s i m p l e , l o c a t i o n - b a s e d
me c h a n i s ms d e s c r i b e d a b o v e . A l o c a t i o n w i t h " y e l l o w"
a n d " v e r t i c a l " r e m a i n s " y e l l o w" a n d " v e r t i c a l " o n ac o n t i n u o u s b a c k g r o u n d .
Th e Dy n a mi c s o f A c t i v a t i o n
I n t h e s i m u l a t i o n , t o p - d o wn a n d b o t t o m- u p a c t i v a t i o n s
a r e c o mp u t e d o n c e f o r e a c h t r i a l , a n d t h e y r e ma i n c o n -
s t a n t f o r t h e d u r a t i o n o f t h e t r i a l . I n t a s k s i n wh i c h t h e
s t i m u l i a r e a v a i l a b l e u n t i l t h e s u b j e c t s r e s p o n d , t h i s i s u n -
d o u b t e d l y i n c o r r e c t . I t i s mo r e r e a s o n a b l e b u t a l s o mo r e
c o mp u t a t i o n a l l y l a b o r i o u s t o a s s u m e t h a t a c t i v a t i o n s a r e
c o n t i n u o u s l y u p d a t e d . F o r m o s t t a s k s s i m u l a t e d h e r e , t h i si s u n l i k e l y t o b e i m p o r t a n t . Gi v e n s t i m u l i t h a t r e ma i n u n -
c h a n g e d f o r t h e d u r a t i o n o f a t r i a l , c h a n g e s i n t h e a c t i v a -
t i o n s s h o u l d b e l i m i t e d t o n o i s e f l u c t u a t i o n s . U p d a t i n g a c -
t i v a t i o n c o u l d b e i m p o r t a n t i n c a s e s wh e r e i n h i b i t i o n o f
r e t u r n we a r s o f f b e f o r e t h e e n d o f a s e a r c h ( P o s n e r &Co -
h e n , 1 9 8 4 ) . I n t h e s e c a s e s , a t t e n t i o n c o u l d u nk n o wi n g l y
r e v i s i t p r e v i o u s l y r e j e c t e d i t e m s ( s e e d i s c u s s i o n o f s e r i a l
s e a r c h , a b o v e ) . F o r o t h e r t a s k s , s u c h a s t h e s u b s e ts e a r c h e s d e s c r i b e d b e l o w , t h e u p d a t i n g o f a c t i v a t i o n s d u r -
i n g a s i n g l e t r i a l i s a n i m p o r t a n t p a r t o f g u i d a n c e .
Su b s e t S e a r c h e s
I n t h e g u i d e d s e a r c h a r c h i t e c t u r e d e s c r i b e d i n t h e f i r s tp o r t i o n o f t h i s p a p e r , p a r a l l e l f e a t u r e mo d u l e s p a s s i n -
f o r m a t i o n o n l y t o t h e a c t i v a t i o n ma p a n d a r e i n d e p e n d e n t
o f e a c h o t h e r . S u b s e t s e a r c h e s r e v e a l t h a t p a r a l l e l p r o -
c e s s i n g i n o n e f e a t u r e map c a n b e b a s e d o n i n f o r m a t i o n
f r o m a n o t h e r . I n t h e s t a n d a r d s u b s e t s e a r c h c o n d i t i o n , t h e
t a r g e t mi g h t b e a r e d l i n e o f o r i e n t a t i o n x ° a m o n g g r e e n
o f x ° a n d r e d o f y ° . x a n d y h e r e d e n o t e o r i e n t a t i o n s t h a t
c h a n g e r a n d o ml y f r o m t r i a l t o t r i a l . Th e o n l y c o n s t r a i n t
i s a b s ( x - y ) > 3 0 ° . To d e s c r i b e t h e t a s k a n o t h e r w a y ,
s u b j e c t s s e a r c h f o r t h e o d d ma n o u t i n t h e r e d s u b s e t . I f
f e a t u r e maps w e r e e n t i r e l y i n d e p e n d e n t , s u b j e c t s c o u l d
a c t i v a t e a l l r e d i t e m s , b u t t h e c o l o r b l i n d o r i e n t a t i o n p r o -
c e s s c o u l d d o n o t h i n g w h e n f a c e d w i t h a n a r r a y o f h a l f
x ° i t e m s a n d h a l f y ° i t e m s . Th e e x p e c t e d r e s u l t wo u l d b ea s e r i a l s e a r c h t h r o u g h t h e r e d s u b s e t ( i n t h e m a n n e r p r o -
p o s e d f o r s t a n d a r d c o n j u n c t i o n s b y Eg e t h e t a l . , 1 9 8 4 ) .
I n f a c t , i n a v a r i e t y o f t h e s e t a s k s , s u b j e c t s a r e c l e a r l y
n o t p e r f o r m i n g a s e r i a l , s e l f - t e r m i n a t i n g s e a r c h t h r o u g h
t h e r e d s . I n s om e v e r s i o n s , t h e r e i s n o e f f e c t o f s e t s i z e .
I n mo s t c a s e s , t a r g e t a n d b l a n k t r i a l RTs a n d s l o p e s d o
n o t d i f f e r . I t a p p e a r s t h a t i n f o r m a t i o n a b o u t t h e r e d s u b -
s e t b e c o m e s a v a i l a b l e t o t h e o r i e n t a t i o n p r o c e s s o r . As p a r -
a l l e l o r i e n t a t i o n i n f o r m a t i o n i s u p d a t e d , i t b e c o m e s p o s -
s i b l e f o r t h e o r i e n t a t i o n p r o c e s s t o o p e r a t e o n l y o v e r t h e
r e d s u b s e t a n d t o i g n o r e t h e d i s t r a c t o r s o f i r r e l e v a n t c o l o r( F r i e d ma n - H i l l &Wo l f e , 1 9 9 2 , i n p r e s s ) .
S u b s e t s e a r c h r e v e a l s a n a s p e c t o f g u i d a n c e t h a t ma y
b e o f c o n s i d e r a b l e u s e i n r e a l wo r l d s e a r c h e s . F o r e x am -
p l e , i t s h o u l d b e p o s s i b l e t o s e a r c h i n p a r a l l e l f o r s o m e -
t h i n g mo v i n g i n t h e g r e e n g r a s s a n d n o t b e d i s t u r b e d b y
o t h e r t h i n g s mo v i n g i n t h e b l u e s k y .
T h i s t w o - s t e p p r o c e s s ( g e t t h e r e d i t e m s i n t o s o m e s o r t
o f g r o u p , t h e n d o o r i e n t a t i o n ) i s a s t a p l e o f a n u m b e r o f
mo d e l s o f s t a n d a r d c o n j u n c t i o n s e a r c h ( e . g . , R o s s e t a l . ,
1 9 9 3 ) . T h i s ma n d at o r y g r o u p i n g i s p r o b a b l y n o t r e q u i r e d
f o r c o n j u n c t i o n s e a r c h . We c a n c o mp a r e t h e r e s u l t s o fs t a n d a r d c o n j u n c t i o n d a t a w i t h o u r s u b s e t s e a r c h d a t a
wh e r e t h e s u b j e c t s a r e f o r c e d t o g e t t h e r e d i t e m s f i r s t .
Th e p a t t e r n o f RT s i s q u i t e d i f f e r e n t i n t h e t wo c a s e s . S t a n -
d a r d c o n j u n c t i o n s e a r c h p r o d u c e s t w i c e t h e s l o p e o n b l a n k
t r i a l s a s o n t a r g e t t r i a l s a n d l o n g e r b l a n k RT s t h a n t a r g e tRT s a t a l l s e t s i z e s . S u b s e t s e a r c h e s p r o d u c e b l a n k a n d
t a r g e t RTs t h a t a r e a p p r o x i m a t e l y t h e s ame a s o n e a n o t h e r .
A d d i t i o n a l l y , s u b s e t s e a r c h RT s a r e 1 5 0 - 2 0 0 mse c s l o w e r
o n t a r g e t t r i a l s t h a n s t a n d a r d c o n j u n c t i o n s e a r c h RTs -
r e f l e c f i n g , we a s s u m e , t h e t i m e r e q u i r e d t o s e l e c t t h e r e d
i t e m s a n d r e s u b m i t t h em f o r o r i e n t a t i o n p r o c e s s i n g .
P r e a t t e n t i v e D e t a i l sAn o t h e r s u b s t a n t i a l o m i s s i o n i n t h e c u r r e n t s i m u l a t i o n
h a s b e e n me n t i o n e d p r e v i o u s l y . Th e t r u e p e r f o r ma n c e o f
a r e a l o r s i m u l a t e d g u i d e d s e a r c h me c h a n i s m w i l l b e d e -
p e n d e n t o n t h e p r o p e r t i e s o f t h e i n i t i a l p r o c e s s i n g o f b a s i c
v i s u a l p r o p e r t i e s s u c h a s c o l o r , o r i e n t a t i o n , a n d s o f o r t h .
T h u s , i t w i l l m a k e a d i f f e r e n c e i f t h e " s i g n a l " p r o d u c e d
b y a r e d s t i m u l u s i s , f o r s o m e r e a s o n ,b i g g e r t h a n t h e s i g -
n a l p r o du c e d b y a b l u e s t i m u l u s , a n d i t w i l l m a k e a d i f -
f e r e n c e i f o r i e n t a t i o n c h a n n e l s h a v e a 1 0 ° o r 2 0 ° b a n d -
w i d t h , a n d s o o n . C o r r e c t i o n o f t h i s o m i s s i o n a wa i t s mo r e
d a t a .
Re g i o n a l V a r i a t i o nA l l e l s e b e i n g e q u a l , RT s a r e f a s t e r a n d e r r o r r a t e s a r e
l o we r f o r t a r g e t s p r e s e n t e d n e a r f i x a t i o n ( C h e a t &L y o n ,
1 9 8 9 ; C h u n &Wo l f e , 1 9 9 4 ; E f r o n , Y u n d , &N i c h o l s ,
1 9 8 7 ; S e k u l e r &B a l l , 1 9 8 6 ) a n d a l s o f o r t a r g e t s i n t h e
r i g h t v i s u a l f i e l d ( Y u n d , E f r o n , &N i c h o l s , 1 9 9 0 ) . T h i s
c o u l d b e mo d e l e d i n a n u m b e r o f w a y s . F o r i n s t a n c e , t h e r e
c o u l d b e a d i f f e r e n c e i n b a s e l i n e l e v e l s o f a c t i v a t i o n b i -
a s i n g mo v e me n t s o f a t t e n t i o n t o w a r d s o m e l o c a t i o n s . A l -t e r n a t i v e l y , t h e r e c o u l d b e d i f f e r e n c e s i n b o t t o m - u p o r t o p -
d o w n p r o c e s s i n g d e p e n d i n g o n l o c a t i o n . ( N o t e t h a t a c -
c o r d i n g t o E f r o n e t a l . , 1 9 8 7 , t h e r e i s a s e x d i f f e r e n c e
i n r e g i o n a l v a r i a t i o n . )
Mo s t i n t e r e s t i n g l y , t h e r e i s e v i d e n c e t h a t t h e a t t e n t i o n a l
v i s u a l f i e l d i s n o t t h e s ame a s t h e c l a s s i c a l v i s u a l f i e l d
( B a l l , R o e n k e r , &B r u n i , 1 9 9 0 ) a n d t h a t c o g n i t i v e l o a d
a n d f a c t o r s s u c h a s a g e c a n c h a n g e t h e a b i l i t y t o a t t e n d
t o l o c i a w a y f r o m f i x a t i o n ( B a l l , B e a r d , R o e n k e r , M i l l e r ,
8/3/2019 wolfe 1994
http://slidepdf.com/reader/full/wolfe-1994 29/37
2 3 4 Wa F , F E
&C r i g g s , 1 4 8 8 ; B a l l , Ow s l e y , 3 l o a n e , R c e n k e r , &B r u n i ,
1 9 9 3 ; B a l l e t a l . , 1 9 9 0 ; G r a v e s e t a 1 . , 1 9 9 3 ; S e k u l e r &S e l l , I 9 8 6 ) .
S r i e i l v P r e s e n t e d S t i m u l iI n t h e v i s u a l s e a r c h p a r a d i g m s i mu l a t e d h e r e , s t i mu l i
a r e v i s i b l e u n t i l t i e s u b j e c t r e s p o n d s . I n m a n y v i s u a l .
s e a r c h e x p e r i me n t s , s t i mu l i a r e p r e s e n t e d b r i e f l y ( e . g . ,
B e r g e n & u l e s z , 1 9 8 3 ; K r o s e &J u l e s 2 , 1 9 8 9 ; 5 a g i &
J u I e s z , 1 9 8 5 a , 1 9 8 5 b ) . T h i s m e t h o d h a s v a r i o u s a d v a n -
t a g e s . F o r i n s t a n c e , i t r i t e s o p t s y s t e ma t i c e y e mo v e me n t s .
T h e d e p e n d e n t m e a s u r e i n t h e s e e x p e r i me n t s i s p e r c e n tc o r r e c t , r a t h e r t h a n RT . E a s y s e a r c h e s p r o d u c e h i g h p e r -
c e n t c o r r e c t a t a l l s e t s i z e s , w h e r e a s l e s s e f f i c i e n t s e a r c h e s
p r o d u c e h i g h p e r c e n t c o r r e c t o n l y a t l o w s e t s i z e s . T h eG5 2 s i m u l a t i o n c a n i r e e a s i l y m o d i f i e d t o s i m u l a t e t h e b r i e f
p r e s e n t a t i o n p a r a d i g m . A s s u me I S p m s e c o f p r o c e s s i n gt i m e . A t t h i s SOA, Gu i d e d S e a r c h p r o p o s e s t h a t t h e s u b -
j e c t w i l l b e a b l e t o e x a mi n e a b o u t t h r e e i t e m s . T o s i m u -l a t e t h i s p a r a d i g m , t h e s i m u l a t i o n g e t s a " h i t " i f i t f i n d st h e t a r g e t a m o n g t h e t h r e e h i g h e s t a c t i v a t i o n s . O t h e r w i s e ,i t g u e s s e s w i t h t h e r a t i o o f " n o " t o " y e s " g u e s s e s d r i v e nb y t h e g u e s s i n g p a r a m e t e r t h a t o t h e r w i s e d r i v e s s e a r c h t e r -
mi n a t i o n . ( I . e . , i f y o u r e r r o r r a t e i s l o w , g u e s s " n o " b e -c a u s e y o u a r e g e t t i n g a l l t h e y e s s e s w i t h o u t g u e s s i n g . I f
t h e e r r o r r a t e i s h i g h , g u e s s " y e s " h a l f t h e t u n e a n d " n o "h a l f t h e t i m e . ) F i g u r e 1 4 s h o w s r e s u l t s f o r a s i m u l a t i o no f t h i s s o r t o f f e a t u r e , c o n j u n c t i o n , a n d s e r i a l s e a r c h e s .
T h e r e s u l t s a r e c o m p a r a b l e t o t h o s e o b t a i n e d f r o m h u -
ma n s u b j e c t s . F e a t u r e s e a r c h c a n b e d o n e i n a f l a s h . C o n -j u n c t i o n s e a r c h i s a c c u r a t e a t t o w s e t s i z e s a n d f a l l s a s
s e t s i z e i n c r e a s e s . S e r i a l s e a r c h i s h a r d e r s t i l l .
P r o b l e ms
A l t h o u g h t h e s i mu l a t i o n p r o d u c e s a f a i r l y f a i t h f u l
r e p r o d u c t i o n o f t h e r e s u l t s o f ma n y h u m a n v i s u a l s e a r c ht a s k s , t h e r e a r e p o i n t s o f d i s a g r e e me n t b e t w e e n t h e s i m -
u l a t i o n a n d t h e r e a l d a t a . S o m e o f t h e s e a r e q u a n t i t a t i v e .F o r e x a m p l e , t h e m o d e l p r o d u c e s s e a r c h a s y mme t r i e s ,
b u t t h e ma g n i t u d e s o f t h o s e a s y m me t r i e s o f t e n d i f f e r s i g -
n i f i c a n t l y f r o m t h e d a t a . M a n y o f t h e s e q u a n t i t a t i v e d i f -
f e r e n c e s a r e , n o d o u b t , d u e t o t h e u n r e a l n a t u r e o f t h e
f e a t u r e m a p s . I f t h e a n a l y s i s o f b a s i c f e a t u r e s i s u n r e a l i s -
t i c , t h e p r e c i s e o u t p u t o f t h e s i mu l a t i o n w i l l b e i n c o r r e c t .
T h e ma r e s e r i o u s e r r o r s a r e t h o s e t h a t a r e q u a l i t a t i v e ,
b e c a u s e t h e s e s u g g e s t e r r o r s i n t h e g e n e r a l f o r m o f t h e
m o d e l . Two a r e d i s c u s s e d h e r e .
E r r o r Ra t e s
A s n a k e d a t t h e e n d o f P a n t 3 , t h e p a t t e r n s o f e r r o r r a t e
a n d d i s t r i b u t i o n a s a f u n c t i o n o f s e a r c h t a s k a r e r a t a s
c l o s e t o t h e h u m a n d a t a a s o n e wo u l d d e s i r e . T h e p r o b a -b l e c a u s e i s t h e f a i l u r e t o a d a p t i v e l y a d j u s t t h e t i mi n g p a -r a m e t e r t h a t c a u s e s s o m e l o n g t r i a l s t o b e a b a n d o n e d e a r l y .
