Современная психофизика. Теория обнаружения сигнала
В современной психофизике, вводится понятиесигнала на фоне шума. Всякий раздражитель воспринимается на определенном фоне и его восприятие может меняться в зависимости от внешних условий и состояния самого испытуемого.
Хотя понятие абсолютного порога имеет долгую историю в психологии и указывает на пределы чувствительности, в настоящее время оно стало пересматриваться. Если бы существовал абсолютный порог в самом прямом смысле этого слова, то в результате мы получили бы ступенчатую функцию вероятности обнаружения от интенсивности стимула - стимулы подпороговой интенсивности всегда оставались бы незамеченными, а надпороговые всегда обнаруживались бы. Существовал бы ряд интенсивностей звука, на которые испытуемый никогда не давал бы ответа, а при некоторой пороговой интенсивности наблюдался бы резкий переход к постоянным ответам, когда все предъявленные раздражители оказались бы воспринятыми.
Однако результаты этого типа никогда не встречаются в реальном эксперименте. Вместо этого по мере нарастания интенсивности звука происходит постепенное увеличение вероятности ответа испытуемого о том, что слышен звук. Обычно кривая роста вероятности имеет S-образную форму, показанную на нижнем рисунке . Однако здесь встают два важных вопроса: 1. Где на графике S-образной функции лежит абсолютный порог? 2. Что принимается за нуль на шкале интенсивностей?
|
|
|
Очевидно, что ответ на первый вопрос может быть получен только путем произвольного решения. Договорились определять абсолютный порог как уровень стимуляции, при котором обнаружение происходит в 50% случаев. Ясно, однако, что это не соответствует определению абсолютного порога как такой интенсивности стимулов, ниже которой они не могут быть обнаружены. Очевидно, что раздражители ниже этого порога также могут быть обнаружены, и увеличение числа наблюдений может привести к статистически вполне оправданному выводу, что порог имеет такое малое значение, какое мы только захотим, коль скоро вероятность обнаружения сигнала больше нуля. Порогом можно обозначить любое значение, лежащее выше нуля на шкале интенсивностей.
Этот способ рассуждения порождает, конечно, второй вопрос: что является нулем на шкале интенсивностей? Чтобы подойти к обсуждению этого вопроса, давайте предположим, что обычная аудиометрическая процедура несколько видоизменена: допустим, что тоны, подлежащие обнаружению, предъявляются на фоне довольно высокого уровня шумов. При этом шумы будут маскировать некоторые из более слабых тонов. Очевидно, что мы могли бы определить нуль на шкале интенсивностей как уровень шума, который имеет место в данных условиях.
|
|
|
Пересмотр понятия абсолютного порога привело к появления теории обнаружения сигнала, так как чувствительность является непрерывной функцией, а не следует по принципу "все или ничего" – то есть не существует порога в абсолютном смысле, а есть некая точка, положение которой зависит от ряда факторов, в том числе и субъективных. Теория обнаружения сигнала есть яркий пример субъектного подхода в психофизике. Объектный подход предполагает зависимость от внешнего стимула, каков стимул, таково и ощущение. Субъектный подход зависит от испытуемого, который сам принимает решение. Испытуемый аналогичен приемнику сигнала, который принимает решение о наличии сигнала.
Как отмечалось выше концепция фиксированного абсолютного порога должна быть изменена, потому что нет единственной точки в шкале интенсивности, которая отделяет обнаруженные стимулы от необнаруженных. Вместо этого есть некоторый диапазон неуверенности, и люди устанавливают свой собственный критерий решения (критерий ответа) стандарт того, насколько определенно должно быть присутствие стимула, что бы можно было говорить, что они обнаруживают его. Критерий решения может также изменяться время от времени. Теория обнаружения cигнала занимается факторами, которые влияют на эти решения.
|
|
|
Принятие решений об отсутствии и присутствии стимула рассматривает статистическая теория решений. По смыслу выражения статистическая теория решений является общей теорией, описывающей, как принимается решение в ситуации риска (в азартной игре, например). Приложение статистической теории решений к проблеме обнаружения раздражителя часто называют теорией обнаружения сигнала. Она рассматривает поведение наблюдателя в ситуации обнаружения как пример принятия решения
Статистическая теория решений исходит из следующих положений:
1) сигнал, подлежащий обнаружению, появляется всегда на фоне шума, уровень которого случайно меняется во времени.
2) подобным же образом случайно во времени меняется и эффективность сигнала;
3) поскольку мы утверждаем, что эти два процесса являются случайными, они могут быть представлены кривыми нормального распределения;
4) чтобы получить результат действия сигнала, подлежащего обнаружению, надо сложить распределение эффектов, производимых только фоновым шумом и только одним сигналом (поскольку сигнал никогда не может появиться без шума).
|
|
|
К факторам обнаружения сигнала относится:
· Интенсивность сигнала.
· Отчетливость или недвусмысленность сигнала – насколько сигнал отличается от шума
· Внутренние факторы.
