Воспринимаемая интенсивность шума и воспринимаемая интенсивность сигнала, который предъявляется на фоне шума, не постоянна во времени и изменяется по законам нормального распределения.

ОХ – ось интенсивности ощущений.

шум N cигнал S

 

 

Х

 

Чаще всего мы слышим шум определенной интенсивности, но мы можем этот шум услышать как меньшей или большей интенсивности, но вероятность того, что мы услышим этот шум, как шум большей или меньшей интенсивности - мала.

То же самое касается сигнала, если мы предъявляем один и тот же стимул не меняя его интенсивности, то всякий раз мы будем воспринимать его по-разному. Наиболее часто мы воспримем этот сигнал, как имеющий определенную интенсивность, но мы можем его воспринять и как более громко звучащий, или как менее громко звучащий, но вероятность этих двух последних событий тоже мала.

Испытуемый, поставленный перед задачей - определить есть сигнал или сигнал отсутствует, всегда сталкивается с проблемной ситуацией. Человек должен принимать решение, что он воспринимает сигнал или шум? Предположим, предъявляется что-то, не понятно сигнал или шум, а испытуемый воспринимает некое ощущение определенной интенсивности, которое мы откладываем на оси ОХ. Что ему сказать? Сигнал это или шум, если вероятность того и другого одинакова? Это проблемная ситуация, с которой человек сталкивается всегда.

3. При принятии решения о том, что он воспринимает, человек руководствуется критерием - β.

N S

ψ

С

 

β

О Х

ОХ – ось интенсивности ощущения.

Критерий – это интенсивность ощущения, которая служит человеку основанием для принятия решения о наличии или отсутствия сигнала.

Если воспринимаемая интенсивность ощущения больше критерия (это все ощущения определенной интенсивности, которые на рисунке расположены правее критерия), то испытуемый говорит, что сигнал присутствует, и наоборот, если в данный момент человек испытывает ощущение меньше критерия, ответ - сигнал отсутствует.

Очевидно, что если мы сравним это положение с положением Фехнера о существовании разностных порогов, то здесь явное противоречие. Разностный – это минимальное различие между стимулами, которое впервые воспринимается как едва заметное различие. А здесь авторы говорят, что стимулы здесь ни при чем, человек принимает решение о том, что было сигнал или шум, пользуясь неким субъективным критерием, не объективными различиями и по определенному правилу.

Следствия:

1. ТОС предсказывает, что при задаче обнаружения сигнала на фоне шума будут наблюдаться четыре типа ответов при предъявлении или отсутствии сигнала:

	Да	Нет
S+
S-

Типы ответов:

- Правильные попадания (S+, ответ ДА)

- Ложные тревоги (S-, ответ ДА)

- Пропуски (S+, ответ НЕТ)

- Правильные отрицания (S-, ответ НЕТ)

Эксперимент: испытуемого усаживают в со­вершенно темной комнате лицом к глухой стене, рас­положенной на расстоянии примерно 1 метра от него. Время от времени экспериментатор дает предупреж­дающий сигнал — отчетливо слышимый звук, а за­тем предъявляет либо 1) вспышку света, настолько слабую, что испытуемый может обнаружить ее лишь в части случаев, либо 2) "пустую" пробу без света. Испытуемый после каждой пробы должен указать, обнаружил ли он сигнал.

2. ТОС предсказывает возможность измерения различных типов ответов через их вероятность.

Площадь правее критерия под кривой – правильные попадания (ПП).

Левее от критерия под кривой – правильные отрицания (ПО).

Правее от критерия под кривой «шум» - ложная тревога (ЛТ).

Левее от критерия под кривой «сигнал + шум» - пропуск (П).

N β S

 

ПО ПП

 

 

П ЛТ

Можно пройтись по всем из этих типам ответов и показать их количественную меру:

Вероятность правильных попаданий, графически определяется, как площадь под кривой – сигнал, расположенная правее критерия;

Количественная мера ложных тревог – это вероятность, которая расположена под кривой шум, правее критерия;

Вероятность правильных отрицаний будет измеряться как площадь под кривой шум, левее критерия;

Вероятность пропусков измеряется, как площадь под кривой сигнал, левее критерия.

Критерий – это субъективная величина, у каждого человека может быть разный и в зависимости от разных условий у одного и того же человека может меняться.

Факты, подкрепляющие теорию:

1. В ситуации обнаружения сигнала на фоне шума действительно выявляются все четыре типа ответов. Причем часто выполняется предсказание об их количественном соотношении:

ПП + П = 1

ПО + ЛТ = 1

Т.к. площадь под кривой равна единице!