V a r i a b i l i t y
A s Wa r d a n d M c C l e l l a n d ( 1 9 8 9 ) a n d o t h e r s h a v e n o t e d ,
a n y m o d e l t h a t p r o p o s e s a s e r i a l s e l f - t e r mi n a t i n g s e a r c h
f o r c e r t a i n v i s u a l s e a r c h t a s k s r u n s i n t o d i f f i c u l t i e s w i t h
t h e v a r i a b i l i t y o f t h e e x p e r i m e n t a l d a t a . T h e s e mo d e l s
p r e d i c t l e s s v a r i a b i l i t y o n b l a nk t r i a l s t h a n o n t a r g e t t r i a l s
wh i l e t h e d a t a t e n d t o s h o w t h e o p p o s i t e . T h i s wa s a f a i l -
i n g o f t h e o r i g i n a l v e r s i o n o f g u i d e d s e a r c h . I t i s s u b s t a n -
t i a l l y b u t n o t c o mp l e t e l y a m e l i o r a t e d i n GS2 . F o r c o n -
j u n c t i o n s e a r c h e s , t h e s i m u l a t i o n n o w p r o d u c e s g r e a t e r
S i mu l a t i o n o f V i s u a l S e a r c h w i t h B r i e f l y P r e s e n t e d S t i m u l i
1 0 0
9 0
V
d
8 0d
U
c7 0
v
` ma
s o
s e r i a l s e a r ch-5 0 f
0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 p 6 9
s e t s i z e
F i g u r e 1 4 . S i mu l a t e d r e s u l t s o f s e a r c h f o r b r i e f l y p r e s e n t e d s t i mu l i . He r e t h e
d e p e nd e n t me a s u r e i s p e r c e n t c o r r e c t a s a f u n c t i o n o f s e t s i z e . W t h a I 5 0 - c o s e c
d u r a t i o n , t h e s i m u l a t i o n s h o w s n o d e c l i n e i n p e r c e n t c o r r e c t i n a ` p a r a I I e l ^ t a s k ,
s o m e d e c l i n e i n a " g u i d e d " ( c o n j u n c t i o n ) t a s k , a n d mo r e d e c l i n e i n a s e r i a l ( T v e t ' s e v s
L ) t a s k .
f e a t u r e s e a r c h
8/3/2019 wolfe 1994
http://slidepdf.com/reader/full/wolfe-1994 30/37
GUI DED SEARCH 2 . 0 2 3 1
v a r i a b i l i t y o n t h e b l a n k t r i a l s . Ho we v e r , a s d i s c u s s e da b o v e , p u r e s e r i a l , s e l f - t e r m i n a t i n g s e a r c h e s s t i l l p r o d u c et o o l i t t l e b l a n k t r i a l v a r i a b i l i t y ,
T h e r e a r e a t l e a s t t h r e e s o u r c e s o f v a r i a b i l i t y i n t h e e x -
p e r i m e n t a l d a t a t h a t a r e n o t i n c o r p o r a t e d i n f o t h e c u r r e n ts i m u l a t i o n . F i r s t , t h e s i m u l a t i o n a s s u m e s t h a t s u b j e c t s c a np e r f e c t l y m o n i t o r t h e p r o g r e s s o f t h e i r s e a r c h e s . T h a t i s ,
t h e s i m u l a t i o n n e v e r r e c h e c k s a n i t e m o n c e i t h a s b e e nr e j e c t e d . T h i s i s p r o b a b l y i n c o r r e c t . S e c o n d , t h e s i m u l a -t i o n f i x e s p a r a m e t e r s t h a t p r o b a b l y v a r y i n r e a l e x p e r i -m e n t s . F o r e x a m p l e , i n t h e s t a i r c a s e t h a t s e t s t h e a c t i v a -t i o n t h r e s h o l d f o r t e r m i n a t i o n o f b l a n k t r i a l s , t h e s i z e o ft h e s t e p s i s f i x e d . I n r e a l e x p e r i m e n t s , t h e s e p a r a m e t e r sa n d , t h u s , t h e RT s f o r b l a n k t r i a l s may v a r y d u r i n g a ne x p e r i m e n t a l s e s s i o n . T h i r d , t h e s i m u l a t i o n t r e a t s a l l l o -c a t i o n s i n t h e v i s u a l f i e l d a s e q u a l . S p a t i a l v a r i a b i l i t ywo u l d l e a d t o i n c r e a s e d t e m p o r a l v a r i a b i l i t y . E a c h o f t h e s es o u r c e s o f v a r i a b i l i t y w i l l h a v e t h e i r p r i m a r y i m p a c t o n
b l a n k t r i a l RTs a n d w i l l , t h u s , r a i s e b l a n k t r i a l RT v a r i -a b i l i t y mo r e t h a n t a r g e t t r i a l v a r i a b i l i t y . As w i t h t h e a c -c o u n t o f e r r o r r a t e s , t h i s a c c o u n t may s e e m p l a u s i b l e , b u ta r e a l t e s t w i l l h a v e t o w a i t u n t i l i i i s s i m u l a t e d .
S p e c u l a t i o n s
F i n a l l y , t h e r e a r e s o me p h e n o me n a o f v i s u a l s e a r c h t h a tn e e d t o b e e x p l a i n e d i n a n y c o m p l e t e m o d e l o f s e a r c h b u ta b o u t w h i c h G u i d e d S e a r c h c a n o n l y s p e c u l a t e a t t h i s p o i n t .
I l l u s o r y C o n j u n c t i o n sT h e p h e n o me n o n o f i l l u s o r y c o n j u n c t i o n c e r t a i n l y s e e m s
l i k e o n e t h a t o u g h t t o b e u s e f u l i n c o n s t r a i n i n g m o d e l so f v i s u a l s e a r c h _ I l l u s o r y c o n j u n c t i o n s o c c u r m o s t r e a d i l yw h e n a n a r r a y o f s t i m u l i i s p r e s e n t e d b r i e f l y a n d t h e s u b -j e c t i s a s k e d t o s t a t e i f a p a r t i c u l a r c o n j u n c t i o n wa s i n t h ed i s p l a y . S u b j e c t s w i l l o f t e n r e p o r t t h e p r e s e n c e o f , s a y ,a n o n e x i s t e n t r e d s q u a r e i f " r e d " a n d " s q u a r e " a r ep r e s e n t a t s e p a r a t e l o c a t i o n s i n t h e d i s p l a y ( T r e i s m a n &S c h m i d t , 1 9 8 2 ) . T h i s h a s s o m e t i m e s b e e n c o n s i d e r e d a se v i d e n c e t h a t b a s i c f e a t u r e s a r e f r e e f l o a t i n g p r i o r t o t h ea p p l i c a t i o n o f a t t e n t i o n , b u t s u b s e q u e n t r e s e a r c h s u g g e s t st h a t t h i s may b e so mewh a t o f a n o v e r s t a t e me n t ( Co h e n&I v r y , 1 9 $ 9 ) . C e r t a i n l y g u i d e d s e a r c h c a n n o t a s s u m ef r e e - M o o t i n g f e a t u r e s i n p r e a t t e n t i v e v i s i o n . I f t h e c o m-b i n a t i o n o f i n f o r m a t i o n f r o m d i f f e r e n t f e a t u r e m a p s p r o -d u c e s g u i d e d s c a r e f o r c o n j u n c t i o n s , i t f o l l o w s t h a t t h o s ef e a t u r e map s
m u s t h a v e p r e a t t e n t i v e l y a v a i l a b l e i n f o r m a -t i o n a b o u t s p a t i a l l o c a t i o n .
Two o b s e r v a t i o n s make i l l u s o r y c o n j u n c t i o n s d i f f i c u l tt o f i t i n t o a g e n e r a l mod e l o f s e a r c h , F i r s t , t h e y a r e mo s t
r e l i a b l y p r o d u c ed wi t h b r i e f s t i m u l i , me a n i n g t h a t t h e ya r e r a r e l y " s e e n " ( o r , a t l e a s t , r e p o r t e d ) u n t i l a f t e r t h es t i m u l u s i s g o n e ( t h o u g h s e e T r e i s ma n &Sc h mi d t , 1 98 2 ,f o r a d i s c u s s i o n o f t h i s p o i n t ) . S e c o n d , i t i s p o s s i b l e t og e t i l l u s o r y c o n j u n c t i o n s o f e n t i t i e s t h a t d o n o t l o o k l i k eb a s i c f e a t u r e s ( F an g & Wu , 1 9 8 9 ; I n t r a u b , 1 9 8 5 :
P r i n z m e t a l & K e y s a r . 1 9 8 9 : T r e i s ma n &S o u t h e r , 1 9 8 6 ;
V i z z i &E g e t h , 1 9 8 4 ) . T h e s e o b s e r v a t i o n s s u g g e s t ( 1 ) t h a ti l l u s o r y c o n j u n c t i o n s may b e a f a m i l y o f e f f e c t s i n v o l v -
i n g e r r o n e o u s c o m b i n a t i o n o f d i f f e r e n t s o r t s o f i n f o r m a -t i o n , a n d ( 2 ) t h a t t h e s e e r r o r s may r e q u i r e a d e g r a d e d r e p -
r e s e n t a t i o n o f t h e i n p u t .
On c e t h e s t i m u l u s h a s b e e n r e mo v e d , t h e i n t e r n a l r e p -
r e s e n t a t i o n o f t h a t s t i m u l u s mus t b e g i n t o d e c a y P e r h a p si l l u s o r y c o n j u n c t i o n s a r e a p r o d u c t o f t h a t d e c a y . Wh i l e
f e a t u r e i n f o r m a t i o n may b e r e g i s t e r e d i n a s p a t i a l l y o r -
g a n i z e d map , t i e q u a l i t y o f t h e s p a t i a l i n f o r m a t i o n may
d e g r a d e a f t e r f l o e s t i m u l u s v a n i s h e s . T h u s , a f t e r a f e w mo -
m e n t s , i f q u e r i e d a b o u t t h e p r e s en c e o f a r e d s q u a r e , a t -
t e n t i o n may f i n d r e d n e s s an d s q u a r e n e s s i n s i m i l a r l o c a -
t i o n s a n d may c o n s t r u c t a r e d s q u a r e t h a t wa s n o t
o r i g i n a l l y p r e s e n t . Su c h a n a c c o u n t wo r l d s e e m t o p r e d i c t
t h a t i l l u s o r y c o n j u n c t i o n s s h o u l d b e mo r e c ommon b e -
t we e n f e a t u r e s t h a t a r e n e a r n e i g h b o r s i n t h e d i s p l a y . T h i s
i s s ome t i me s t h e c a s e , b u t c e r t a i n l y n o t a l wa y s ( Co h e n
& I v r y , 1 9 8 9 ) . I t i s n o t a s e r i o u s p r o b l e m Th e d e g r a d -
i n g o f i n f o r m a t i o n a f t e r s t i m u l u s o f f s e t c an p r o v i d e s e v -
e r a l me c h a n i sms f o r i l l u s o r y c o n j u n c t i o n . F o r i n s t a n c e ,t h e s t i m u l i w i l l a c t i v a t e i n t e r n a l r e p r e s e n t a t i o n s o f t h e i r
" t y p e s " . " r e d , " " s q u a r e , " " t i l t e d , " e t c . T h e s e t y p e s
h a v e a n e x i s t e n c e s e p a r a t e f r o m t h e s p e c i f i c " t o k e n s " t h a t
e l i c i t t h em ( K a n w i s h e r &D r i v e r , 2 9 9 2 ; K an wi s h e r &P o t -
t e r , 1 9 8 9 , 1 9 9 ( ) ) . A f t e r t h e s t i m u l u s i s g o n e , t h e s p a t i a l
r e f e r e n t s o f t y p e s c o u l d b e c ome c o n f u s e d , a l l o w i n g " f e d "
a n d " s q u ar e " t o b e c ome a t t a c h e d t o a s i n g l e l o c a t i o nw h e n , i n t h e a c t u a l d i s p l a y , t h e y we r e e l i c i t e d b y q u i t e
d i f f e r e n t i t e m s ( s e e K an wi s h e r , 1 9 9 1 , f o r s i m i l a r i d e a s
i n a s o mew h a t d i f f e r e n t f r a me wo r k . ) .
D e n s i t y E f f e c t sR e g a r d i n g a p o s s i b l y r e l a t e d m a t t e r ,
C o h e n an d T v r y( 1 9 9 1 ) r e p o r t t h a t e f f i c i e n t s e a r c h f o r c o n j u n c t i o n s o c c u r so n l y w h e n i t e m s a r e w i d e l y s p a c e d a n d n o t w h e n t h e y a r emo r e d e n s e l y p a c k e d . T h e y p r o p o s e c o a r s e a n d f i n e -g r a i n e d f e a t u r e i n t e g r a t i o n p r o c e s s e s t o a c c o u n t f o r t h e
d a t a . I n t h e c o n t e x t o f g u i d e d s e a r c h , o n e c o u l d s p e c u -l a t e t h a t t h e " h i l l " o f a c t i v a t i o n p r o d u c e d b y e a c h i t e mi n e a c h f e a t u r e map h a s s o m e g i r t h a s w e l l a s s o m e h e i g h t .
T h u s , i f s t i m u l i w e r e t i g h t l y p a c k e d , t h e " b l u e " h i l l f r o ma b l u e " O" c o u l d o v e r l a y w i t h t h e " X" h i l l f r o m a y e l -
l o w " X . " T h i s c o u l d d i s r u p t g u i d a n c e a c r d c o u l d l e a d t oi l l u s o r y c o n j u n c t i o n s a s d i s c u s s e d a b o v e . I f s t i m u l i w e r ef a r t h e r a p a r t , t h e r e w o u l d b e f e w e r o p p o r t u n i t i e s f o r o v e r -l a p o f t h e r e p r e s e n t a t i o n s . We a r e p r e s e n t l y a t t e m p t i n g
t o s t u d y t h i s m a t t e r b u t h a v e f o u n di t
d i f f i c u l t t o r e p l i c a t et h e b a s i c C o h e n a n d I v r y r e s u l t s . Wi t h r a t h e r s i m i l a r s t i m -u l i , o u r s u b j e c t s s t u b b o r n l y c o n t i n u e t o p r o d u c e e f f i c i e n t
c o n j u n c t i o n s e a r c h e s e v e n f o r d e n s e l y h a c k e d s t i m u l i .Nak ay ama a n d h i s c o l l e a g u e s h a v e r e p o r t e d a n o t h e r
d e n s i t y e f f e c t ( B r a v o &N a k a y a m a , 1 9 9 2 : M a l j k o v i c &N a k a y a m a , 1 9 9 2 ) . When a s u b j e c t n e e d s t o r e p o r t o n t h ef a r m o f a n i t e m i d e n t i f i e d b y a u n i q u e c o l o r , a s t r o n gd e n s i t y e f f e c t m a k e s t h e t a s k e a s i e r w i t h ( a n g e r s e t s i z e sw h e n t h e t a r g e t c o l o r i s u n p r e d i c t a b l e ( b o t t o m - u p i n f o r -m a t i o n o n l y ) , T h e d e n s i t y e f f e c t d e c r e a s e s a n d d i s a p p e a r sa s t a r g e t c o l o r p r e d i c t a b i l i t y i n c r e a s e s ( a d d i n g t o p - d o w ni n f o r m a t i o n ) .
8/3/2019 wolfe 1994
http://slidepdf.com/reader/full/wolfe-1994 31/37
2 3 2 WOLFS
Ar e A l l F e a t u r e Maps C r e a t e d Eq u a l ?I n mos t mo d e l s o f t h e p a r a l l e l , p r e a t t e n t i v e s t a g e , p r o -
c e s s i n g i s a s s um e d t o o c c u r i n a s i m i l a r f a s h i o n f o r d i f -
f e r e n t f e a t u r e s . T h u s , f o r i n s t a n c e , i n t h e a b s e n c e o f e v i -
d e n c e o n e wa y o r t h e o t h e r , we a s s um e t h a t t o p - d o wnp r o c e s s i n g i s c a t e g o r i c a l f o r a l l f e a t u r e s b e c a u s e i t i s c a t -
e g o r i c a l f o r o r i e n t a t i o n ( a n d , p r o b a b l y , f o r c o l o r a n d s i z e ) .
Ho we v e r , t h e r e a r e s am e i n d i c a t i o n s t h a t d i f f e r e n t f e a -
t u r e s may b e p r o c e s s e d i n q u a l i t a t i v e l y d i f f e r e n t wa y s .
F o r e x a mp l e , N o t h d u r f t ( 1 9 9 1 b ) h a s d o n e a s e r i e s o f e x -
p c r i me n t s i n wh i c h s u b j e c t s v i e w a f i e l d o f l i n e s e g me n t s
o f o n e o r i e n t a t i o n . I f t h r e e s e g me n t s a r e r o t a t e d t o a d i f -
f e r e n t o r i e n t a t i o n , t h e y a r e i mme d i a t e l y s e e n a s t h e v e r -
t i c e s o f a t r i a n g l e , a n d s u b j e c t s c a n d e t e r mi n e t h e o r i e n -
t a t i o n o f t h i s v i r t u a l t r i a n g l e i n a b r i e f e x p o s u r e _ T h e
v e r t i c e s o f t h e t r i a n g l e c a n b e t h r e e l i n e s o f t h e same o r i e n -
t a t i o n o r t h r e e l i n e s o f d i f f e r e n t o r i e n t a t i o n s . T h e c o n -
t r a s t w i t h t h e b a c k g r o u n d c r e a t e s t h e t r i a n g l e . We h a v e
r e p l i c a t e d t h i s r e s u l t ( Ch u n e t a l . . 1 9 9 2 ; Wo l f e e t a l . ,
1 9 9 3 ) . Ho we v e r , w h e n we t r i e d t h e s am e e x p e r i me n t w i t h
c o l o r r a t h e r t h a n o r i e n t a t i o n , we f o u n d t h a t t h r e e i t e ms
o f o n e c o l o r o n a b a c k g r o u n d o f a n o t h e r c o l o r ma d e a
mo r e e a s i l y p e r c e i v e d t r i a n g l e t h a n a i d t h r e e i t e m s , e a c h
o f a u n i q u e c o l o r . T i r e c o s t o f c o l o r h e t e r o g e n e i t y i n t h i s
t a s k s u g g e s t s , t h o u gh i t d o e s n o t p r o v e , t h a t t h e p r e s t t e n -
t i v e r e p r e s e n t a t i o n o f c o l o r ma y b e d i f f e r e n t f r o m t h e
p r e a t t e n t i v e r e p r e s e n t a t i o n o f o r i e n t a t i o n . S p e c i f i c a l l y ,
" r e d , " " g r e e n , " a n d " b l u e" ma y h a v e s e m i - i n d e p e n d e n t
r e p r e s e n t a t i o n s i n a wa y t h a t " v e r t i c a l , " " h o r i z o n t a l , "
a n d " o b l i q ue " d o n o t . N o t h d u r f t ( 1 9 9 3 b ) h a s r e c e n t l y r e -
p o r t e d s i m i l a r r e s u l t s .