Мощный и недвусмысленный сигнал легче обнаружить, чем слабый и неоднозначный. Теория обнаружения сигналов предполагает, что чувствительность не следует принципу "все или ничего" и не существует порога в абсолютном смысле - на самом деле это некоторая точка, положение которой зависит от ряда факторов. Одна из наиболее важных задач испытуемого — это необходимость различать сигнал и шум. Чтобы решить, присутствует ли сигнал, испытуемый должен сначала установить некоторый критерий. Когда интенсивность сигнала превышает этот критерий, испытуемый дает ответ об обнаружении стимула; когда она ниже критерия, испытуемый реагирует, как при отсутствии сигнала. Установка критерия зависит как от внешних так от внутренних факторов.
Внедрение в середине 50-х годов теории обнаружения сигналов значительно изменило представление о сенсорных порогах. Среди факторов, повлиявших на изменение представлений о человеческом организме, были достижения в области обнаружения сигналов. На теорию обнаружения сигналов повлияла не только статистическая теория принятия решений, но и электротехника. Сходство между обнаружением сигналов радиолокационной станцией и человеком заметили Тэннер и Светс (1954). В их работе рассматривалось поведение человека при обнаружении световых сигналов на светлом фоне. Сильнейшее влияние на психологию оказала та часть их работы, в которой утверждалось, что на решения человека о присутствии или отсутствии стимула влияет не только интенсивность сигнала, но также содержание решаемой задачи и знание результатов.
Пороги являются элементами сложного опыта человека, когда требуется принимать решение на основании неоднозначных и/или труднообнаруживаемых стимулов. Кроме интенсивности и однозначности стимула еще два внутренних фактора влияют на решения об обнаружении: ожидание наблюдателя — появится или не появится сигнал и что последует за принятием решения — наказание или вознаграждение.
В лаборатории влиянием обоих факторов можно манипулировать и измерять. В лаборатории можно оценить влияние ожидаемой награды или наказания на обнаружение сигнала путем манипулирования "частотой оплаты". Например, мы можем попросить нашего испытуемого идентифицировать некоторый признак зрительного поля, который случайно появляется в половине всех проб. Если он правильно определяет, что признак присутствует (или отсутствует), мы платим ему пять центов, но если он допускает пропуск или дает ложный положительный ответ (ложную тревогу), мы вычитаем у него пять центов. Если же мы изменим правила оплаты, так чтобы он получал 25 центов за правильное обнаружение, а в остальных случаях — все как в первой схеме(т.е. по пять центов), то ответы "Есть признак" будут встречаться чаще. А если мы наоборот, будем платить по 25 центов за отрицательный ответ, когда признак действительно отсутствует, а выплаты в остальных случаях оставим как в первой схеме, то чаще будут встречаться ответы "Нет признака".
Всего возможно четыре исхода: Правильный ответ о присутствии стимула (попадание), правильный ответ об отсутствии стимула(правильное отвержение), неправильный ответ, что стимул присутствует (ложная тревога) и неправильный ответ, что стимул отсутствует (ошибка).
 |
Рисунок 16 - Исходы эксперимента на обнаружение сигнала
Процесс решения, имеющий отношение к эксперименту на обнаружение сигнала подобен, той проблеме, которая стоит перед врачом, который должен решить, присутствует или нет данная болезнь. Последствия диагностического решения будут воздействовать на критерии принятия решения доктором (Гросберг и Грант, 1978: Свит, 1992). С одной стороны, большинству врачей не требуются большие подтверждения бактериальной инфекции, чтобы дать пациенту антибиотики, так как он и пациент не сильно много теряют в случае ложной тревоги, но извлекают большую пользу, если инфекция на самом деле присутствует и может быть вылечена. С другой стороны, врач не будет ставить определенный диагноз (особенно, если он влечет за собой радикальные вмешательства, например прямую операцию на сердце), если у него не будет достаточных оснований, поддерживающих диагноз, потому что последствия ложной тревоги были бы слишком дорогостоящими и ему и пациенту и, возможно, компании, которая обеспечивает их защитой от злоупотребления служебным положением.
В целом в теории обнаружения сигнала выделяются следующие основные положения:
1. Пересмотрено понятие порога. Вместо понятия абсолютного нуля - представление о вероятности появления сигнала на фоне шума.
2. Даже при шуме может возникать ощущение.
3. Понятие критерия. Данная теория является ярким примером субъектного подхода психофизики., т.е. сам испытуемый вводит критерий.
Теория обнаружения сигналов важна для многих областей психологии, но кроме этого она открывает совершенно новые перспективы в изучении процессов обработки информации. Мнение, что перцептивные механизмы обнаружения "включаются" одними только сенсорными признаками, воздействующими на "безумные" существа, больше не выдерживает критики. Более реалистичен взгляд на обнаружение стимулов как на результат совместного действия сил, некоторые из которых берут начало внутри нашей когнитивной сферы.
Выводы по теме – в данной теме мы познакомились с основными идеями психофизики и основным психофизическим законом. Были представлены основные методы психофизики. Были введены основные идеи теории обнаружения сигнала, которая показывает, что обнаружение стимула не определяется только сенсорными признаками стимула.
Вопросы для самопроверки
1. Что такое психофизика и психофизический закон.
2. Сформулируйте основной психофизический закон.
3. В чем новизна теории обнаружения сигнала по сравнению с идеей порога?
4. Факторы обнаружения сигнала.
Список литературы
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 3034; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!