Signaldetekteringsteori

Signaldetekteringsteori (TOS)  är en modern psykofysisk metod som tar hänsyn till den probabilistiska karaktären av stimulusdetektering, där observatören betraktas som ett aktivt föremål för beslutsfattande i en situation av osäkerhet. Teorin om signaldetektering beskriver den sensoriska processen som en tvåstegsprocess: processen att kartlägga stimulans fysiska energi till intensiteten av förnimmelsen och processen för beslutsfattande av ämnet.

Historik

Den huvudsakliga utvecklingen av teorin om signaldetektering inträffade 1952-1954. Ett betydande bidrag till den teoretiska utvecklingen gjordes av forskare från University of Michigan : Peterson , Birdsall och Fox. [1] 1954 genomfördes också psykoakustiska experiment och studier inom synfältet, vilket bekräftade betydelsen av teorin om signaldetektering. 1966 utvecklades teorin om signaldetektering i detalj och presenterades i Greens och Svets arbete. [2]

Skillnader från klassisk psykofysik

Teorin om signaldetektering har 4 aspekter som klassisk psykofysik inte tar hänsyn till :

  1. Den probabilistiska karaktären av signaldetekteringen av patienten. Samma stimulans kan framkalla förnimmelser av olika intensitet. Det finns en probabilistisk natur av svar om samma stimulans.
  2. Falskt larm och missar. TOC tar hänsyn till möjligheten för missade signalprover och falsklarm i prover där det inte finns någon signal.
  3. Aktiviteten i signaldetekteringsprocessen av patienten. Subjektet betraktas som en aktiv observatör som agerar i en situation av osäkerhet, och inte som en passiv mottagare av stimulansinformation.
  4. Inflytande av icke-sensoriska faktorer på beslutsfattande. Försökspersonens beslut om närvaro eller frånvaro av en stimulans påverkas av olika faktorer som inte är relaterade till stimuleringsparametrarna. Sådana faktorer kan vara preliminär information till ämnet, feedback, betalningsmatris och andra faktorer som inte är fysiska parametrar för incitament.

Allmänna bestämmelser

I stimulusströmmen urskiljs en egenskap som på grund av dess karakteristiska egenskaper drar observatörens uppmärksamhet - en signalstimulus. Ett tomt stimulus (brus) är frånvaron av en signalstimulus i provet. Observatören kan använda två kategorier av svar: "ja", "nej". Observatören måste upptäcka stimulansen och svara på den med svaret "ja" (det finns ett tecken), om tecknet inte upptäcks måste observatören ge svaret "nej" (det finns inget tecken). När man löser detta problem baseras observatören på det etablerade överensstämmelseschemat mellan funktionerna i den sensoriska bilden av stimulansen och beslutet som fattas. Upprättandet av ett korrespondensschema påverkas inte bara av egenskaperna hos stimuli, utan också av icke-sensoriska faktorer.

5 procentuella förhållanden av närvaron av stimuli och brus i olika prover tillämpas: 10 %, 30 %, 50 %, 70 %, 90 % av stimuli. Serierna utförs enligt metoden "uppför - nedför": från 10 % till 90 % och från 90 % till 10 %.

Det finns 4 utfall i en signaldetekteringssituation: rätt träff (det finns en stimulans - svaret är "ja"), det korrekta förnekandet (det finns ingen stimulans - svaret är "nej"), passningen (det finns en stimulus) - svaret är "nej"), falskt alarm (det finns ingen stimulans - svaret "Ja").

Stimulans Svar
Ja Inte
Signal Rätt träff (H; träff) Förnekelse (O; utelämnande)
Ljud Falskt larm (FA; falskt alarm) Rätt avslag (CR; korrekt avslag)

Den allmänna signaldetekteringsmodellen är två klockformade överlappande distributioner. I olika versioner av TOC är dessa funktioner normal-, binomial- eller exponentialfördelningar. [3] Beslutskriteriet (C) , baserat på korrespondensschemat, bestämmer beslutsregeln om närvaro eller frånvaro av en stimulans. Detta kriterium återspeglar sannolikheten för falska larm och korrekta träffar vid en viss stimulansintensitet.

Utifrån detta kriterium konstrueras en kurva, kallad observatörens arbetskarakteristik , och ett mått på observatörens känslighet (d') bestäms. Känslighetsmåttet är ett konstant värde för en viss observatör med en viss stimulans.