D e t e c t i o n V e r s u s I d e n t i f i c a t i o n
B e c a u s e a l l r e s p o n s e s i n Gu i d e d S e a r c h a r e made a f t e r
a t t e n t i o n f i n d s t h e t a r g e t i t e m , t h e mo d e l , i n i t s p r e s e n t
f o r m , mak e s n o p r o v i s i o n f o r r e s p o n s e s b a s e d d i r e c t l y
o n t h e c o n t e n t s o f p r e a t t e m i v e f e a t u r e maps . S u c h r e -
s p o n s e s a r e c e r t a i n l y i m p l i c i t i f n o t e x p l i c i t i n mo d e l s t h a t
t a l k a b o u t p a r a l l e l s e a r c h e s a n d s e r i a l s e a r c h e s a s t wo
q u a l i t a t i v e l y d i f f e r e n t t y p e s o f s e a r c h . I n Gu i d e d S e a r c h ,
t h e r e a r e n o " p a r a l l e l " s e a r c h e s i n t h i s s e n s e . A s e a r c h
t h a t p r o d u c e s RT x s e t s i z e s l o p e s n e a r z e r o i s a s e a r c h
i n wh i c h t h e a c t i v a t i o n o f t h e t a r g e t i t e m i s h i g h e r t h a n
t h a t o f a n y d i s t r a c t e r s a n a l b o r n e a r l y a l l t r i a t s . As a r e -
s u l t , a t t e n t i o n g o e s d i r e c t l y t o t h e t a r g e t l o c a t i o n . Some
o f t h e mo r e i n t e r e s t i n g e v i d e n c e i n f a v o r o f t wo d i f f e r e n ts e a r c h m e c h a n i s m s c om e s f r o m e v i d e n c e t h a t i t i s p o s s i -
b l e t o d e t e c t a t a r g e t w i t h o u t k n o wi n g w h a t o r p e r h a p s
wh e r e i t i s ( $ u n d e s e n , 1 9 9 1 ; S a g a & u l e s z , 1 9 8 5 b ) . As
w i t h i l l u s o r y c o n j u n c t i o n s , t h e s e e f f e c t s a r e m o s t c o m -
mo n l y f o u n d w i t h s t i m u l i t h a t a r e p r e s e n t e d o n l y b r i e f l y .
We ma y s p e c u l a t e d r a t t h e y o c c u r wh e n t h e t a r g e t a c t i v a -
t i o n i n t h e a c t i v a t i o n r e a p i s l a r g e e n o u g h t o a l mo s t c e r -
t a i n l y s i g n a l t h e p r e s e n c e o f a t a r g e t b u t wh e n t h e i n f o r -
ma t i o n a b o u t t h e s o u r c e o f t h a t a c t i v a t i o n h a s b e e n
d e g r a d e d a f t e r s t i mu l u s o f f s e t . On e p r e d i c t i o n wo u l d b e
t h a t t h e s e e f f e c t s wo u l d o n l y o c c u r i n s e a r c h e s t h a t p r o -
d u c e n e a r z e r o RT x s e t s i z e f u n c t i o n s e n a s t a n d a r d
s e a r c h t a s k . I f t h e t a r g e t i s n o t t h e f i r s t a t t e n d e d i t e m, t h e n ,
i n t h e b r i e f p r e s e n t a t i o n c a s e , t h e r e w i l l n o t b e e n o u g h
i n f o r m a t i o n t o d e c i d e w h e t h e r s u b s e q u e n t i t e m s a r e o x a r e
n o t t a r g e t s .
C ON CL U S I O NS
T h e g o a l o f t h e Gu i d e d Sc a r e p r o j e c t i s t o c r e a t e a n
e x p l i c i t m o d e l o f h u m a n v i s u a l s e a r c h b e h a v i o r , W t h a
f i x e d s e t o f p a r a m e t e r s , GS 2 c a n r e p r o d u c e t h e r e s u l t s
o f ma n y s t a n d a r d l a b o r a t o r y s e a r c h t a s k s .
1 . S e a r c h i s " p a r a l l e l " f o r f e a t u r e s e a r c h e s w i t h l a r g e
t a r g e t - d i s t r a c t o r d i f f e r e n c e s .
2 . F e a t u r e s e a r c h b e c o m e s l e s s e f f i c i e n t a s t h e t a r -
g e t - d i s t r a c t o r d i f f e r e n c e d e c l i n e s .
3 . F e a t u r e s e a r c h b e c o m e s l e s s e f f i c i e n t a s c f i s t r a c t o r
i n t a o mo g e n e e t y i n c r e a s e s .
4 . E v e n w i t h i n h o m v g e n e o u s d i s t r a c t o r s , f e a t u r es e a r c h r e ma i n s e f f i c i e n t i f t h e t a r g e t i s c a t e g o r i c a l l y
u n i q u e .
5 . S e a r c h a s y mme t r i e s a r e r e p r o d u c e d f o r f e a t u r e
s e a r c h e s a n d c a n b e p r o d u c e d f o r c o n j u n c t i o n s e a r c h e s
e v e n i n t h e a b s e n c e o f a s y mme t r i c a l f e a t u r e s e a r c h e s .
b . C o n j u n c t i o n s e a r c h c a n b e e f f i c i e n t , t h o u g h g e n e r -
a l l y n o t a s e f f i c i e n t a s s i m p l e f e a t u r e s e a r c h .
7 . E f f i c i e n c y o f c o n j u n c t i o n s e a r c h d e c l i n e s a s s t i m -
u l u s s a l i e n c e d e c l i n e s .
8 . S t a n d a r d c o n j u n c t i o n s e a r c h b e c o m e s m o r e e f f i c i e n t
i f t h e t wo d i s v a c t o r t y p e s a r e n o t p r e s e n t i n e x a c t l y e q u a ln u mb e r s .
g . I n t h e a b s e n c e o f b a s i c f e a t u r e i n f o r m a t i o n , s e a r c h
i s " s e r i a l . "
1 0 . S l o p e r a t i o s a r e n e a r 2 : 1 f a r a l l s e a r c h t a s k s e x -
c e p t t h o s e w i t h t a r g e t t r i a l s l o p e s n e a r z e r o .
1 1 . V a r i a n c e o f RT i n c r e a s e s w i t h s e t s i z e a n d i s g r e a t e r
f o r b l a n k t r i a l s t h a n f o r t a r g e t t r i m s ( e x c e p t f o r t h e m o s t
" s e r i a l " s e a r c h e s , a s n o t e d a b o v e )
1 2 . Mi s s a n d f a l s e a l a r m e r r o r r a t e s a c e p l a u s i b l e .
1 3 . S p e e d - a c c u r a c y t r a d e o f f s c a n b e p r o d u c e d b y ma -
n i p u l a t i n g t h e c o m p u t e r i z e d s u b j e c t ' s s e a r c h - t e r m i n a t i o n
c r i t e r i o n .
1 4 . C r e d i b l e i n d i v i d u a l d i f f e r e n c e s i n p e r f o r m a n c e c a n
b e mo d e l e d b y i n t r o d u c i n g n o i s e i n t o o t h e r w i s e f i x e d s i m -
u l a t i o n p a r a m e t e r s .
F i n a l l y , s o m e p r o p a g a n d a i n s u p p o r t o f GS2 _ Wh ath a s
t h i s mo d e l p a t t h a t o t h e r m o d e l s d o n o t h a v e ?
C u r r e n t d a t a . A n umbe r o f o t h e r m o d e l s s e e m t o t a k e
a s t h e i r s t a r t a n d e n d t h e d a t a t h a t u n d e r g i r d T r e i s m a n ' s
o r i g i n a l v e r s i o n o f f e a t u r e i n t e g r a t i o n t h e o r y . F o r e x a m -
p i e , t h e r e a r e m o d e l s t h a t s t i l l i n s i s t o n s c r i m s e a r c h f o r
a l l c o n j u n c t i o n s . T h i s i s n o w a d e c a d e o u t o f d a t e , a n d
n e w m o d e l s s h o u l d b e b a s e d o n n e w d a t a ( a s , i n d e e d ,
T r e i s m a n ' s m o d e l s a r e ) .
A l a r g e b o d y o f d a t a . As s u m m a r i z e d a b o v e , t h e s i m u -
l a t i o n r e p r o d u c e s d a t a f r o m a w i d e r a n g e o f s e a r c h t a s k s
Many s i m u l a t i o n s c o n t e n t t h e ms e l v e s w i t h a " f e a t u r e "
8/3/2019 wolfe 1994
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GUI DED SEARCH 2 . 0 2 3 3
s e a r c h , a " c o n j u n c t i o n " s e a r c h , a n d a " s e r i a l " s t a r c h .
Th e s t a n d a r d t e s t b e d f o r g u i d e d s e a r c h i s a s e t o ¬ 3 5 d i f -
f e r e n t s e a r c h t a s k s ( n o t a l l d i s c u s s e d i n t h i s p a p e r ) .
E x p l i c i t n e s s.i m u l a t i o n o f GS2 r e q u i r e s t h a t u n d e r l y i n g
a s s u mp t i o n s , p a r a m e t e r s , a n d s o f o r t h b e made e x p l i c i t .
An u m b e r o f mo r e q u a l i t a t i v e m o d e l s i n t h e l i t e r a t u r e c o n -
t a i n s ome i n t r i g u i n g i d e a s . T h e r e i s n o t h i n g i n h e r e n t l y
wr o n g w i t h q u a l i t a t i v e m o d e l s , b u t t h e m o d e l s o f v i s u a l
s e a r c h a r e b e c o m i n g s u f f i c i e n t l y c o m p l e x s o t h a t t h e q u a l i -
t a t i v e d e s c r i p t i o n ma y n o t c a p t u r e t h e i r b e h a v i o r . Th e
p a r t s o f t h e m o d e l s i n t e r a c t , s o m e t i m e s i n u n e x p e c t e d
w a v y . Qt y b y i m p l e m e n t i n g t h e mo d e l c a n we b e r e a -
s o n a b l y s u r e t h a t i t d o e s w h a t we s a y i t d o e s . '
Th e Gu i d e d S e a r c h p r o j e c t i s n o t f i n i s h e d . Re t u r n i n g
t o t h e e x a mp l e t h a t o p e n e d t h i s p a p e r , r e c a l l t h a t h y p o -
t h e t i c a l s t a c k o f j o u r n a l s t h a t c o l l a p s e d a s y o u d e f t y o u r
o f f i c e . On e d a y , p e r h a p s , y o u r r o b o t w i l l c l e a n u p t h e
mess b e f o r e y o u g e t b a c ka n d
i tw i l l
b e i t sGu i d e d
S ea r c hmo d u l e t h a t w i l l l o c a t e t h e c o p y o f P s y c h on o r n i c B u l l e t i n
& Re v i e w t h a t y o u we r e r e a d i n g a n d p u t i t b a c k a t t h e
t o p o f t h e s t a c k .
REk ' ERENCFS
A n E l s o ! v , E H_ , & 9 ERCEx, i R . ( 1 9 9 1 ) T h e p l e n a p u c f u n c t i o n a n d
t h e e l e m e n t s o f e a r l y v i s i o n I n M L a n d y & J . A_ ! v [ o v s h o n ( E d s . ) ,
C o mp u t a t i o n a l mo d e l s o f v i s u a l p r o c e s s i n g ( p p . 3 - 2 0 ) . C a m b r i d g e ,
MA : M T P r e s s .
AHI SSAR,M, & HOCHSYEI N, S . ( L 9 9 Z ) . PCNCpCUg l e a r n i n g- h v t c r a c t i o ns
b e t w e e n t a s k a n d s t i m u l u s s p e c i f c i e e s . I n v e s t i g a d v e Op h t h a l m o l o g y
& V i s u a l S c i e n c e , 3 3 , 1 2 6 1 ( A b s t r a c t )
AKS , D , i , a . E r e : s s , S . T . ( 1 9 9 3 ) . E a r l y v i s i o n ' s a n a l y s i s o f s c ant -
f r o m - t e x t u r e.n v e s t i g a t i v e Op h t h a l m o l o g y & V i s u a l S c i e n c e , 3 4 , 1 1 8 5 . ( A h -
s t r a c t )ALKHATEEB . W- F , MORR l S , R . I , & I C UD DO( ' K , K . H ( 1 9 9 0 ) E E f -
f e c t s o f s t i m u l u s c o m p l e x i t y o n s i m p l e s p a t i a l d i s c r i t t u n a t i o n s . S p a -
t i a l v i s i o n . 5 , I 2 9 - 1 4 1
ALLAN, 5 . 6 , & B wu r H , D . 5 . ( 1 9 8 9 ) F e a t u r e - b a s e d s e a r c h a s y m -
me t n e s m p i g e o n s a n d h um an s P e r c e p t i o n & P s y c h o p h y s i c s , 4 6 ,
4 5 b - 4 6 4
A k n F e s E r r , G . J . ( 1 9 9 4 F o c u s e d a t t e n t i o n i n t h r e e - d i m e n s i o n a l s p a c e
P e r c e p t i o n & P s y c h o p h i s i c s . 4 7 , 1 1 2 - 1 2 0 ,
ANDERSEN . G J , & KRnMER, A . F ( 1 9 9 3 ) . L i m i t s.f f o c u s e d a t t e n -
t i o n i n t h r e e - d i m e n s i o n a l s p a c e . P e r c e p t i o n & P s y c h o p h y s i c s , 5 3 ,6 5 8 - 6 G 7 .
ANRRI ESEN, J . Y , & . BOUMA, H ( 1 9 7 6 ) . Ec c e n t n c v i s i o n : Ad v e r s e i n t e r -
a c t i o n s b e t we e n t i n e s e g me n t s V i s i o n R es e a r c h , 1 6 , 7 1 - 7 R .
A e c v t N, 1 1 4 , & - Ca. v A u w c H, P . ( 1 9 9 8 ) P a r a f L e S p r o t e c t i n g o f t wo d i s -
j u n c t i v e t a r g e t s P e r c e p t i o n & P s y c h o p h y s i c s , 4 4 , 2 2 - ? Q .
S At L , K. K , B s n r m , B L . , RoFx xeR , A L . , MI L L E R , R L . . & G x I c ( - , s .
n 5 . ( 1 9 8 & ) Ag e a n d v i s a s ! s e a r c h : E x p an d i n g t h e u s e f u l f i e l d o fv i e w J o u r n a l o f t h e Op t i c a l S o c i e t y o f A me r t c a A , 5 , 2 2 1 0 - 2 2 1 9
BALL, KK Ou ' S L E Y, C, S[ AqNE,MEI LOE4KEA, L 1 . L . 8 SRVN t ,
I . R . ( 1 9 9 3 ) V i s u a l a t t e n t i o n p r o b l e m s a s a p r e d i c t o r o f v e h i c l e c r a s h e s
am o n g o l d e r d r i v e r s - I n v e c r r g a t r v e Op h t h a l m o l o g y & V i s u a l S c i e n c e ,
3 4 , 3 1 1 1 1 - 3 1 2 3 .
B A L L , N. K . ROEhKER, B . L . . & B x u v 1 , 7 . R_ ( ! 4 9 ( 1 ) D e v e l o p m e n t a S
c h a n g e s i n a t t e n t i o n a n d v i s u a l s e a r c h t h r o u g h o u t a d u l t h o o d . I n T . T ,
En n s ( E d ) , Th e d e v e l o p m e n t o f a t t e n t i o n : R e s e a r c h a n d r h eo n
( p p . 4 8 9 - S Q g ) . Ams t e r d a m E I s e v i e r N o r t h - H o l l a n d .
B a v L I g , G C . , &Dwvex . l . ( 1 9 4 3 ) V i s u a l a t t e n t i o n a n d o b ) e e E S E v , -
d e n c c f o r h i e r a r c h i c a l c o d i n g o f I o C a u o n J o u r n a l o f Fx p c a me n t a l
P s t i c h o l n g ) Huma n P e r c e p t i o n & P e r f o r m a n c e , 1 9 . 4 5 1 1t 7 0
S E t + - A v , M $ . S w Gi , D , & B x n L i N , J . ( ] 9 9 2 ) V i s u a l a t t e n t i o n a n d
p e r c e p t u a l g r o u p i n g . P e r c e p t i o n & P s y c h o p i r y s r r s , 5 2 , 2 7 7 - 2 9 4BERGCV, J . R , & A o e e s o v , E H , ( 1 9 8 8 ) E a r l y v i s i o n a n d t e x t u r e p e r -
c e p t i o n . N a t u r e , 3 3 3 3 6 3 - 3 5 4
BExc EV, J . R , & J u L e s z , B . ( 1 9 8 3 ) R a p i d d i s c r i m i n a t i o n 0 1 v i s u a l
p a t t e r n s . I EEE T r a n s a c t i o n s o n S r s r e m s , Man , & C y b e r n e t i c s , 5MC-
1 3 . 8 5 7 - 8 6 3 .
Br EOEwHnN, I . ( 1 9 8 7 ) . R e c o g n i t i o n - h y - c o m p o n e n t a : A t h e o r y o f h u -
ma n i ma g e u n d e r s t a n d i n g P s y c h o l o g i c a l R e v i e w , 9 4 , I 1 5 - 1 4 7 .BLAKE , R . ( 1 9 8 9 ) . A n e a r s [ t h e o r y o f b i n o c u l a r r i v a l r y . P s y c h o l o g i c a l
R e v i e w , 4 6 , 1 4 S - i 6 7
BRAVO, M, & SLAKE , R ( 1 9 9 0 ) _ P r e a c f e n t i v c v i s i o n a n d p e r r e p t u a f
g r o u p s . P e r c e p t i o n , 1 9 , 5 1 5 - 5 2 2 .
BRAVO, M . , g NpKnYnhSA, K ( f 9 9 2 ) . Th e r o l e o f a t t e n t i o n i n d i f -
f e r e n t v i s u s l - s e a r c h [ a r k s P e r c e p t i o n & P s t c h o p h y s i c s , 5 1 , 4 4 5 - 4 7 2 .
S R E E S E , B . B . ( 1 9 Q 9 ) _ B i n o c u l a r r i v a l r y . P s y c h o l o g i c a l R e v i e w , 1 6 ,
4 1 0 - 4 1 5 .
BROWN, S . 1 V S , E x x s , J T . . & GxEEVE, H . ( 1 9 9 3 ) . P r e a t t e r t n v c p r o -
c e s s i n g o f l i n e j u n c t i o n s c a n i r e a l t e r e d b y p e r c e p t u a l s e t . I n v e s t i g a -
t i v e Op h t h a l m o l o g y & V i s u a l S c i e n c e , 3 4 , 1 2 3 4 ( A b s t r a c t )
BROWN, JMWE[ 55TEI N, N&MAY, 1 G ( 1 9 92 ) Vi s u a l s ea r c h
f o r s u p p l e v o l u me t r i c s h a p e s . Pe r c e p t i o n & Ps y c h op hy s i c s , 5 1 , G O - r l 8
BULTHOf ' F , H . K , d o BLAKE , A . ( 1 9 8 9 ) ~ Do t s t h e s e e i n g b r a i n k n o w
p hy s i c s ? I n v e s t i g a t i v e Op h t l r u Gn a l o g v B c V i s u a l S e i e n c r , 3 0 , 2 6 2 ( A i o -
t e r s e [ )
BUNDHSEN, C ( 1 9 9 0 ) A t h e o r y o f v i s u a l a t t e n t i o n . P s y c h o l o g i c a lR e v i e w , 9 7 , 5 2 3 - $ 4 7 .
