 |
Задание 2. Обнаружение тонального сигнала на фоне шума методами двухальтернативного вынужденного выбора и оценки
|
|
|
|
Цели задания. 1. Практическое освоение методов на примере обнаружения акустического сигнала. 2. Сопоставление разных методов и мер, предлагаемых для оценки сенсорной чувствительности.
Методика
Аппаратура. Звуковые сигналы предъявляются испытуемому через аудиометрические головные телефоны (например, " ТД-6" или " TDH-39" ). Синтез и предъявление звуковых стимулов осуществляется с помощью прецизионного генератора аудиометрических частот*, управляемого персональным компьютером. Управление стимуляцией, сбор ответов испытуемого и оперативная обработка полученных данных осуществляются компьютерными программами 2аbb. ехе и сr. ехе.
* Программируемый звуковой генератор должен обеспечивать возможность регулировки интенсивности тональных сигналов и белого шума с дискретностью не хуже, чем ± 0. 05 дБ. Для организации эксперимента можно воспользоваться также и стандартной звуковой картой к персональному компьютеру (типа " Sound Blaster" ), с помощью которого с эталонного генератора записываются необходимые звуки, которые в дальнейшем и предъявляются в качестве стимулов.
Стимуляция. Звуковые сигналы представляют собой отрезки широкополостного белого шума, к части из которых " примешан" тональный сигнал частотой 1000 Гц. Длительность звуковой посылки — 100 мс, интенсивность — 70—80 дБ по международной шкале SPL (шкала уровней звукового давления, где нулевому уровню соответствует величина среднего абсолютного порога слышимости). Интенсивность тональной добавки регулируется с дискретностью ± 0. 1 дБ.
В эксперименте по методу 2АВВ в каждой пробе " сигнальный" и " шумовой" стимулы предъявляются парами, с интервалом 500 мс. В опыте по. методу ОУ в каждой пробе предъявляется только один стимул (сигнальный или шумовой).
|
|
|
Перед каждой пробой на экране дисплея в качестве сигнала " Внимание" предъявляется порядковый номер пробы.
Процедура. Каждый студент участвует в эксперименте в качестве испытуемого. Группа студентов делится пополам. Одна половина группы сначала делает серию 2АВВ, потом ОУ, другая половина группы — наоборот. В обоих опытах в сигнальной пробе используется одно и то же отношение сигнал/шум, найденное в тренировочной серии. Если весь эксперимент проводится в один день, то тренировочная серия проводится лишь перед первым опытом, а перед вторым можно ограничиться лишь небольшой серией (40—50 проб), чтобы познакомиться со стимульной парадигмой и четко понять инструкцию. Если эксперимент продолжается в другой день, то перед началом следующего опыта рекомендуется провести хотя бы небольшую тренировочную серию (около 100 проб). В том случае, когда между двумя опытами прошел достаточно большой промежуток времени, стоит подумать о более длительной тренировочной серии, чтобы убедиться в достижении прежнего уровня продуктивности обнаружения сигнала.
1. Метод вынужденного выбора. Процедура опыта.
Опыт состоит из тренировочной и основной серий. В тренировочной серии испытуемый знакомится со стимульными условиями и процедурой эксперимента. В первой (ознакомительной) ее части предъявляются 20 проб (10 сигнальных и 10 несигнальных) с высоким отношением сигнал/шум в сигнальной пробе, т. е. к шуму " примешан" Достаточно сильный тональный сигнал, и обе звуковые посылки (< шум> и < сигнал+шум> ) без труда отличимы друг от друга. Во второй (тренировочной) части задача испытуемого состоит в подборе пороговой интенсивности тональной добавки и достижении асимптотического уровня обнаружения тонального сигнала. Стратегия работы испытуемого в тренировочной серии опыта и ее задачи подробно описаны в учебном задании, посвященном методу " Да-Нет".
|
|
|
Для оптимизации тренировочного процесса при прослушивании стимулов испытуемый может включить режим " Подсказки", когда перед каждой пробой указывается, какой из стимулов был сигнальным.
По окончании пробы в течение 3—4-секундного межпробного интервала (испытуемый сам подбирает его величину в тренировочной серии) испытуемый должен решить, какой стимул в паре (первый или второй) был сигнальным и дать ответ, нажимая на клавиши < 1> или < 2> цифровой клавиатуры, соответственно.
Опыт включает 400 проб: в 200 пробах на первом месте в паре предъявляется сигнальный стимул, в других 200 — пустой. Место сигнального стимула в паре меняется в квази-случайном порядке. После 200 проб делается перерыв.