2. Наличие у испытуемых критериев демонстрируется в экспериментах с платежной матрицей.

От чего зависит в каждой пробе сообщение испытуемого о том, видит он или нет слабую вспышку света? Испытуемый использует некоторую стати­стическую величину (критерий), и отвечает поло­жительно на все пробы, в которых эффект окажется больше критерия, и отрицательно всякий раз, когда он окажется меньше критерия. Но где испытуемый помещает критерий? Любой критерий будет иметь свои недостатки, поскольку не может быть критерия, обеспечивающего абсолют­ное идеальное решение.

Допустим, испытуемому платят определенную сумму за каждый обнаруженный им сигнал и не взимают с него ничего за сделанные им ошибки. Очевидно, он станет сообщать о наличии сигнала в каждой пробе.

Теперь рассмотрим более тонкий экспе­римент, назы­ваемой платежной матрицей.

	Сигнал предъявлен	Сигнал не предъявлен
Ответ «Да»	+ 10	- 2
Ответ «нет»	- 2	+ 4

Испытуемый получает 10 центов за каждый обнаруженный сигнал и 4 цента за каждый правильный ответ об отсутствии сигнала. Однако он должен сам платить по 2 цента за каждую ошибку любого типа. Очевидно, что критерий д.б. сдвинут влево. Выигрывать должен "решительный" испытуемый.

Поменяем систему оплаты: критерий сдвинется вправо, чтобы было больше правильных отрицаний.

	Сигнал предъявлен	Сигнал не предъявлен
Ответ «Да»	+ 4	- 2
Ответ «нет»	- 2	+ 10

Суть состоит в том, что испытуемый располагает свой кри­терий в точке, где ожидаемая величина оплаты мак­симальна.

Влияния раз­личных платежных матриц, приводят к пре­дубежденности в ответах испытуемого. Что случи­лось бы в эксперименте, если бы только предубеж­денность определяла результат, а наличие или от­сутствие сигнала совсем не имело бы значения?

Пришлось бы провести эксперимент, в котором все пробы были бы пустыми (только шум). Допустим, что мы стали менять в этом "бесстимульном" эксперименте награды и штрафы таким обра­зом, чтобы различные группы испытуемых сообщи­ли бы о наличии сигнала в части проб, меняющейся от 0 до 100%.

Произвольно обозначим случайно выб­ранную половину этих "бесстимульных" проб как SN, а другую их половину - как N. Доля положительных ответов для обоих типов проб будет одинаковой. Этот случай показан прямой диагональю.

 

вероятность 100 сильный стимул

вопаданий бесстимульные пробы

(S + N) 80

слабый стимул

 

 

 

20 40 60 80 100

вероятность попаданий (S)

Кривые, построенные таким образом, называ­ются рабочими характеристиками приемника (РХП). Это графическая функция, связывающая два показателя:

- вероятность правильных попаданий Рпп;

- вероятность ложных тревог Рлт.

Что про­изойдет с кривой РХП, если в пробах сигнал + шум действи­тельно будет предъявляться сигнал и испытуемые снова будут при­ведены к различной степени предубежденности?

1) при наличии сигнала вероятность поло­жительного ответа будет больше для проб SN, чем для проб N;

2) кривая РХП всюду выше диагонали. При сильном сигнале кривая РХП будет отстоять от диагонали гораздо дальше и проходить выше, чем при слабом сигнале.

Форма кривой РХП отражает до некоторой степени чувствительность человека к сигналу и мо­жет быть использована как ее мера. Мера чувствительности обозначается d'.

Меру чувствительности можно измерить, также, как разность между математическими ожиданиями значения шума и сигнала, между центрами этих распределений, выраженную в единицах среднего квадра­тичного отклонения распределения.

N d` S

 

 

О Х

Величина меры чувствительности не зависит от положения критерия, ус­танавливаемого испытуемым.

Адаптация – изменение чувствительности (повышение порога) сенсорной системы в результате длительного воздействия раздражителя.

Сенсибилизация – это процесс, который заключается в повышении чувствительности (снижении порога) сенсорной системы к длительно действующему раздражителю (после долгого воздействия боль становится только сильнее, организм требует убрать источник).

Явление контраста – предшествующее ощущение влияет на последующее (после холодного горячее еще горячей - интенсивней). Синестезия – феномен слияния свойств различных сенсорных систем («холодный цвет»).