BVNDESEN, C ( 1 9 9 I ) . V i s u a l s e l e c t i o n o f f e a t u r e s a n d o h j e c t s , : I s l o -
c a n o n s p e c i a l ? A r e i n t e r p r e t a t i o n o f N i s s e n ' S ( 1 9 8 5 ) f i n d i n g s . P e r -
e e p t e a n & P s y c h o p h y s i c s , 5 0 , 8 7 - $ 4 .
S i I N DE S E N , C , & P E U e a s a N , L . f i r . ( 1 9 8 3 ) . Co l o r s e g r e g a t i o n a n d v i s u a l
s e a r c h . P e r c e p t i o n & P s y c h o p h y s i c s , 3 3 , 4 8 ? - 4 R3
CALL AGHAN, T . C, ( 1 98 4) . Di me n s i o n a l i n t e r a c t i o n o f h ue a nd b r i g h t -
n e s s e n p r e a t t e n f l v e f i e l d s e g r e g a t i o n Pe r c e pt i o n & P s y c h op h y s i c s ,
3 6 , 2 5 - 3 4 -
CARTER , R . C ( 1 9 $ Z ) . V i s u a l s e a r c h w i t h c o l o r . J o u r n a l o f F c p e r i r r t e n t a f
P s y c h o l o g y - Hu man P e r c e p t i o n & P e r f a r n r a n c e , 8 , 1 2 7 - 1 3 6 .
Cnv s . Np e e . Y , A RC V i n r , M& TR5 I SM4N, A ( 1 9 9 ( ? ) . E f f e c t o f s u r -
f a c e medi umo n v i s a s ! s e a r c h f o r o r i e n t a t i o n a n d s i z e f e a n z r e s . J o ur -
n a l o f F ap e r i n i e n r a l P r y c h a L o g y : X u r r t a r s Pe r c e pt i o n & P er f o r m an c e ,
1 6 . 4 7 9 - . 4 9 2 .
CAVE, K . R , &P A s x L E e , H ( 1 9 9 4 a ) . V i s u a l c e d e c t i o r s m e d i a t e d b y l o -
c a t i o n f : S e l e c t i n g s u c c e s s i v e v i s u a l o b j e c t s . Ma n u s c r i p t s u b m i t t e df o r p u b l i c a t i o n .
CAVE, K . R , & PASHL . E R , H . ( 1 9 9 4 b ) V i s u a l s e l e c t i o n m e d i a t e d b y
f a c a i i a n Z ' S e l e c t i n g n o n c o n t i g u o u s l o c a t i o n s . Ma n u s c r i p t s u b m i t t e d
f a r p u b l i c a t i o n .
CAVE, K . R , 8 Wo L FE, 7 M( 1 9 9 0 ) . Mo d e l i n g t h e r o l e o f p a r a l l e l
p r o c e s s i n g i n v i s u a l s e a r c h , C o g n i t i v e P s y c h o l o g y , 1 2 , 2 2 5 - 2 7 1
CHEAL, M, &L YON, D 1 9 6 9 ) . A t t e n t i o n e f f e c t s o n f o r m d i s c r i m i n a -
t i o n a t d i f f e r e n t e c c e n m c s t a e s . Q u a r t e r l y J o u r n a l o f E r p e t i m e r r t a ! P s y -c h o l o g y , 4 I A , 7 1 9 - 7 4 6 .
CHSnL, M& L YON, D ( 1 9 9 2 ) A t t e n t i o n i n v i s u a l s e a r c h : Mu l t i p l e
s e a r c h c l a s s e s P e r c e p t i o n & P s y c h o p h y s i c s , 5 2 , 1 1 3 - 1 3 8
Cwv u z z i , L . , MI L L ER . E . K . DuNCAN, 7 . , & DEs I MONER. ( 1 9 4 3 )
N e u r a l b a s i s f o r v i s u a l s e a r c h i n mf e n o r t e m p o r a l c o r t e x . N a t u r e ,
3 6 3 , 3 4 5 - 3 4 7 .
CHEN, i . , & f l e V n L Oi s . R L ( 1 9 4 3 ) . Even a i d o dd s y m m e t r i c mech -
a n i s m s a l e e q u a l l y i n v o l v e d i n t e x t u r e d i s e r mn i n a t i o n . I n v e s t i g a t i v e
O p h t h a l m o l o g y & V i s u a l S c i e n c e , 3 4 , ! 2 & 9 _ ( A b s t r a c t )CxEx , 1 - . ( 1 9 8 2 ) . T o p o l o g i c a l s t r u c t u r e mv i s u a l p e r c e p t i o n . S c i e n c e ,
2 1 8 , 6 9 9 - 7 0 0 .
Cx au , L . ( 1 9 9 0 ) , Ho l e s a n d w h o l e s A r e p l y t o Ru b i n a n d K a n w i s h e r .
P e r c e p t i o n & P s y c h o p h y s i c s , 4 7 , 4 7 - 5 3 .
CHUV, M, M, & WoL Fe, J M( 1 9 9 ] ) . J u s t s a y n o . Ho w a r e a s t r a l
s e a r c h e s t e r m i n a t e d when t h e r e i s n o t a r g e t p r e s e n t ? Ma n u s c r i p t s u b -
m i t t e d f o r p u b l i c a t i o nCHUM M DV S . , WOL FS, J .M, hFRI EDMAN- HI LL , SR1 9 9 2 ) Tex-
t u r e g r a d i e n t s g r o u p w i t h i n b u t n o t a c r o s s f e a t u r e map s I r t v e s i r g a -
r l v e O p h t h a l m o l o g y & V i s u a l S c i e n c e , 3 3 , 9 6 0 . ( A b s t r a c t )
CoHeN, A . ( 1 8 9 3 ) . A s y mme t r i e s mv i s u a l s e a r c h f a r c o n j u n c t i v e t a r -
g e t s . J o u r n a l o f F , . t p e r i m e n r a ! P s y c h ol o g y . Hu man P E TC Cp f k ( M & P er -
f o r ma n c e , 1 9 , 7 7 5- 7 9 7
COHE4 , A , & I v R x , R . B . ( 1 9 8 9 ) . I l l u s o r y c o n j u n c t i o n i n s i d e a n d o u t -
s i d e t h e f o c u s o f a t t e n t i o n l a u r r s a l o f F x p e n me n F a f P s y c h o l o g y Hu -
ma n P e r c e p t i o n & P er f o r ma n c e . 1 5 , 6 5 0 7 6 3 .
8/3/2019 wolfe 1994
http://slidepdf.com/reader/full/wolfe-1994 33/37
2 3 4 w o L F E
CoHeN, A , & I v x v , R B ( 1 9 9 1 ) _ D e n s i t y e f f e c t s m o n j u n c t i o n s e a r c h :
E v i d e n c e f o r a co me l o c a t i o n me c h a n i s m o f f e a t u r e i n t e g r a t i o n J o u r -n a l o f E z p e r i m e n t a f P s y c h o l o g y : Huma n P e r c e p t i o n & P e r f o r ma n c e .
1 7 , 8 9 1 - 9 I ) l
COHEN, A , & RAF0 L , R D ( 1 9 9 1 ) . A t t e n t i o n a n d f e a t u r e i n t e g r a t i o n :D l u s o r y c o n j u n c t i o n s i n a p a t e n t w i t h a p a r i e t a l l o b e l e s i o n . P s y c h o -l o g i c a l S c i e n c e , 2 , 1 0 6 - 1 1 0
DEynENe , 5 ( 1 4 $ 9 ) [ ] i s c r i m i n a b i l i t y a n d d i m e n s i o n a l n y e f f e c t s m i s u a l
s e a r c h f o r f e a t u r a l c o n j u n c t i o n s : A f u n c t i o n a l p o p - o u t P e r c e p t i o n &A s y r h o p h y s i c s , 4 6 , 7 2 - S O
D ES[ MO ' 4 E , R, $CHE[ N, S . I , MORAN, J &CNGERLEI D6R LG
{ 1 9 8 5 } C o n t o u r , c o l o r a n d s h a p e a n a l y s t s b e y o n d t h e s t r i a t e c o n e sV i s i o n R e s e a r c h , 2 5 , 4 4 1 J 4 5 2
DESI MONE, R , RUNCERLEf UER, I . G . ( ] 9 8 9 ) Ne u r a l me c h a n i s ms o f
v i s u a l p r o c e s s i n g m mo n k e y s . I n F So l l e r &7 Gr a f ma n ( E ds . ) ,
H a n d b o o k o f n e ur o p s y c h o l o g y ( p p 2 6 7 - 2 9 9 ) . A ms t e r d a m E l s e v i e r _
D [ c K , M1 4 8 9 ) . P a r a l l e l a n d s e r i a l p r o c e s s e s i n mo t i o n d e t e c t i o n Un -p u b l i s h e d d o c t o r a l d i s s e r t a t i o n , We l zma n n I n s t i t u t e , R e h o v o t , I s r a e l .
D i c r c , M, U L t a n A x , S. , R S A G S , D ( 1 9 8 7 ) P a r a l l e l a n d s e r i a l p r o -c e s s e s i n mo t i o n d e t e c t i o n . S c i e n c e , 2 3 7 , 4 0 0 - 4 Q 2
D o ww i x c , B D , RCASSMAN, J . R ( 1 9 7 6 ) . P a r a l l e l p r o c e s s i n g o f m u l t i -d i me n s i o n a l s t i m u l i . P e r c e p t i o n & P s y c h o p h y s i e s , 8 , 5 7 - 6 0 .
D wv E t e , I . , McLEOO, P , & D i e x E S , Z ( i 9 9 2 a ) A r e d i r e c t i o n a n d s p e e dc o d e d i n d e p e n d e n t l y b y t h e v i s u a l s y s t e m ? E v i d e n c e f r o m v i s u a l
s e a r c h . S p a t i a l V i s i o n , 6 , 1 3 3 - 1 4 7D a t v e R , J . , McLe oD, P. , & D i e r r e s , Z . ( 1 9 9 2 b ) . Mo t i o n c o h e r e n c e a n d
c o n j u n c t i o n s e a r c h : I m p l i c a t i o n s f o r g u i d e d s e a r c h t h e o r y . P e r c e p -
t i o n & P s y c h o p h y s i c s , $ 1 , 7 9 - 8 5D vNC a x , 7 . ( I 9 B 0 ) . T h e l o c u s o f i n t e r f e r e n c e i n t h e p e r c e p t i o n o f s i mu l -
t a n e o u s s t i m u l i . P s y c h o l o g i c a l R e v i e w , 8 7 , 2 7 2 - 3 0 0 .
D v x c n N , J . ( 1 9 8 9 ) B o un d a r y c o n d i t i o n s o n p a r a l l e l p r o c e s s i n g i n h u -
ma n v i s i o n P e r c e p t i o n , 1 8 , 4 5 7 - 4 6 9 .
DUNCAN T . , 6I ' I UMPHREYS,GWI 9 S9 ) . Vi s u a l s e a r c h g i l d s t i mu -
l u s s i m i l a r i t y . P s y c h o l o g i c a l R e v i e w , 9 6 , 4 33 - 4 5 8 .
DUMCAN, J . , & Humex REr s , G W, ( 1 9 4 2 ) . B e y o n d t h e s e a r c h s u r f a c e :
V i s u a l s e a r c h a n d a t t e n t i o n a l e n g a g emen t . J o u r n a l o f E x p e r i me n t a lP s y c h o l o g y : Huma n P e r c e p t i o n & P e r f o r m a n c e , 1 8 , 5 7 8 - 5 8 &
D ' 2 n f u w A , M( 1 9 9 1 ) , Co l o r i n v i s u a l s e a r c h . V i s i o n R e s e a r c h , 3 1 ,9 5 1 - 9 6 6 .
F F x o t + , R , Y v x n , E .W, s N r c a o r s , D . R ( 1 9 8 . S c a n n i n g d i e v i w a lf i e l d w i t h o u t e y e move men t s : A s e x d i f f e r e n c e . N e u r o p s y c h o l o g i a ,
2 5 , 6 3 7 - 5 4 4 .E GS T t t , H E . , I ON I D E S , 1 . , & WALL, 5 . ( 1 4 7 2 ) . P a r a l l e l p r o c e s s i n go f mu l t i e l e me n t d i s p l a y s . C o g n i t i v e P s y c h o l o g y , 3 , 6 7 4 - C 9 8 .
f i c e r t + , f f . E . , V t r t z i , R A , R c GARHAR7, H . ( 1 9 8 4 ) S e a r c h i n g f o rc o n j u n c t i v e l y d e f i n e d t a r g e t s . J o u r n a l o f E x p e r i me n t a l P s y c h o l o g y :
Huma n P e r c e p t i o n & P e r f o r m a n c e , 1 0 , 3 2 - 3 9 .
E LDE R, J , & Z uc u[ t , S . ( 1 9 9 3 ) Th e e f f e c t o f c o n t o u r c l o s u r e o n t h er a p i d d i s c r i m i n a t i o n o f t w o - d i m e n s i o n a l s h a p e s . V i s i o n R e s e a r c h . 3 3 ,9 8 l - 9 9 I .
EN x s , I T ( 1 9 9 2 ) S e n s i t i v i t y o f e a r l y hu man v i s i o n t o 3 - D o r i e n t a -
t i o n m me - d r a w i n g s . C an a d i a n J o u r n a l o f P s y c h o l o g y , 4 6 , 1 4 3 - 1 6 4 .
EN x s , J . T. , e R ex s t w x , R A ( 1 9 9 0 x ) . S c e n e b a s e d p r o p e r t i e s i n f l u -
e n c e v i s u a l s e a r c h . S c i e n c e , 2 4 7 , 7 2 1 - 7 2 3 .
ExNS . I . T. , & R a N S n v x , RA ( 7 9 9 0 b ) . S e m i t i v i t y t o t h r e e - d i m e n s i o n a lo r i e n t a q o n i n v i s u a l s e a r c h . P s y c h o l o g i c a l S c i e n c e , 1 , 3 2 3 - 3 2 b .
E x r r s , J . T. , RR E N S I N K , R A ( 1 9 9 1 ) . P r e a t t e n t i v e r e c o v e r y o f t h r e e -d i m e n s i o n a l o r i e n t a t i o n f r o m l i n e d r a w i n g s . P s y c h o l o g i c a l R e v i e w ,
9 8 , 3 3 5 - 3 5 1 .
E v x s , J T. , & R £ N SI N K , R A ( 1 9 9 2 ) . Am o b j e c t c o mp l e t i o n p r o c e s s
i n e a r l y v i s i o n . I n v e s t i g a t i v e Op h t h a l mo l o g y & V i s u a l S c i e n c e , 3 3 ,
1 2 6 3 . ( A b s t r a c t )
E PS r s + x , W& B A B L ] E R , T ( 1 9 9 0 ) , I n s e a r c h o f d e p t h . P e r c e p t i o nP s y c h a p h y s i c s , 4 8 , 6 8 - 7 6 .
E n u c s s K , &. A , t E t n K S S N, C .W( 1 9 7 4 ) . E f f e c t s o f n o i s e l e t t e r s u p o n
t h e i d e n t i f i c a t i o n o f a t a r g e t l e t t e r i s a n c m s e a r c h t a s k . P e r c e p t i o n &
P. r y c h o p h y s i c s , 1 6 . 1 4 3 - 1 4 4 .
F ABL E , M( 1 9 9 0 ) - P a r a l l e l . s e n u - p a r a l l e l , a n d s c r a m p r o c e s s i n g o f v i s u a l
h y p e r a c w t y . Huma n V i s i o n & E l e c t r o r a c I ma g i n g : Mo t e l s , M e t h o d s ,
& A p p l i c a t i o n s , 1 2 4 9 , 1 4 7 - 1 5 9 .
FABLE , M( 1 9 9 1 a ) . An e w e l e m e n t a r y f e a t u r e o f v i s i o n . I n v e s t i g a t i v e
Op h t h a l mo l o g y d o V i s u a l S c i e n c e , 3 2 , 2 1 5 1 - 2 1 5 5 .
FABLE , M( 1 9 4 1 6 ) . P a r a l l e l p e r c e p t i o n o f v e r n i e r o f f s e t s , c u r v a t u r e ,
a n d c h e v r o n s mhuman s . V i s i o n R e s e a r c h , 3 2 , 2 1 49 - 2 ! $ 4FANG, S . - P . , A Wo, P . ( 1 9 $ 9 ) I l l u s o r y c on j u nc t i o n s mt h e p e r c e p t i o n
o f Ch i n e s e c h a r a c t e r s . J o ur n a l o f Ex p e r i me n t a l Ps y c h ol o g y : Human
Pe r c e p t i o n & P er f o r ma n c e . 1 5 , 434447Fn w w, M( 1 9 9 2 ) . I s a n o b j e c t a n o b j e t a n o b j e c t ? C o g n i t i v e a n d n e u r o -
p s y c t w l o g i c a l i n v e s t i g a t i o n s o f d oma i n s p e c i f i c i t y i n v i s u a l o b j e c t r e c -
a g n i d a n , C u r r e n t D i r e c t i o n s i n P s y c h o l o g i c a l S c i e n c e , I , I b 5 - 1 b 9
FARMER, E . W_ , n T A r u p R , RM( 1 9 8 0 ) V i s u a l s e a r c h t h r o u g h c o l o r
d i s p l a y s - E f f e c t s o f t a r g e t - b a c k g r o u n d s u n d a r i t y a n d b a c k g r o u n d
u n i f o r m i t y . P e r c e p t i o n & P s y c h o p h y s i c s , 2 7 , 2 6 7 - 2 7 2FOLK, CL , REM NCi ON, RWROHNSTON, J .C1 9 9 2 ) . I n v o l u n -
t a r y c o v e n o r i e n t i n g i s c o n t i n g e n t o n a t t e n f l o n a ! c o n t r o l s e t t i n g s J o u r -
n a l o f F i p e r i m e n t a t P s y c h o l o g y Huma n P e r c e p t i o n & P e r f o r m a n c e ,1 8 , i 0 3 0 - 1 0 a a .