Beslutskriterier

Beslutsfattandet beror på valet av beslutskriterium (gränspunkt, C). Det finns tre typer av kriterier:

  1. Symmetrisk  - ligger i mitten av skärningspunkterna mellan två distributioner. Valet av en sådan strategi beror på önskan att ge färre felaktiga svar. Med denna strategi är avslag och falska larm lika sannolikt.
  2. Liberal  - kriteriet förskjuts mot bruskurvan. Valet av ett sådant kriterium beror på önskan att inte missa stimulansen. Antalet korrekta träffar och falska larm ökar med denna strategi.
  3. Hårt  — kriteriet förskjuts mot signalkurvan. Valet av en sådan strategi beror på önskan att inte svara på bruset med svaret "ja". Antalet korrekta svar och falsklarm minskar.

Genom att ändra schemat uppnås således en samtidig ökning eller minskning av FA och H (precis som det är omöjligt att öka eller minska felen för båda slagen FA och O samtidigt). Valet av kriterium påverkas av icke-sensoriska faktorer och den strategi som personen väljer.

Observatörs prestanda

Observatörens funktionsegenskaper , (РХ) reflekterar beroendet av sannolikheten för träffar på sannolikheten för falska larm. Avståndet för PX-kurvan från kvadratens huvuddiagonal är ett mått på känsligheten (d') hos en given observatör för en given signal.

  1. Den ideala observatören  - signal- och bruskurvorna överlappar inte varandra, observatören gör inga falska larm och utelämnanden. PX-kurvan representeras av en punkt i det övre vänstra hörnet av fyrkanten
  2. Signalokänslig observatör  - signal- och bruskurvorna överlappar varandra nästan helt. PX-kurvan är kvadratens diagonal.
  3. En riktig observatör med ökad känslighet  - signal- och bruskurvorna överlappar något, PX-kurvan tas bort från kvadratens diagonal
  4. Reduced Sensitivity Observer  - Signal- och bruskurvorna överlappar betydligt. PX-kurvan är nära kvadratens diagonal

Icke-sensoriska faktorer

Icke-sensoriska faktorer modifierar försökspersonens korrespondensschema och introduceras som försöksledarens kontroll över detta schema.

Preliminär information - en varning om andelen försök med stimulans och tomma försök. Falsk information kan ges.

Feedback - information om sanningen/falskan i observatörens svar. Kan vara falskt. Det ges efter varje försök, eller efter en grupp försök (som frekvensen av korrekta svar).

Utbetalningsmatrisen är ett system med betalningar och straffavgifter för korrekta och felaktiga svar. Utdelningsmatrisen bidrar till effektiviteten och differentieringen av beslutsschemakontrollen och ökar observatörens motivation.

Klassiska signaldetekteringsmetoder

  1. Ja-nej-metoden. Den experimentella proceduren består i randomiserad presentation av stimuli efter varandra med jämna mellanrum. Svar ges i ett tvåkategorisystem.
  2. Tvåalternativ tvångsmetod (2ABV). Stimuli presenteras i par, en efter en eller samtidigt med rumslig separation. Svaren ges som i Ja-Nej-metoden. I denna metod presenteras stimuli och brus symmetriskt (stimulus-brus, brus-stimulus), så de villkorade sannolikheterna för korrekta svar (Н, CR) är lika.
  3. Bedömningsmetod. Proceduren för att genomföra experimentet liknar Ja-Nej-metoden eller 2ABB-metoden (beroende på modifieringen). Svar ges i konfidenskategorier (vanligtvis används 7 svarskategorier). Följande kategorier gäller: "ganska säker på att det fanns en signal", "visst fanns det en signal", "mer sannolikt att det var än det inte var", "kan inte välja", "snarare inte än det var", "visst det fanns en signal.” var inte”, ”ganska säker på att signalen inte var det”. Utvärderingsmetoden gör det möjligt att få flera PX-poäng i ett experiment. [fyra]

Anteckningar

  1. ↑ Peterson, WW, Birdsall, TG & Fox, WC (1954) Teorin om signaldetekterbarhet. Proceedings of the IRE Professional Group on Information Theory 4, 171-212.
  2. ↑ Green, DM, Swets JA Signaldetekteringsteori och psykofysik. 1966. New York: Wiley - ISBN 0-471-32420-5 .
  3. ↑ Gusev A. N., Izmailov Ch. A., Mikhalevskaya M. B. Mätning i psykologi: en allmän psykologisk workshop. 2:a uppl. M: Mening, 1998 - 286s.
  4. ↑ Gusev A. N. Allmän psykologi: i 7 volymer: en lärobok för studenter. högre lärobok institutioner / redigerad av B. S. Bratus. T. 2: Sensation och perception. M: Publishing Center "Academy", 2007. - 416s.

Litteratur