FOSTER, D H . , n WARD, P . A ( I 9 4 1 a ) . A s y mme t r i e s i n o r i e n t e d - l i n e
d e t e c t i o n i n d i c a t e t wo o r t h o g o n a l f i l t e r s i n e a r l y v i s i o n . P r o c e e d i n g s
o f t h e R o y a l S o c i e t y L o n d o n : S e r i e s B , 2 4 3 , 7 5 - 8 1POSTER , I ] . H . , & WA r z o , P. A ( 1 9 9 2 b ) . H o n z n n t a I - v e r t i c a l F i l t e r s i n
e a r l y v i s i o n p r e d i c t a n o ma l o u s l i n e - o r i e n t a t i o n f r e q u e n c i e s . P r o c e e d -i n g s o f t h e R o y a l S o c i e t y L o n d o n : S e r i e s B , 2 4 3 , 8 3 - 8 6
F RA Nf OL f N[ , CM, & F c e T t + , H E ( 1 9 7 9 ) P e r c e p t u a l s e l e c t i v i t y i s
t a s k d e p e n d e n t . Th e p o p o u t e f f e c t p o o p s o u t , P e r c e p t i o n & P s y c h o -p h y s i c s , 2 5 , 9 9 - I 1 0 .
FR EDMAN-HI LL, SR, RWOLFS, I .M( I 9 9 2 ) , Ac t i v a t i o n VC , i n h i b i -
t i o n i n v i s u a l s e a r c h . I n v e s t i g a t i v e Op h t h a l mo l o g y & V i s u a l S c i e n c e ,
3 3 , 1 3 5 6 . ( A b s t r a c t )
F I t I 6DMAN- HI LL , SR, RWOLFF , J .M( i n p r e s s ) , Se co n d - o r d e r p a r -
a l l e l p r o c e s s i n g : V i s u a l s t a r c h f o r t h e o d d i t e m i n a s u b s e t . J o u r n a lo f E x p e r i m e n t a l P s y c h o l o g y : Huma n P e r c e p t i o n & P e r f o r m a n c e .
Gms [ . e R , W5 ( 1 9 5 9 ) . S e q u e n t i a l i d e a l - o b s e r v e r a n a l y s i s o f v i s a d i s -
c r i mi n a t i o n s . P s y c h o l o g i c a l R e v i e w , 4 6 , 2 6 7 - 3 1 4 .
Gi u a o wi E c x Y , M, & Kx u u aKA , $ . ( 1 9 9 Q ) . F e a t u r e s we r e me a nt t ob e i n t e g r a t e d . i n v e s t i g a t i v e O p h t h a l m o l o g y & V i s u a l S c i e n c e , 3 1 , 1 05( A b s t r a c t )
GRAHAM N . , B e c K , J . , i 4 SUTLER, A . ( 1 9 9 2 ) . No n l i n e ar p r o c e s s e s m
s p a t i a l - f r e q ue n c y c h a n n e l mo d e l s o f p e r c ei v e d t e x t u r e s e g r e g a t i o n :
E f f e c t s o f s i g n a n d amo u n t o f c o n t r a s t . V i s i o n R e s e a r c h , 3 2 , 7 1 9 - 7 4 3
GRAHAMN, SUTTER A , VEN] CA7ESAN, C, d o HUMAAAN,M( I 9 9 2 ) .
No n - l i n e a r p r o c e s s e s i n p e r c e i v e d r e g i o n s e g r e g a t i o n : O r i e n t a t i o ns e l e c t i v i t y o f c o mp l e x c h a n n e l s . O p h t h a l m i c & P h y s i o l o g i c a l O p t i c s ,
1 2 , 1 4 2 - 1 4 6 .
Gx : + v i i , s , MA , B A L L , KK , Ci s s E U, GM, WFSr , RE , WHOxL EY,
K D , & E f l w n x o s , J . b 1 9 9 3 ) . A u d i t o r y d i s t r a c t i o n i n s u l t s i n f u n c -
t i o n a ! v i s u a l i m p a i r m e n t f o r s ame a l d e r d r i v e r s - I n v e s t i g a t i v e
Op h t h a l mo l o g y & V i s u a l S c i e n c e , 3 4 , 3 4 1 8 . ( A b s t r a c t )
GREEN, B F . , & ANDERSON, L . K . ( 1 9 5 6 ) . Co l o r c o d i n g a n a v i s u a l
s e a r c h t a s k . J o u r n a l o f E x p e r i me n t a l P s y c h o l o g y , 5 1 , 1 4 - 2 4 .
Guwvs e v , R , & BROWSE, R A ( 1 9 8 9 ) . A s y mme t r i e s i n v i s u a l t e x t u r ed i s c r i m i n a t i o n . S p a t i a l V i s i o n , 4 , 3 1 - 4 4 .
GU7WSEY , R, HVMPHREY ,GK, 1 E KAPI TAN, P( 1 9 9 Z ) . Pa r a l l e l d i s -
c r i m i n a t i o n o f s u b j e c t i v e c o n t o u r s d e f i n e d b y o f f s e t g r a t i n g s . P e r c e p -
t i o n & P s y c h o p h y s i c s , 5 2 , 2 5 3 - 2 7 6 .
Ha e x HV , P . E , MAuNsEU , J . H . R , s S C H I L L E R , P . H ( 1 9 8 8 ) . S t a t e
d e p e n d e n t a c t i v i t y mmon ke y v i s u a l c o r t e x : 1 1 V i s u a l a n d n o n - v i s u a l
f a c t o r s . F i p e r i m e n t a l B r u i n R e s e a r c h , 6 9 , 2 4 5 - 2 5 9 .
H n EH r u v , P. E , & S C H I L L E R , P. H ( 1 9 8 x ) . S t a t e d e p e n d e n t a c t i v i t yi n mon ke y v i s u a l c o r t e x : I . S i n g l e c e l l a c t i v i t y i n V ! a n d V4 o n v i s u a l
t a s k s . E x p e Rme n i a l B r a i n R e s e a r c h , 6 9 , 2 2 5 - 2 4 4
H6ATHCOt e , A, RMEWHORT, D) . K . ( 1 9 9 3 ) . R e p r e s e n t a t i o n a n ds e l e c t i o n o f r e l a t i v e p o s i t i o n , J o u r n a l o f F , r p e r i m e r s r a l P s y c h o l o g y .
Huma n P e r c e p t i o n & P e r f o r m a n c e , 1 9 , 4 $ 8- 5 1 6 .
HELMHOLT2, H v o ! v ( 1 9 6 2 ) . T r e a t i s e o n p h y s i o l o g i c a l o p t i c s ( V o l . 3 , ,
J . P . C S o u t h a l l , Tr a n s).ew Yo r k : D o v e r . ( O r i g i n a l wo r k p u t -
l i s h e d 1 8 b 6 )
Mo F FMa r r , J . E . ( 1 4 7 8 ) S e a r c h t h r o u g h a s e q u e n t i a l l y p r e s e n t e d v i s u a l
d i s p l a y . P e r c e p t i o n & P s y c h a p h y s i c s , 2 3 , 1 - 1 1 .
H o F a r t A r + , J . E . ( 1 9 7 9 ) . A t w o - s t a g e mod el o f v i s u a l s e a r c h P e r c e p -
t i o n & P s y c h o p h y s i c s , 2 5 , 3 1 9 - 3 2 7 ,
Ho L LI n A r , I . E . , & $ e wo o i c K . O 1 . ( i 9 9 I ) . P r e - a t t e n t i v e d e t e c t i o no f a t a r g e t d e f i n e d b y s t e r e o s c o p i c s l a n t . P e r c e p t i o n , 2 0 , 3 5 5 - 3 6 2
H v a s L , DH . , & L i v r n GS r o x a , MS ( 1 9 8 7 ) . S e g r e g a t i o n o f f o a m,
8/3/2019 wolfe 1994
http://slidepdf.com/reader/full/wolfe-1994 34/37
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c o l o r , a n d s t e r e o p s i s i n p r i ma t e a r e a 1 8 . J o u r n a l o f Ne u r o s c i e n c e ,
7 , 3 3 7 8 - 3 4 1 5 .H u n t Me r . , J . E . , & B t EDE aMn x , I . ( 1 9 9 2 ) . Dy n a mi c b i n d i n g i n a n e u r a l
n e t wo r k f o r s h a p e r e c o g n i t i o n . Ps y c ho l o g i c a l Re v i e w , 9 9 , 4 8 0 - 5 1 7 .HuMeHxEVS, G.W, & Mi i L L e R, H ( 1 9 9 3 ) . S e a r c h v i a r e c u r s i v e r e -
j e c t i o n ( SERR) : A o n n e c t i o n i s t mode l o f v i s u a l s e a r c h . C o g n i t i v e
Ps y c h o l o g y , 2 5 , 4 3 - 1 1 0 .Hu Mr x x e v s ,
G.W, QUi x L n x , P . T . , & Ri Dn o c x , MJ . ( 1 9 8 9 ) . Gr o u p -
i n g p r o c e s s e s i n v i s u a l s e a r c h : E f f e c t s w i t h s i n g l e a n d c o m b i n e d - f e a t u r e
t a r g e t s . J o u r n a l o f E x p e r i m e n t a l P sy c h o l o g y : Ge n e r a l , 1 1 8 , 2 5 8 - 2 7 9 .I x T en u s , H ( 1 9 8 5 ) . V i s u a l d i s s o c i a t i o n : An i l l u s o r y c o n j u n c t i o n o f
p i c t u r e s a n d f o r ms . J o u r n a l o f E x p e r i me n t a l P s y c h o l o g y : Human P e r -
c e p t i o n & P er f o r ma n c e , 1 1 , 4 3 1 - 4 4 2 .I v e Y , R B , & CoxEN, A . ( 1 9 9 0 ) . D i s s o c i a t i o n o f s h o r t - a n d l o n g - r a n g e
a p p a r e n t mo t i o n i n v i s u a l s e a r c h . J o u r n a l o f E x p e r i me n t a l P s y c h o l -
o g y : Human P e r c e p t i o n & Pe r f o r ma nc e , 1 6 , 3 17 - 3 3 1 .JOHNSTON,WA, HAWLEY, KJ . , &FARNHAM I M( 1 9 J 3) . Novel
p o p o u t : E m p i r i c a l b o u n d a r i e s a n d t e n t a t i v e t h e o r y . J ou r n a l o f Ex -
p e r i me n t a l P s y c h o l o g y : Human P e r c e p t i o n & P e r f o r m an c e , 1 9 ,
1 4 0- 1 5 3 .J o x i n ES , J . , & Gr . E t T Mn x , H ( 1 9 7 2 ) . A o n c e p t u a l c a t e g o r y e f f e c t i n
v i s u a l s e a r c h : Os l e t t e r o r d i g i t . P e r c e p t i o n & P s y c h o p h y s i c s , 1 2 ,
4 5 7 - 4 6 0 .J ox t n r s , J . , & Yn x T t s , S . ( 1 9 8 8 ) . Un i q u e n es s o f a b r u p t v i s u a l o n s e t
i n c a p t u r i n g a t t e n t i o n . P e r c e p t i o n & P s y c h o p h y s i c s , 4 3 , 3 4 6 - 3 5 4 .JULESZ , B ( 1 9 8 4 ) . A b r i e f o u t l i n e o f t h e t e x t o n t h e o r y o f h u man v i -
s i o n . T r e n d s i n Ne u r o s c i e n c e , 7 , 4 1 - 4 5 .J u LES Z , B ( 1 9 8 6 ) . T ex t o n g r a d i e n t s : T h e t e x t o n t h e o r y r e v i s i t e d B i o -
l o g i c a l C y b e r n e t i c s , 5 4 , 2 4 5 - 2 5 1 .JULESZ , B , & BERGEN, J . R . ( 1 9 8 3 ) . T e x t o n s , t h e f u n d a me n t a l e l e -
me n t s i n p r e a t t e n t i v e v i s i o n a n d p e r c e p t i o n s o f t e x t u r e s . B e l l S y s t e ms
T e c h n i c a l J o u r n a l , 6 2 , 1 6 1 9 - 1 6 4 6 .JULESZ , B , & K x o s E , B ( 1 9 8 8 ) . F e a t u r e s a n d s p a t i a l f i l t e r s . Na t u r e ,
3 3 3 , 3 0 2- 3 0 3 .K n x t v E n t n N, D . , & T RE I s Mn x , A ( 1 9 8 4 ) . Ch a n g i n g v i e ws o f a t t e n t i o n
a n d a u t o m a t i c i t y . I n R . P a r a s u r a ma n&DR . Da v i e s ( E ds . ) , V a r i e -
t i e s o f a t t e n t i o n ( p p . 2 9 - 6 1 ) . Or l a n d o, FL : A c a d emi c P r e s s .K n x wi s x E x , N ( 1 9 9 1 ) R e p e t i t i o n b l i n d n e s s a n d i l l u s o r y c o n j u n c t i o n s :
E r r o r s i n b i n d i n g v i s u a l t y p e s w i t h v i s u a l t o k e n s . J o u r n a l o f E x p e r i me n -
t a l Ps y c h o l o g y : Human P e r c e p t i o n & Pe r f o r ma nc e , 1 6 , 3 0 - 4 7 .K n Nwi s x E x , N , & DRI VER, J . ( 1 9 9 2 ) . O b j e c t s , a t t r i b u t e s , a n d v i s u a l
a t t e n t i o n : Wh i c h , wh a t , a nd wh e r e . C u r r e n t D i r e c t i o n s i n P s y c h o -
l o g i c a l S c i e n c e , 1 , 2 6 - 3 1
K nx w t s x e x , N , & POTTER, MC . ( 1 9 8 9 ) . R e p e t i t i o n b l i n d n e s s : T h e
e f f e c t s o f s t i mu l u s mo d a l i t y a n d s p a t i a l d i s p l a c e me n t . Memo r y & C o g -
n i t i o n , 1 7 , 1 1 7 - 1 2 4 .K n x wi s x E x , N , & POTTER, MC . ( 1 9 9 0 ) . R e p e t i t i o n b l i n d n e s s : L e v e l s
o f p r o c e s s i n g . J o u r n a l o f Ex p e r i me n t a l P s y c ho l o g y : Human P e r c e p -
t i o n & P er f o r ma n c e , 1 6 , 307
K n x Nt , A . , & S n c i , D( 1 9 9 0 ) . T ex t u r e d i s c r i m i n a t i o n l e a r n i n g i s s p e -
c i f i c f o r s p a t i a l l o c a t i o n a n d b a c k g r o u n d e l e me n t o r i e n t a t i o n . I n v e s -
t i g a t i v e Op h t h a l mo l o g y & V i s u a l S c i e n c e , 3 1 , 5 6 2 . ( A b s t r a c t )
KARN I , A . , & S nc t , D . ( 1 9 9 2 ) . L a t e r b u t ( a l m o s t ) f o r e v er - T he t i me
c o u r s e o f l e a r n i n g o f a v i s u a l s k i l l . I n v e s t i g a t i v e Op h t h a l mo l o g y &
V i s u a l S c i e n c e , 3 3 , 1 3 5 6 . ( A b s t r a c t )
KEESLE , D . R . , & Mo x c n x , MJ . ( 1 9 9 3 ) . A l i n e a r s y s t e ms a p p r o a c h
t o t e x t u r e p e r c e p t i o n . I n v e s t i g a t i v e Op h t h a l mo l o g y & V i s u a l S c i e n c e ,3 4 , 1 2 3 7 . ( A b s t r a c t )
KELLY , P L . , HARRI SON, D .W, & Home, MH( 1 9 9 1 ) . The c a t e -
g o r y e f f e c t i n v i s u a l s e l e c t i v e a t t e n t i o n . B u l l e t i n o f t h e P s y c h o n o mi c
S o c i e t y , 2 9 , 7 1 - 7 4 .K I NCa L n , R . A . ( 1 9 7 7 ) . T h e r o l e o f s t r u c t u r a l r e d u n d an c y i n t h e p e r -
c e p t i o n o f v i s u a l t a r g e t s . P e r c e p t i o n & P s y c h o p h y s i c s , 2 2 , 1 9 - 3 0 .I { i t v e x L w , R . A . ( 1 9 9 2 ) A t t e n t i o n . An nu a l Re v i e w o f Ps y c ho l o g y , 4 3 ,
I l l - 7 4 2
I C i x c x r . n , R A, & WoLFE , J M( 1 9 7 9 ) . T h e o r d e r o f v i s u a l p r o c e s s -
i n g " T o p - d o wn , " " b o t t o m- u p , " o r " mi d d l e - o u t . " P e r c e p t i o n &
P s y c h o Ph y s i c s , 2 5 , 2 2 5 - 2 3 1 .K LEI N, R . ( 1 9 8 8 ) . I n h i b i t o r y t a g gi n g s y s t e m f a c i l i t a t e s v i s u a l s e a r c h .
Na t u r e , 3 3 4 , 4 3 0 - 4 3 1 .
K x i Ex I M, J . J . , & VAN E s s E x , DC . ( 1 9 9 2 ) . Ne u r o n a l r e s p o n s e s t o
s t a t i c t e x t u r e p a t t e r n s i n a r e a V 1 o f t h e a l e r t mo n k e y . J o u r n a l o f N eu r o -
p h y s i o l o g y , 6 7 , 9 6 1 - 9 8 0 .KROSE, B A . J . , & JULESZ , B ( 1 9 8 9 ) . T h e c o n t r o l a n d s p e e d o f s h i f t s
o f a t t e n t i o n . V i s i o n Re s ea r c h , 2 9 , 1 6 0 7- 1 6 1 9 .Kwnx , H. - W , D n c E x s n c x , D . , & E c e T x , H . [ E . ] ( 1 9 9 1 ) . F u r t h e r
e v i d e n c e f o r a t i me - i n d e p e n d e n t s h i f t o f t h e f o c u s o f a t t e n t i o n . P e r -
c e p t i o n & P s y c h o p h y s i c s , 4 9 , 4 7 3 - 4 8 0 .L n x o v , MS . , & BERGEN, l . R . ( 1 9 9 1 ) . T e x t u r e s e g r e g a t i o n a n d o r i e n -
t a t i o n g r a d i e n t . V i s i o n Re se a r c h , 3 1 , 6 79 - 6 9 1 .LENNI E, P, TREVARTHEN, C, VANESSEN, D, &WASSL E,H( I J J O) .
P a r a l l e l p r o c e s s i n g o f v i s u a l i n f o r m a t i o n I n L . S p i l l m a n & . S .We r n e r ( E d s . ) , V i s u a l p e r c e p t i o n : T h e n e u r o p h y s i o l o g i c a l f o u n da -
t i o n s ( p p . 1 0 3 - 1 2 8 ) . Sa n Di e g o , CA : A c a d e mi c P r e s s .L o co r HEr i s , N K . , & CHARLES, E R ( 1 9 9 0 ) . V4 r e s p o n s e s t o g r a t -
i n g s d e f i n e d b y r a n d om d o t mo t i o n . I n v e s t i g a t i v e Op h t h a l mo l o g y &
V i s u a l S c i e n c e , 3 1 , 9 0 . ( A b s t r a c t )
L u s c x o w , A, & No T x u u R Fr , H . C . ( 1 9 9 3 ) . P o p - o u t o f o r i e n t a t i o n
b u t n o t p o p - o u t o f mo t i o n a t i s o l u mi n a ne e . V i s i o n Re s e a r c h , 3 3 ,
9 1 - 1 0 4 .MACH, E . ( 1 9 5 9 ) . T h e a n a l y s i s o f s e n s a r i o n s ( C . MW l l i a ms , T r a ns . ) .New Yo r k : D o v e r . ( O r i g i n a l wo r k p u b l i s h e d 1 8 8 6 )
Mn c x ESE x , M, & NAKAYAMA, K . ( 1 9 8 8 ) F i x a t i o n r e l e a s e f a c i l i t a t e s
r a p i d a t t e n t i o n a l s h i f t s . I n v e s t i g a t i v e Op h t h a l mo l o g y & V i s u a l S c i e n c e ,
2 9 , 2 2 . ( A b s t r a c t )
Mn L i K , J . , & P E e o x n , P . ( 1 9 9 0 ) . P r e a t t e n t i v e t e x t u r e d i s c r i m i n a t i o n
wi t h e a r l y v i s i o n me c h a n i s ms . J ou r n a l o f t h e Op t i c a l S o c i e t y o f
A me r i c a A, 7 , 9 2 3 - 9 3 2 .Mn u x o v i c , V . , & N n x n Y n M n , K( 1 9 9 2 ) Co l o r a n d p o s i t i o n p r i mi n g
i n t h e d e p l o y me n t o f a t t e n t i o n . I n v e s t i g a t i v e Op h t h a l mo l o g y & V i s u a l
S c i e n c e , 3 3 , 1 3 5 4 . ( A b s t r a c t )
MARENDAZ C, STI VALET, P, BARRACI AUGH, L, &WALKOWAC P
( 1 9 9 3 ) . E f f e c t o f g r a v i t o i n e r t i a l t o e s o n v i s u a l s e a r c h f o r o r i e n t a t i o n .J o u r n a l o f Ex p e r i me n t a l P s yc h o l o g y : Human P e r c e p t i o n & P e r f o r -
manc e, 1 9 , 1 2 6 6- 1 2 7 7 .MAUNSELL, JHR, SCLAR, G, &NEAL EY, TA( 1 9 88 ) . T as k - s p e ci f i c
s i g n a l s i n a r e a V4 o f mo n k e y v i s u a l c o r t e x . S o c i e t y f o r Ne u r o s c i e n c e
A b s t r a c t s , 1 4 , 1 0 .Mc LEOV, P . , DRI VER, J . , & C RI S P , J . ( 1 9 8 8 ) . V i s u a l s e a r c h f o r c o n -
j u n c t i o n s o f moveme n t a n d f o r m i s p a r a l l e l . Na t u r e , 3 32 , 1 54 - 1 5 5 .MeL EOn, P . , DRI VER, 7 . , D I e x BS , Z . , & C R I S P , J . ( 1 9 9 1 ) . F i l t e r i n g
b y moveme n t i n v i s u a l s e a r c h . J o u r n a l o f E x p e r i me n t a l P s yc h o l o g y :
Human P e r c e p t i o n &P er f o r ma n c e , 1 7 , 5 5 - 6 4 .Mo t t n c L t n , G ( 1 9 8 9 ) . Di s p l a y o r g a n i z a t i o n a n d t h e d e t e c t i o n o f h o r i -
z o n t a l l i n e s e g me n t s . P e r c e p t i o n & P s y c h o p h y s i c s , 4 5 , 2 6 5 - 2 7 2 .MORAN, J . , & DESi MOxE , R . ( 1 9 8 5 ) . S e l e c t i v e a t t e n t i o n g a t e s v i s u a l
p r o c e s s i n g i n t h e e x t r a s t r i a t e c o r t e x . S c i e n c e , 2 2 9 , 7 8 2 - 7 8 4
Mo x n x o F F , J . T . , & Yn x r t s , S . ( 1 9 9 3 ) . D i v i d i n g a t t e n t i o n b e t we e n c o l o r
a n d s h a p e : Ev i d e n c e o f c o a c t i v a t i o n . P e r c e p t i o n & P s y c h o p h y s i c s ,
5 3 , 3 5 7 - 3 6 6 .Mo s E e , MC . ( 1 9 9 1 ) . T h e p e r c e p t i o n o f mu l t i p l e o b j e c t s . Camb r i d g e ,
MA MI T P r e s s , Br a d f o r d B o o k s .N n cY , A . L . , & S n x c R e z , R . R . ( 1 9 9 0 ) . C r i t i c a l c o l o r d i f f e r e n c e s d e -
t e r mi n e d w i t h a v i s u a l s e a r c h t a s k . J o u r n a l o f t h e O p t i c a l S o c i e t y o f
A me r i c a A, 7 , 1 2 0 9 - 1 2 1 7 .N n c v , AL . , SnNCxez , R . R , & HUGHES, T. C . ( 1 9 9 0 ) V i s u a l s e a r c h
f o r c o l o r d i f f e r e n c e s wi t h f o v e a l a n d p e r i p h e r a l v i s i o n . J ou r n a l o f t h eO p t i c a l S o c i e t y o f Ame r i c a A , 7 , 1 9 9 5 - 2 0 0 1 .
Nn x n Y w n i w, K . ( 1 9 9 0 ) . T h e i c o n i c b o t t l e n e c k a n d t h e t e n u ou s l i n k b e -
t we e n e a r l y v i s u a l p r o c e s s i n g a n d p e r c e p t i o n . I n C . Bl a k e mo r e ( Ed . ) ,
V i s i o n : Co d i n g a n d e f f i c i e n c y ( p p . 4 1 1 - 4 2 2 ) . Ca mb r i d g e : Ca mb r i d g e
U n i v e r s i t y P r e s s .N n x n Y nM n , K . , & S i L V Ex n s n N , GH . ( 1 9 8 6 ) . S e r i a l a n d p a r a l l e l p r o -
c e s s i n g o f v i s u a l f e a t u r e c o n j u n c t i o n s Na t u r e , 3 2 0 , 2 6 4 - 2 6 5 .N n v o x , D . ( 1 9 7 7 ) . F o r e s t b e f o r e t r e e s : T h e p r e c e d e n c e o f g l o b a l f e a -
t u r e s i n v i s u a l p e r c e p t i o n . C o g n i t i v e P s y c h o l o g y , 9 , 3 5 3 - 3 8 3 .N e i s s e x , U . ( 1 9 6 7 ) . C o g n i t i v e p s y c h ol o g y . New Yo r k : A p p l e t o n , C e n -
t u r y , C r o f t s .NoTHDUxF r , H . C . ( 1 9 9 0 ) . T e x t u r e d i s c r i m i n a t i o n b y c e l l s i n t h e c a t
l a t e r a l g e n i c u l a t e n u c l e u s . E xp e r i me n t a l Br a i n R e s e a r c h , 8 2 , 4 8 - 6 6 .
8/3/2019 wolfe 1994
http://slidepdf.com/reader/full/wolfe-1994 35/37
2 3 6 WOi . F E
N o r H n u r z F r , H C ( 1 9 4 1 a ) D i f f e r e n t e f f e c t s f r o m s p a t i a l f r e q u e n c y
ma s h i n g m e x t u r e s e g r e g a t i o n a n d t e z t o n d e t e c t i o n t a s k s . V i s i o n Re -s e a r c h , 3 1 , 2 9 9 - 3 2 0 .
No r HOVRF r , H C ( 1 9 9 ! b ) . T e x t u r e s e g me n t a t i o n a n d p o p - o u t f r o m
o r i e n t a t i o n c o n t r a s t . V i s i o n R e s e a r c h , 3 1 , 1 0 7 3 - 1 0 7 8 .
N o T Hn v r t F r , I - E _ C ( 1 9 9 3 a ) Ma t c h i n g l u m i n a n c e p o p - o u t w i t h t h a t o f
o r i e n t a t i o n o r m o t i o n . I n v e s t i g a t i v e O p h t h a l m o l o g y & V i s u a l S c i e n c e ,
3 4 , 1 0 5 4 . ( A b s t r a c t )
N o T r t D V RF r , H C ( 1 9 9 3 b ) T h e r o l e o f f e a t u r e s i n p r e a t t e n t i v e v i s i o n ;
Co mp a r i s o n o f o r i e n t a t i o n , mo t i o n a n d c o l o r c u e s . V i s i o n R e s e a r c h ,
3 3 . 1 9 3 7 - 1 9 5 8 .
No THf l v n t t , H . C , ~ L c , C . Y . ( 3 9 8 4 . Re p r e s e nt a t i o n o f s p a t i a l d e -
t a i l s m t e x t u r e d p a t t e r n s b y c e l l s o f t h e c a t s t r i a t e c o r t e x E z p e n me n -
: u l Br a i n Re s e a r c h , 5 7 , 9 - 2 1 .
O~CONNELL, K M, d o TRE l SMAN, A . ( 1 9 9 2) Sh a r e d o r i e n t a t i o n e o d -
i n g f o r l i n e s , d o t p a i r s , a n d e d g e s . Ma n u s c r i p t s ubm t t e d f o r p u b l e -
c a t i o a
O' N E I T . L , P . , WoL ee , l . M. &B I i , s K r , A B , ( 1 9 9 3 ) . I n d i v i d u a l d i f -
f e r e n c e s i n v i s u a l s e a r c h . I n v e s t i g a t i v e O p h t h a l m o l o g y & V i s u a l S c i -
e n c e , 3 4 , 1 2 3 6 ( A b s t r a c t )
O T o o z 1 5 , A J , RWALKER, C L . ( 1 9 9 3 ) . D i s p a r i t y a s a v i s u a l p r i m i -
t i v e - T h e c o m p e t i n g r o l e o f s u r f a c e p e r e e p t s I n v e s t i g a t i v e Op l u h a l m o l -
a g y & V i s u a l S c i e n c e , 3 4 , 1 1 8 7 . ( A b s t r a c t )
PASHLER , H ( 1 9 8 7 ) D e t e c t i n g c o n j u n c t i o n s o f c o l o r a n d f o r m - R e a s -
s e s s i n g t h e s e r i a l s r a r r h h y p o t h e s i s . P e r c e p t i o n & P s y c h o p h y s i r s , 4 1 ,
1 9 1 - 2 0 1 .
PASHLER , H ( 1 9 8 8 ) . C r o s s - d i m e n s i o n a l i n t e r a c t i o n a n d t e x t u r e s e g r e -
g a t i o n . P e r c e p t i o n & P s y c h o p h y s i c s , 4 3 , 3 0 7 - 3 1 8
PAYFA - , M_, ECON04 ' OULY, ) RAf I DY , MS . ( j 9 9 2 ) . Thep s y c h o -
p h y s i c s o f r a p i d v i s u a l s e a r c h . I n v e s t i g a t i v e Op h t h a l mo l o g y & V i s u a l
S c i e n c e , 3 3 , 1 3 5 5 . ( A b s t r a c t )
PETERHANS, E, VONp ER HEYDT, R, &BAUMGARTNER, G( l I S 6) .
N e u r o n a l r e s p o n s e s t o i l l u s o r y c o n t o u r s t i m u l i r e v e a l s t a g e s o f v i s u a l
c o r t i c a l p r o c e s s i n g I n J . D . P e t t i g r e w , K 7 . S a n d e r s o n , &WR,
L e v i c k ( E d s . ) , V i s u a l n e u r o s c i e n c e ( p p . 3 4 3 - 3 5 1 ) . Camb r i d g e Cam-
b r i d g e U n i v e r s i t y P r e s s .
Po i s s o N , ME . , &Wu s u NSOr r , F, ( 1 9 9 2 ) D i s t r e c t o r r a t i o a n d g r o u p -
i n g p r o c e s s e s m v i s u a l c o nj u nc t i o n s e a r c h Pe r c e p t i o n , 2 1 , 2 1 - 3 8 .
POMERaN TZ, J R & PRI STACH, E . A . ( 1 9 8 9 ) Eme r g e n t f e a t u r e s , a t -
t e n t i o n , a n d p e r c e p t u a l g l u e i n v i s u a l f o r m p e r c e p t i o n J o u r n a l o f Ex -
p e nmen t a l P s y c h o l o g y : Hum c u t P e r c e p t i o n & P e r f o r m a n c e , 1 5 ,
63549 .
P o s x E R , MI . , & COHEN, Y . ( 1 9 8 4 ) . Compone n t s o f a t t e n t i o n I n
I - I . Bo uma &D G B o w h u e s ( E d s . ) , A t t e n t i o n a n d p e r f o r ma n c e X
( p p . 5 5 - 6 6 ) . H i l l s d a l e , NJ : Er l b a um
PR i NZMHTAL, W, S KEYSAR, B . ( 1 9 8 9 ) . F u nc t i o n a l t h e o r y o f i l l u s o r y
c o n j u n c t i o n s a n d n e o n c o l o r s . J o u r n a l o f Ex p e r i me n t a l Ps y c h o l o g y '
Ge n er a l , 1 1 8 , 1 6 5- 1 9 0 .
QVI NLAN, P ' r _ , BHUMPHREYS, GW( 1 9 $ 7) . V i s u a l s e a r c h f o r t a r -
g e t s d e f i n e d b y c o mb i n a t i o n s o f c o l o r , s h a p e , a n d s i z e : An e x a m i n a -
t i o n o f t h e t a s k c o n s t r a i n t s o n f e a t u r e a n d c o n j u n c t i o n s e a r c h e s P e r -
c e p t i o n d o P s y c h o p h y s i c s , 4 1 , 4 55 - 4 72 .
RAFAL, RD, CAI AHRESI , PA, BREHNAN, CW- . gScI OLTO, T K
( 1 9 8 9 ) . S a c c a d e p r e p a r a t i o n t o r e c e n t l y a t t e n d e d l o c a t i o n s . J o u r n a l
o f r t ' m t r r s a l P s y c h o l o g y : Human P e r c e p t i o n & P e r f o r m a n c e , 1 5 ,
6 7 3 - 6 8 5 .
R 4 MACHANDRAN, V . S . ( 1 9 5 8 ) . P e r c e p t i o n o f s h a p e f r o m s h a m i n g . Na -
t u r e , 3 3 1 , 1 6 3 - 1 6 5 .
R n r c L t F F , R ( 1 9 7 8 ) A t h e o r y o f memor y r e t r i e v a l , P s y c h o l o g i c a l
R e v i e w , $ 5 , 5 9 - I 0 8 .
REKSmK, R . , g CAVANAGH, P . ( 1 9 9 3 ) . P r o c e s s i n g o f s h a do ws a t p r e a t -
t e n t i v e l e v e l s - I n v e s t i g a t i v e Op h t h a l m o l o g y & V u u a ( S c i e n c e , 3 4 , 1 2 8 8 .
( Ab r o a d )
ROBERTSON, L . C , EGLY, R . , LAMB, MR . , R KERTH, L . ( 1 9 9 3) Sp a -
t i a l a t t e n t i o n a n d e u i n g t o g l o b a l a n d l o c a l l e v e l s o f h i e r a r c h i c a l s t r u c -
t u r e . J o u r n a l o f Ex p e n me r t t a l Ps y c h o l o g y : Human Pe r c e p t i o n & Pe r -
j o r n r a n ce , 1 9 . 4 7 1- 4 8 7 .
ROBERTSON, L . C , g LAMB, MR ( 1 9 9 1 ) . N e u r o p s y c h o l o g i c a l c o n -
t r i b u t i o n s t o t h e o r i e s o f p a r t l w h o l e o r g a n i z a t i o n . C o g n i t i v e P s r c h o l -
o g y , 2 3 , 2 9 9 - 3 3 0
RocK , S . ( 1 9 7 4 , J a n u a r y ) . T h e p e r c e p t i o n o f d i s o r i e n t e d f i g u r e s S c l e n t a f i c
A me r i c a n , p p . 7 x - 8 5R o s s , WD . G R O 5 5 B E n G , 5 . , s MI NGOLI . n , E ( 1 9 9 3 ) . A n e u r a l m o d e l
o f v i s u a l s e a r c h . I n v e s t i g a t i v e Op h t h a l m o l o g y & V i s u a l S c i e n c e , 3 4 ,
1 2 3 5 . ( A b s t r a c t )
R UB E NS 7 E I " 7 , B S . , &S A r m , D . ( 1 9 9 0 ) . S p a t i a l v a r i a b i l i t y a s a l i mi t i n g
f a c t o r me x t u r e d i s c r i m i n a t i o n t a s k s I m p l i c a t i o n s f o r p e r f o r m a n c e
a s y m m e t r i e s . J o u r n a l o f t h e O p t i c a l S o c i e r Y o f Ame r i c a A , 7 ,
1 6 3 2 - I b d 3 .
RU e I r r , J . M, &KaMw[ s HSR, N. ( 1 9 5 5 ) T o p o l o g i c a l p e r c e p t i o n H o l e s
ma n e x p e r i m e n t , P e r c e p t i o n & P s y c h o p h y s i c s , 3 7 , 1 7 9 - 1 9 0 .
S wc i , D . ( 1 9 8 8 ) . T h e c o m b i n a t i o n o f s p a t i a l f r e q u e n c y a n d o r i e n t a t i o n
i s e f f o r t l e s s l y p e r c e i v e d . P e r c e p t i o n & P s y c h o p h y s i c s , 4 3 , 6 0 1 f i d 3 .
S A G S , D . ( 1 9 9 0 ) . D e t e c t i o n o f a n o r i e n t a t i o n s i n g u l a r i t y i n Gabo r t e x -
t u r e s : E f f e c t o f s i g n a l d e n s i t y a n d s p a t i a l - f r e q u e n c y V i s i o n R e s e a r c h ,
3 0 , 1 3 7 7 - 1 3 8 8
S n c i , A , & J v i . e s z , S ( 1 9 8 5 a ) . F a s t n o mn e r t i a l s h a f t s o f a t t e n t i o n
S p a t i a l V i s i o n , I , 1 4 1 - 1 4 9 .
S n c I , D . , & J u L e s z , B ( 1 9 8 5 b ) . " Wh e r e " a n d " w ha t " mv i s i o n . S c i -
e n c e , 2 2 8 , I 2 1 7 - 1 2 1 9 .
SANmr r , P A , &YANI KOG6U, $ . A ( 1 9 9 0 ) . V i s u a l s e a r c h a s c o n -
s t r a i n t p r o p a g a t i o n . I n P r o c e e d i n g s o f t h e 1 2 t h A n n u a l C o n f e r e n c e
o f t h e C o g n i t i v e S e a n c e S o c r e r y ( p p . 5 7 4 - 5 8 ! ) . H i l l s d a l e , NJ : E r l b a u m .
S c H t s E a u E R ,W, & S H I F F R [ N , R . S r i . ( 1 9 7 7 ) C o n t r o l l e d a n d a u t o m a t i c
h u man i n f o r m a t i o n p r o c e s s i n g . I . D e t e c t i o n , s e a r c h , a n d a t t e n t i o n
P s y c h o l o g i c a l R e v i e w , 8 4 , 1 - 6 6 .
S£KU LER , R . , &B A L L , K K ( 1 9 8 6 ) . V i s u a l l o c a l i z a t i o n : Ag e a n d p r a c -
t i c e . J o u r n a l o f t h e Op t i c a l S oc i e t y o f Amen c a A, 3 , 8 6 4 - 8 6 8 .
SMat r . Mn x , S i _ S . , &Ho v n r o x , R . M( 1 9 9 0 ) S e g r e g a t i o n o f b a s i c
c o l o r i n a n i n f o r ma t i o n d i s p l a y . J o u r n a l o f t h e O p t i c a l S o c i e t y o f
Ame r i c a A , 7 , 1 9 8 5 - 1 9 9 4 .
SMI T H, S . L . ( L 9 6 2 ) . C o l o r c o d i n g a n d v i s u a l s e a r c h . J o u r n a l o f Ez -
p e r e m e n t a f P s y c h o l o g y , 6 4 , 43440
S P l T Z Ei t , H. D e s i MOx s , R . ,& MoRnN, l . ( 1 9 8 8 ) . I n c r e a s e d a t t e n t i o n
e n h a n c e s b o t h b e h a v i o r a l a n d n e u r o n a l p e r f o r m a n c e . S c i e n c e , 2 4 0 ,
3 3 8 - 3 4 0 .
$TERNBERG, S . ( 1 9 6 9 ) . H i g h - s p e e d s c a n n i n g mh uman memor y . S c i -
e n c e , 1 5 3 , 65254 .
STONE,W, g MACK, A ( 1 9 9 3 ) . P e r c e p t i o n o f g r o u p i n g b a s e d o n mo -
t i o n w i t h o u t a t t e n t i o n . I n v e s t i g a t i v e Op h t h a l mo l o g y & V i s u a l S c i e n c e ,
3 4 , 1 2 3 3 . ( A b s t r a c t )
T A D I MO R, Y . , & T o t - Ru m, D . l . ( 1 9 9 3 ) . B o t h t h e p h a s e a n d t h e a m-
p l i t u d e s p e c t r u m ma y d e t e r m i n e t h e a p p e a r a n c e o f n a t u r a l i m a g e s .
V i s i o n R e s e a r c h , 3 3 , 1 4 1 - 1 4 5 .
TAYLOR, S . , &B n a c o c K , D . ( 1 9 8 8 ) _ P r o c e s s i n g f e a t u r e d e n s i t y i n p r e a t -
t e n t i v e p e r c e p t i o n . P e r c e p t i o n d o P s y c h o p h y s i c s . 4 4 , 5 5 1 - S b 2 ,
TH aEUw s s , 1 . ( 1 9 9 1 ) . C r o s s - d i me n s i o n a l p e r c e p t u a l s e l e c t i v i t y P e r -
c e p t i o n & P s y c h o p h y s i c s , 5 0 , I 8 4 - I 9 3 .
Tx EeuwES, I . ( 1 9 9 2 . P e r c e p t u a l s e l e c t i v i t y f o r c o l o r a n d f o r m . P e r -
c e p t l o n & P s y c h o p h y s i c s , 5 1 , 5 9 9 - 6 0 6 .
T H O M A S , 7 . P . , & G s L f . E , J . ( 1 9 7 9 ) . B a n d wi d t h s o f o r i e n t a t i o n c h a n -
n e l s i n h u m a n v i s i o n . J o u r n a l o f t h e O p t i c a l S o c i e t y o f A m e r s c a , 5 9 ,
6 s 2 - 6 o _T f eMx , S . P . , &BAv u s , S C ( 1 9 8 7 ) . I n d i v i d u a l d i f f e r e n c e i n s e l e c -
t i v e a t t e n t i o n : T h e r e l a t i o n o f p r i m i n g a n d i n t e r f e r e n c e t o c o g n i t i v e
f a i l u r e . P e r s o n a l i t y c F i n d i v i d u a l D i f f e r en c e s , S , 6 6 7 - 6 7 5 .
T I P P E R, S P . , B r e e wA u ' r , J . C , R D R I V E R , l . ( 1 9 9 0 ) S e l e c t i o n o f mo v i n g
a n d s t a t i c o b j e c t s f o r t h e c o n t r o l o f s p a t i a l l y d i r e c t e d a t t e n t i o n . l o u r -
n a I o f F a p e r i m e n t a l P s y c h o l o g y : Huma n P e r c e p t i o n d o P e r f o r m a n c e ,
1 6 , 4 4 Z- 5 0 4 .
T I P P E R, S . P . , DR I VER , l . , 8 WEAVER, 8 ( 1 9 9 1 ) . Ob j e c t c e n t e r e d i n -
h i b i t i o n o f Rh t m o f v i s u a l a t t e n t i o n . Q r t a n e r l , J o u r n a l o f E x p e r i m e n t a l
P s y c h o l o g y , 4 3 A , 2 8 9 - 2 9 8 .
T owN sE x n , I . T . ( E 9 7 1 ) . A n o t e o n t h e i d e n t i f l a b i l i t y o f p a r a l l e l a n d
r e n a l p r o c e s s e s . P e r c e p t i o n & P s y c h o p h y s i c s , 1 0 , 1 6 1 - 1 6 3 .
T owNSe x o , l . T ( 1 9 7 6 ) . S e r i a l a n d w i t h i n - s t a g e i n d e p e n d e n t p a r a l l e l
8/3/2019 wolfe 1994
http://slidepdf.com/reader/full/wolfe-1994 36/37
GUI DED SEARCH 2 . 0 2 3 7
m o d e l e q u i v a l e n c e o n t h e mi n i mu m c o mp l e t i o n a r n e . J o u r n a l o f M a r h e -r n a l c c a l P s y c h o i a g r , t d , 2 1 4 - 2 3 9
T o wN s a v a , J . T. ( I 9 9 0 ) . S e p a l a n d p a r a l l e l p r o c e s s i n g S o me t i m e s t h e y
l o o k l i k e T we c d l e d u m a n d T we e d l e d e e b u t t h e y c a n ( a n d s h o u l d ) b ed i s t i n g u i s h e d . P s y c h o l o g i c a l S c i e n c e , 1 , 4 6 - 5 4
TRF [ S Mn u , A( 1 4 8 5 ) _ P r e a t t e n t i v e p r o c e s s i n g i n v i s i o n C o mp u t e r V i -s i o n , G r a p h i c s , & I ma g e P r o c e s s i n g , 3 1 , 1 5 6 - i 7 7 .
TRE I SMqN , A . ( 1 9 8 6 a , May ) . F e a t u r e s a n d o b j e c t s m v i s u a l p r o c e s s -
i n g S c i e n t i f i c A m e r i c a n , p p . 1 1 4 H- [ 2 5TRE I SMnV , A . ( 1 9 & Gb ) . P r o p e r t i e s , p a r t s , a n d o b j e c t s . i n K . R . B o f f ,L . K a u f ma a n , & J . P Th oma s ( E d s . ) , H a n d b o o k o f human p e r c e p -
t a o n a n d p e r f o r m a n c e ( p p . 3 5 . 1 - 3 5 7 0 ) . New Yo r k Wd e yT r z e i s K An . A . ( 1 9 8 8 ) . F e a t u r e s a n d o b j e c t , ; , T h e 1 4 t h B a r t l e t t Memo -
r i a l L e c t u r e . Q u a r t e r l y J o u r n a l o f E x p e r t me n i a l P s y c h o l o g y , 4 0 A ,
2 0 1 - 2 3 7 .
T R EI s M n N , A . , &GELane , G ( 1 9 8 0 ) A f e a t u r e - i n t e g r a t i o n t h e o r y o fa t t e n t i o n . C o g n i t i v e P s y c h o l o g y , 1 2 , 9 7 - I 3 6 .
T r s E I s Ma x , A . , a G o 2 MI c a r r , 5 ( 1 9 8 8 ) . F e a t u r e a n a l y s i s i n e a r l y v i -
s i o n : E v i d e n c e f r o m s e a r c h a s y mme t n e c . P s y c h o l o g i c a l R e v i e w , 4 5 ,
! 5 1 1 8 .
TRE I SMAN , A . , &SwTO, S ( I 9 9 0 ) . C o n j u n c t i o n s e a r c h r e v i s i t e d . l o u r -+ r a l o f E r p e r i r n e n t a ! P s y c h o l o g y . Huma n P e r c e p t i o n & P e r f o r m a n c e ,1 6 ,
4 5 9 - 4 7 8.
T t e E i s Mn x , A, &S c HMI n r , H . ( [ 9 8 2 ) . I l l u s o r y c o n j u n c t i o n s i n t h e p e r -c e p t i o n o f o b j e c t s C o g n i t i v e P s y c h o l o g y , 1 4 , I 0 7 - 1 4 1 .
TRL I SMAN , A . , s SoUT yFa , I . ( 1 4 8 6 ) I l l u s o r y wo r d s : T h e r o l e s o f a c -
t e n t i o n a n d o f t a p - d o w n c o n s t r a i n t s m r n n a o u u n g l e m e r s t o f o r m w or d s .
J o u r n a l o f E x p e r i me n t a l P s y c h o l o g y Huma n P e r c e p t i o n & P e r f o r -
m a n c e , 1 2 , 3 - 1 7 .
T r s a I s M a r v , A . , V i e i x n , A . , &HAYES , A ( 1 9 9 2 ) ~ A a t o m a t i c i t y a n d p r e a t -l e n u v e p r o c e s s i n g . Ame r i c a n J o u r n a l o f P s y c h o l o g y , 1 0 5 , 3 4 1 - 3 6 2 .
T s v r s o s , 7 K ( 1 9 9 0 ) _ A n a l y z i n g v i s i o n a t t h e c o m p I e z i i r y , l e v e l Be -h a v i o r a l & B r a i n S c i e n c e s , 1 , 3 . 4 2 3 - 4 6 9 .
VA N E s s E r r , D C . , a Mn v x s Ei c , J . H . i t . ( 1 9 8 3 ) . H i e r a r c h i c a l o r -
g a n i 7 a t i o n a n d f u n c t i o n a l s t r r a m s m t h e v i s u a l c o r t e x . T r e n d s e n Ne u r as c i e n r e , 6 , 3 7 0 . 3 7 5 .
V I E I R A, A . , & T t t i r s MA n r , A . ( 1 9 8 8 , No v em b e r ) . A u t o m a t i c s e a r c h .
C h a n g i n g p e r c e p t i o n s o r p r o c e d u r e s ? P a p e r p r e s e n t e d a t t h e mc e t -i n g o f t h e P s y c h o n o mi c S o c i e t y , Ch i c a g o
V t R Z i , 3 L . A . , & Eo e r H, H . 6 . ( 1 9 8 4 ) I s me a n i n g i m p l i c a t e d m i l l u -
s o r y c o n t o u r s ? J o u r n a l o f E x p e r i m e n t a l P s y c h o l o g y : Human P e r c e p -t i o n & P e r f o r m a n c e , l U , 5 7 3 - 5 8 0 .
VONDAR HEr n r , R , &DvRSr E t . E a , MR ( 1 9 9 3 ) . V i s u a l s e a r c h : Mon-
k e y s d e t e c t c o n j u n c t i o n s a s f a s t a s f e a t u r e s . I n v e s t i g a t i v e O p h t h a l m o l -o g y & V i s u a l S c i e n c e , 3 4 , 1 2 8 8 ( A b s t r a c t )
VONDER H$YDT, R PETERHANS, E, &BAUMGART . ' J ER G1 9 $ 4 ) .
I l l u s o r y c o n t o u r s a n d c o r t i c a l n e u r o n r e s p o n s e s . S c i e n c e , 2 2 4 ,_2 6 0 - 1 2 6 2
V o o a F t E a s , H . , & P o c c r o , T . ( 1 9 8 8 ) Co mp u t i n g t e x t u r e b o u nd u i e sf r o m i m a g e s . N a t u r e , 3 3 3 , 3 6 4 - 3 6 7 .
WANG, Q , & CAYANAGH, P . ( 1 9 9 3 ) . A c q u i r e d f a mi l i a r i t y e f f e c t s i nv i s u a l s e a r c h w i t h C h i n e s e c h a r a c t e r s . I n v e s t i g a t i v e O p h t h a l m o l o g y& Y i c u n ( s c i e n c e , 3 4 , 1 2 3 6 . ( A b s t r a c t )
WANG Q- , CAVANAGH, P , &GREEN, I N ( I 9 92 ) . F a m i l i a r i t y a n d po i
o u t m v i s u a l s e a r c h . I n v e s t i g a t i v e Op h t h a l mo l o g y & V i s u a l S er e n e r ,
3 3 , 1 2 6 2 ( A b s t r a c t )
WARD, R , &McCLELCwND, J L . ( 1 9 8 4 ) . Co n j u n c t i v e s e a r c h f o r o n e
a nd t w o i d e n t i c a l t a r g e t s . J o u r n a l o f Ex p er i me n t a l P sy c h o l o g y Hu -man Pe r c e pt i o n & P e r f o r ma n c e , 1 5 . 6 6 4 - 6 7 2 .
WHr r E , 7 . ML e v i , DM, &A r r s e i i n o MO , A P ( 1 9 9 2 ) S p a t i a l l o c a l -i z a t i o n w i t h o u t v i s u a l r e f e r e n c e s V i s i o n R e s e a r c h , 3 2 , 5 1 3 - 5 2 6 .
W LSON , H . R . ( l 9 8 b ) . R e s p o n s e s o f s p a t i a l me c h a n i s ms c a n e x p l a i n
h y p e r a w i t y V i s i o n R e s e a r c h , 2 6 , 45369W LSON . H R . , L E V I , D , Mr . F F e I , L , Ra v s M O , J . . & D EV A L V I t i , R .
( 1 9 9 0 ) Th e p e r c e p t i o n o f f o r m R e t i n a t o s t r i a t e c o r t e x f n L S p i U ma n& J . S . Wemer ( E d s ) , V i s u a l p e r c e p t i o n T h e n e u r o p h y " c t o l o g i c a l
f o u n d a t i o n s ( p p . 2 3 1 - 2 7 2 ) . Sa n D i e g o , CA . A c a d e mi c P r e s s .
WOLFE, J M( 1 9 8 6 ) S t e r e o p s i s a n d b i n o c u l a r r i v a l r y . P s y c h o l o g i c a lR e v i e w , 9 3 , 2 6 9 - 2 8 2 .
Woc FF, I M1 9 9 2 ) . " E f f o r t l e s s " t e x t u r e s e g me n t a t i o n a n d " p a r a l -
l e l " v i s u a l s e a r c h s a e n o t t h e s a m e t h i n g . V i s i o n R e s e a r c h , 3 2 , 7 5 7 - 7 b ? .
Woc . F f , l . M 1 9 9 4 ) . V i s u a l s e a r c h m c o n t i n u o u s , n a t u r a l i s t i c s am -u l i V s e o n R e s e a r c h , 3 4 , 1 1 8 7 - 1 1 9 5 .
WOLF E, J . N1 . e S o s e , M( 1 9 9 1 ) V i s u a l s e a r c h j a r t h e 7 n e d i r ~ m " s r i m -
u f u s . U n p u b l i s h e d r e s e a r c h r e p o r t . C a mb r i d g e , MAM a s s a c h u s e t t s
I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y
WoL FE, J M, a CavE , K R ( 1 9 8 9 ) D e p l o y i n g v i s u a l a t t e n t i o n . Th eg u i d e d s e a r c h m o d e l I n T , T r o s c i a n k o & A . B l a k e ( E d s ) , A1 a n dt h e e y e ( p p . 7 9 - 1 0 3 ) C h i c h e s t e r , U. K . W l e y .
Wow, l . M, C a v e , K . R . , & F n n x z e L , 5 . L . ( 1 9 8 9 ) . G u i d e d s e a r c hAn a l t e r n a t i v e t o t h e f e a t u r e m t e g r a U o n m o d e l f o r v i s u a l s e a r c h J o u r -n a t o f f x p e n me n t a l P s v c h o t o g s ' Huma n P e r c e p t i o n & P e r f o r m a n c e ,
1 5 , 4 1 9 - 4 3 3 .
WaL ee , l . MC r t u v , MM, & F w& n u a x - H I L L , 5 R ( 1 4 9 3 ) Mak -
i n g u s e o f t c z t o n g r a d i e n t s : V i s u a l s e a r c h a n d s e x t o n g r o u p i n g e x -
p l o i t t h e s ame p a r a l l e l p r o c e s s e s i n d i f f e r e n t w a y s . S p a t i a l Y r s i o n ,7 , 9 0 .
WOLF E, J . M C e u x , MM, d o FR I EDMnN - H I L L , S . R ( i n p r e s s ) .
Ma k i n g u s e o [ s e x t o n g r a d i e n t s - V i s u a l s e ar c h a n d p e r c e p t u a l g r o u p -
mg e x p l o i t t h e s am e l e i p r o c e s s e s i n d i f f e r e n t w a y s . I n
T . P a p a t h o ma s & b . Go r e s ( Ed s ) . b x k i a g p s v e h o p h y s e c s , n e u r a -
p Ry s t o l o g y , a n d c o mp u t a t i o n a l v i s i o n ; A v o l u me i n h on o r o f B et a
l u f e s z .
Wow, I .M
, &F x a N Z S L , S . L ( 1 9 8 8 ) . 8 i n o c v l a r i t y a n d v i s u a l s qmh .P e r c e p t i o n & P. r y c h a p h y s i c s , 4 4 , S I - 9 3
WOLF E, J . M, & FWEDMAN- H1LL , 5 . B ( 1 9 9 0 , N o v e mb e r ) . Mu s t we
a t t e n d t o e ve r y a br u p t o ns e t ? P a p e r p r e s e n t e d a t t h e me e t i n g o f t h e
P s y c h o n o mi c S o c i e t y , New Or l e a n s .
WoL FF , J . M, g F R I E DMn N - H I L L , S . R Q99 2a ? On t h e r o l e o f s y m -
me t r y i n u s u a l s e a r c h . P s y c ho l o g i c a l S c i e n c e , 3 , 1 9 4 - 1 9 8 .
WOLF E, J . M, & F R I E DMAN - H I L L , S . R . ( 1 9 92 6 ) . V i s u al s ea r c h f a r
o r i e n t a t i o n : T h e r o l e o f a n g u l a r r e l a t i o n s b e t w e e n t a r g e t s a n d d i s t r a r
t o t s . S p a t i a l V i s i o n . 6 , 1 9 9 - 2 p 8 .
WOLFS , I .M, FRI EDMAI V- HI LL, S . R, &BI LSKX,AB ( I 9 94 ) . P Sr R t -
l e l p r o c e s s i n g o f p a r t - w h o l e i n f o r m a t i o n m v i s u a l s e a r c h t a s k s P e r -
c e p t i o n d o P s y c h n p h y s u s , 5 5, 5 37 - 5 5 0.
WULFf i , I .M, FREEDMAN- HI LL , SR STEWART ,MI . , &7CON-
H E [ L , K .M( 1 9 9 2 ) . Th e r o l e o f c a t e g o r i z a t i o n mi s u a l s e a r c h f o ro r i e n t a t i o n . J o u r n a l n f F x p e n me n r a t P s y c h o l o g y : Huma n P e r c e p t i o n& P e r f o r m a n c e , 2 8 . 3 4 9 .
WOLFE, I . M, e c P ox o i wr , C .W{ 1 9 9 0 } I n h i b i t o r y t a g g i n g m v i s u a l
s e a r c h : A f a i l u r e t o r e p l i c a t e . P e r c e p t i o n & P s y c h o p h y s i c s , 4 8
3 5 7 - 3 6 2 .
WOLFS, ) . M . , YEF , A, kNuEDmAN- RI LL , SR( 1 9 9 2 ) . Cur v a t u r e
i s a b a s i c f e a t u r e f o r v i s u a l s e a r c h P e r c e p t i o n , 2 1 , 4 6 5 - 4 8 0WoL FE, J M, Yu , K P . , P R C SZ E N S R i , A . D , &CAVE, K . 3 L . ( 1 9 8 8 ,
N o v emb e r ) . A p r e a t c e n h v e f e a Mr e n t o e e s s c a n e x e c u t e o n l y o n e c o m -mand a t a t i me P a p e r p r e s e n t e d a t t h e m e e t i n g o f t h e P s y c h o n o mi cS o c i e t y , Ch i c a g o .
WOLF S, I . M YU, K P . , SF EWART, M I . , SHORTER, A . D. ,
FR I E T )MAN- H I L L , S R . , & CAVE, K . R ( 1 9 90 ) . L i m i t a t i o ns o n t h e
p a r a l l e l g u i d a n c e o f v i s u a l s c a r e : Co l o r x c o l o r a n d o r i e n t a t i o n x
o r i e n t a t i o n c o n j u n c t i o n s . J o u r n a l o f Ex p er i me n t a l P sy c h ol o g y ~ Hu -
man Pe r c e pt i o n d e P e r f o r m an c e , l b , 8 7 9 - 8 9 2 .
Y a H n s , S ( 1 9 9 3 ) . S t i m u l u s - d r i v e n a t t e n u o n a l c a p t u r e . C u r r e n t I h r e c -
t t o e s t o P s y c h o l o g i c a l S c i e n c e , 2 , L 5 6 - 1 6 1 .
Y A NT I S , S , & J OHNSON, D N. ( 1 9 9 0 ) . Me c h a n i s ms o f a t t e n u o n a l p n -onN. J o u r n a l o f E r p e n m e r n u l P s y c h d o g s Human P e r c e p t i o n & P e r -
f o r m a n c e , 1 6 , & 1 2 - 8 2 5 .
Yn Nr I s , S . , &J O N E S , E . ( 1 4 9 1 ) . Me c h a n i s ms o f a t t e n t i o a a l s e l e c t i o n :
T e m p o r a l l y m o d u l a t e d p r i o r i t y t a g s . P e r c e p t i o n & P s , + r h o p h y s i c s , 5 0 ,
1 6 6 - I 7 8 _
Y n N T r s , S , & . l o Mm E S , 1 . ( 1 9 9 0 ) A b r u p t v i e u a f o n s e t s a n d s e l e c t i v e
a t t e n t i o n : V o l u n t a r y v e r s u s a u t o m a t i c a l l o c a t i o n . J o u r n a l o f F z F e r i me r e -
t a l P s y c h o l o g y : Human P e r c e p t i o n & P e r f o r m a n c e , l b , I l l - 1 3 4 .
YUND, E .W, E F R O N , R . , a N i c H O t s , B R . ( 1 9 9 0 ) . D e t e c t a b i l i t y g r a -
d i e n t s a s a f u n c t i o n o f t a r g e t l o c a t i o n . B r a i n & C o g n i t i o n , 1 2 , 1 - 1 6
ZED, S . M ( 3 9 7 8 ) U n i f o r n u t y a n d d i v e r s i t y o f s t r u c t u r e a n d f u n c t i o n
i n R h e s u s monk ey p r e s t n a t e v i s u a l c o r t e x J o u r n a l o f P h y s t o l a g y . 2 7 7 ,
2 7 3 - 2 9 4 .
ZEK f , S .M, WAT SON, I DG, E, UECK,CJ . . FRI STON, KJ , KFV-
NARD, C , & P I u c x o w I n x , R 5 I . ( 1 9 90 A d i r e c t d e mo n s t r a t i o n
8/3/2019 wolfe 1994
http://slidepdf.com/reader/full/wolfe-1994 37/37
2 3 8 WOLFE
o f f u n c t i o n a l s p e c i a l i z a t i o n i n hu man v i s u a l c o r t e x . J o u r n a l o f Ne u r o -
s c i e n c e , 1 1 , 6 4 1 - 6 4 9 .
Z r t o u , W, CaEN, L . , & ZHANG, X( 1 9 9 2 ) . T op o l o g i c a l p e r c e p t i o n :
Ho l e s i n i l l u s o r y c o n j u n c t i o n and v i s u a l s e a r c h . I n v e s t i g a t i v e
Op h t h a l mo l o g y & V i s u a l S c i e n c e , 3 3 , 9 5 8 . ( A b s t r a c t )
ZHOU, W, ZHnNC, X , & CHEN, L . ( 1 9 9 3 ) . Shape t r a n s f o r m a t i o n i n
i l l u s o r y c o n j u n c t i o n s . I n v e s t i g a t i v e Op h t h a l mo l o g y & V i s u a l S c i e n c e ,
3 4 , 1 0 8 2 . ( A b s t r a c t )
Z o H n e v , E . , & Ho c e s T Ei N , S . ( 1 9 8 9 ) . How s e r i a l i s s e r i a l p r o c e s s i n gi n v i s i o n ? P e r c e p t i o n , 1 8 , 1 9 1 - 2 0 0
NOTES
1 . T hr e e p o i n t s a r e wo r t h ma k i n g h e r e . F i r s t , t h e c l a i m t h a t a l i m-
i t e d c a p a c i t y p r o c e s s mu s t b e d e p l o y e d i n a s e r i a l mann e r a c r o s s t h e
v i s u a l f i e l d i s n o t a c l a i m t h a t t h e p r o c e s s i s i t s e l f s e r i a l . F o r e x amp l e ,
f a c e r e c o g n i t i o n may w e l l b e a p a r a l l e l p r o c e s s i n t h e s e n s e t h a t e y e s ,
n o s e , mou t h , e t c . a r e a l l c o n s i d e r e d a t o n c e . I t i s , h o we v e r , a l i mi t e d -
c a p a c i t y p a r a l l e l p r o c e s s t h a t mus t b e d ep l o y e d f r o m f a c e t o f a c e . One
c a n n o t p r o c e s s a r o o m f u l l o f f a c e s i n p a r a l l e l . S e c o n d , t u r n i n g t o v i s u a l
s e a r c h , t h e g e n e r a l n o t i o n o f a s p a t i a l l y r e s t r i c t e d d e p l o y me n t o f a t t e n -
t i o n d o e s n o t r e q u i r e t h a t t h e l i mi t e d - c a p a c i t y s t a g e b e l i m i t e d t o p r o -
c e s s i n g o f o n e i t e m a t a t i me ( t h ou g h t h a t a s s ump t i o n i s made i n t h e
c u r r e n t v e r s i o n o f Gu i d e d S e a r c h ) . We w i l l r e t u r n t o t h i s t o p i c l a t e r .
T h i r d , t h e s eq ue nc e o f a p a r a l l e l s t a g e f o l l o we d b y a s e r i a l s t a g e s h o u l d
n o t b e t a k e n a s a o n e - w ay r e l a t i o n s h i p b e t we e n t wo i n d e pe n d e nt p r o -
c e s s i n g s t a g e s . Wh i l e i t i s c l e a r e n o u g h t h a t t h e i n i t i a l ( e . g . , r e t i n a l )
s t a g e s o f p r o c e s s i n g a r e p a r a l l e l , t h e r e i s n o s ha r p b o r d e r b e t we e n p a r -
a l l e l and s e r i a l s t a g e s . As we w i l l s e e , t h e t wo t y p e s o f p r o c e s s e s wo r k
t o g e t h e r a t t h e s ame t i me t o s o l v e v i s u a l p r o b l e ms ( F r i e d ma n - H i l l &
Wo l f e , i n p r e s s ) .
2 . One c an s p e n d a l o t o f t i me t r y i n g t o d et e r m ne wh e t h e r t h e s e c -
o n d s t a g e o f p r o c e s s i n g i s a t r u l y s e r i a l , i t e m- b y - i t e m a f f a i r , o r w he t h e r
i t i s a l i m i t e d - c a p a c i t y p a r a l l e l p r o c e s s A l t e r n a t i v e s i n c l u d e a n a b i l i t y
t o p r o c e s s mo r e t h a n o ne i t e m a t o n c e ( Ca v e &a s h l e r , 1 9 9 4 a , 1 9 9 4 b ;
Mo r d k o f f & Y a n t i s , 1 9 9 3 ; Naka y ama , 1 9 9 0 ; P a s h l e r , 1 98 7) o r e v e n
a n a b i l i t y t o p r o c e s s a l l i t e m s a t o n c e w i t h s p e e d o r d ep t h o f p r o c e s s i n g
d e p e n d e n t o n t h e a l l o c a t i o n o f a l i mi t e d r e s o u r c e ( K i n c h l a , 1 9 7 7 , 1 9 9 2 ) .
Th e c u r r e n t v e r s i o n o f Gu i d e d S e ar c h mak es a c h o i c e . I t e ms a r e
p r o c e s s e d o ne a t a t i me . Ho w e v e r , t h e b a s i c i s s u e s i n Gu i d e d S e a r c h
a n d t h e u n d e r l y i n g s t r a t e g y wo u l d r e ma i n s i m i l a r e v e n i f i t c ou l d b e
s h o w n t h a t t h e l i mi t e d - c a p a c i t y s t a g e s t i l l p r o c e s s e s a l l i t e ms a t o n c e .
Th e c r i t i c a l i s s u e i s how t o d e pl o y l i m i t e d r e s o u r c e s i n an i n t e l l i g e n t
f a s h i o n . C u r r e n t l y , r e s o u r c e s a r e d e p l o y e d f r o m i t e m t o i t e m i n d e c r e a s -
i n g o r d e r o f t h e l i k e l i h o o d t h a t t h e y c o n t a i n a t a r g e t . Mu c h t h e s ame
r e s u l t c o u l d b e o b t a i n e d b y d e p l o y i n g a l i mi t e d r e s o u r c e t o a l l i t e m s
w i t h t h e amou nt o f r e s o u r c e d e p l o y e d a t e a c h l o c u s d e p e n d e n t o n t h e
l i k e l i h o o d t h a t t h e l o c u s c o n t a i n s a t a r g e t .
3 . T he r e a r e , o f c o u r s e , s e p a r a t e p a r a l l e l p a t h wa y s c a r r y i n g i n f o r -
ma t i o n i n t h e e a r l y v i s u a l p a t h wa y s . T h e mos t i mp o r t a n t o f t h e s e a r e
t h eMn d P ( t r a n s i e n t and s u s t a i n e d , c o l o r - o p p o n e n t and b r o a d - b a n d )
p a t h wa y s an d t h e ONand OFF p a t h wa y s ( L e n n i e , T r e v a r t h e n , Va n Es -
s e n , & Wa s s l e , 1 9 9 0 ) . Ho w e v e r , a s w i l l b e d i s c u s s e d l a t e r , t h e s e d i s -
t i n c t i o n s d o n o t a p pe a r t o h a v e muc h i mp a c t o n v i s u a l s e a r c h , p r o b a b l y
b e c a u s e v i s u a l s e a r c h o p e r a t e s o v e r r e p r e s e n t a t i o n s g e n er a t e d l a t e r i n
v i s u a l p r o c e s s i n g .
4 . Th e a c t i v a t i o n map i s a mo d e l i n g c o n v e n i e n c e , n o t a p h y s i o l o g i -c a l h y p o t h e s i s . T he r e i s no n e e d t o b r i n g a l l a c t i v a t i o n t o g e t h e r i n a
s i n g l e l o c u s . What i s r e q u i r e d i s t h a t t h e mo ve men t o f a t t e n t i o n b e b a s e d
o n a we i g h t e d c o mb i n at i o n o f t h e f e a t u r e - s p e c i f i c a c t i v a t i o n s .
5 . I t i s p r o b ab l y a mi s t a k e t o t h i n k o f a t t e n t i o n " mo v i n g " f r o m l o c a -
t i o n t o l o c a t i o n i n s ome s t r i c t a n a l o g y w i t h e y e mo v e me n t s o r me n t a l
i ma g e r y . Mo r e p l a u s i b l y , i t i s d e p l o y e d a t l o c a t i o n x , t h e n d i s e n g ag e d
f r o mx , and r e d e p l o y ed a t y wi t h o u t n e c e s s a r i l y t r a v e r s i n g i n t e r m e d i a t e
p o i n t s . Th e l i t e r a t u r e o n t h i s t o p i c i s b e y o n d t h e s c o p e o f t h i s p a p e r .
I f o ne p r e f e r s a p a r a l l e l , l i m i t e d - c a p a c i t y mod e l o f t h e d e p l o y me n t o f
a t t e n t i o n , t h e r o l e o f t h e a c t i v a t i o n map c han g e s . I n a p a r a l l e l mo d e l ,
t h e a c t i v a t i o n map wo u l d g u i d e t h e a p po r t i o n me n t o f a t t e n t i o n w i t h mo r e
o f t h e l i mi t e d r e s o u r c e d e vo t e d t o h i g h - a c t i v a t i o n l o c a t i o n s and l e s s t o
l o we r a c t i v a t i o n l o c a t i o n s .
6 . T he r e h a s b e e n c o n s i d e r a b l e d i s c u s s i o n a bo ut wh et h er a t t e n t i o n i s
d i r e c t e d t o l o c a t i o n s o r t o o b j e c t s . As t h e i s s u e i s f r a me d i n t h e l i t e r a -
t u r e , t h e an swe r i s p r o b a b l y " o b j e c t s " ( K a h n eman& r e i s ma n, 1 9 84 ;
T i p p e r , B r e h a u t , & D r i v e r , 1 9 9 0 ; T i p p e r e t a l . , 1 9 9 1 ; T r e i s ma n , 1 9 8 6 a ,
1 9 8 8 ) , b u t f o r t h e c u r r e n t v e r s i o n o f Gu i d e d Se ar c h , t h e i s s u e i s n o t
c r i t i c a l . I n a n a r r a y o f i t e m s , a c t i v a t i o n w i l l b e h i g h e r a t t h e i t e ms t h a n
i n i n t e r v e n i n g b l a n k s p a c e . Ob j e c t s a n d l o c a t i o n s w i l l b e , i n e f f e c t , t h e
s ame t h i n g .
7 . I f t h e r e h a p p e n e d t o b e a t i e i n t h e a c t i v a t i o n s o f t wo i t e m s , t h e
o r d e r o f c he c k i n g wo u l d b e r a nd o m .
8 . He a t h c o t e an d Me w h o r t ( 1 9 9 3 ) wo u l d d i s a g r e e w i t h t h i s l a s t p o i n t .
T h e y d o n o t b e l i e v e t h a t t h e i r d a t a c an b e e x p l a i n e d b y p h a s e - s e n s i t i v e
mec han i sms . I n p a r t i c u l a r , t h e y n o t e t h a t r e d - b l u e t a r g e t s c an b e f o u nd
am d b l u e - r e d d i s t r a c t o r s and t h a t no c e l l s h a v e b e e n f o u nd i n t h e c o r -
t e x t h a t r e s p o nd o p t i m a l l y t o t h a t p o l a r i t y o f e d g e . T h i s i s n o t a r e a l
o b j e c t i o n t o a p h a s e a c c o u n t , s i n c e t h e r e d - g r e e n c e l l t h a t t h e y i n v o k e
wo u l d c e r t a i n l y r e s p o n d d i f f e r e n t i a l l y t o r e d - b l u e v e r s u s b l u e - r e d e dg e s .
9 . We a r e c u r r e n t l y r e v a mp i n g t h e s i m u l a t i o n t o r un o n a S u n ( o r
e q u i v a l e n t ) w o r k s t a t i o n and wo u l d b e hap p y t o s h a r e t h e c o d e ( i n C)
wi t h i n t e r e s t e d r e a d e r s who wo u l d c a r e t o t r y i t o n t h e i r f a v o r i t e s e a r c h
p ar a di g m.
( Ma nu s c r i p t r e c e i v e d Oc t o b e r 2 1 , 1 9 9 3 ;
r e v i s i o n a c c e p t e d f o r p u b l i c a t i o n J a n u ar y 2 9 , 1 9 9 4 . )