После опыта целесообразно записать хотя бы краткий самоотчет, в котором стоит отметить свои наблюдения над особенностями стимуляции, своими переживаниями по ходу опыта, применявшимися способами выбора ответа и их изменениями в ходе опыта, если они имели место.
2. Метод оценки. Процедура опыта.
Структура опыта в целом почти ничем не отличается от изложенной выше для метода 2АВВ. В инструкции испытуемому подчеркивается, что после окончания каждой пробы в период межстимульного интервала необходимо оценить степень своей уверенности в наличии сигнала в данной пробе, используя 5-балльную шкалу оценок: < 5> — " точно, был сигнал, 100% уверенности "; < 4> — " скорее всего, это был сигнал, 75% уверенности"; < 3> — " то ли сигнал, то ли шум, 50% уверенности "; < 2> — " скорее всего, это был шум, 25% уверенности "; < 1> — " уверен в том, что это был шум, 0% уверенности ". Ответ дается нажатием соответствующих клавиш на цифровой клавиатуре. Очень важно, чтобы в ходе ознакомительной серии испытуемый хорошо понял инструкцию и научился быстро и точно нажимать на нужные клавиши.
Опыт включает 500 проб: 250 сигнальных стимулов и 250 пустых или шумовых. Место сигнального стимула в последовательности проб меняется в квази-случайном порядке. В середине опыта делается перерыв. После окончания опыта стоит также записать самоотчет.
|
|
|
Обработка результатов
Обработка результатов опыта 2АВВ состоит в следующем:
1. После окончания эксперимента студент получает распечатку результатов, где представлены вероятности всех 4-х типов исходов: р(Н), p(FA), p(CR), p(0) и р(С). Результаты можно и переписать непосредственно из файла данных — это обычный ASCII-файл, имя которого соответствует фамилии студента по-латыни, а расширение — abb, например sokolova. abb.
Уточним, что при обработке данных компьютерная программа считала правильный ответ на стимул 1 — попаданием, правильный ответ на стимул 2 — правильным отрицательным ответом, ошибку на стимул 1 — пропуском, а ошибку на стимул 2 — ложной тревогой.
2. Далее необходимо провести проверку результатов опыта на несмещенность, т. е. на равенство р(Н) и p(CR). Это делается следующим образом с помощью статистического критерия χ 2 (хи-квадрат):
а) вычисляются " ожидаемые" значения вероятностей правильных и ложных ответов:
б) вычисляется полученное в эксперименте значение χ 2эксп;
в) сравнивается полученное значение χ 2эксп с критической величиной χ 2 для двух степеней свободы при уровне значимости а = 0, 05. В случае χ 2эксп < χ 2 результаты эксперимента признаются несмещенными.
5. Вычисляется среднее значение Р(С) по всей группе студентов (для расчета среднего значения следует взять данные не менее 10 человек).
6. Подсчитывается по индивидуальным, а затем и групповым данным d'.
Обработка результатов опыта МО проводится следующим образом:
1. В компьютерной распечатке приводятся условные вероятности отнесения сигнального и пустого стимулов к каждой из оценочных категорий, т. е. р(1)... р(5) и q(l)... q(5) и сводятся в табл. 1 ваших результатов, построенную аналогично табл. 5.
3. Последовательно суммируя р и q, вычисляются значения р(Н) и p(FA) для каждого значения критерия (аналогично таблице 6) и вносятся в табл. 2 ваших результатов.
4. По данным табл. 2 на координатной бумаге строится кривая РХ.
Масштаб для построения РХ берется достаточно большим (не менее 100 мм на изменение вероятности от 0 до 1). Точки РХ соединяются на глазок плавной кривой.
|
|
|
5. Подсчитывается площадь под кривой РХ как мера сенсорной чувствительности или обнаружимости тонального сигнала на фоне шума.
6. Вычисляется средняя по всей группе площадь под кривой РХ.
7. Аналогично тому, как сравнивались вероятности р(Н) и p(CR) при оценке несмещенности результатов опыта 2АВВ, определяется совпадение величин оценок сенсорной чувствительности в сериях 2АВВ и ОУ у каждого испытуемого и по группе в целом. Для этого необходимо:
а) представить площадь под кривой РХ как теоретическую вероятность;
б) подсчитать V = 1 - U;
в) вычислить полученное в эксперименте значение χ 2эксп:
где N — число измерений в серии 2АВВ; Р(С) и P(NC) — оценка вероятности правильных и неправильных ответов, соответственно;
г) сравнить полученное значение χ 2эксп с критическим значением χ 2эксп при 1 степени свободы и уровне значимости α = 0, 01.
8. По результатам серии ОУ построить кривую РХ в двойных нормальных координатах и вычислить d' по каждой точке РХ.
9. Сопоставить значения d', полученные в опыте 2АВВ, с каждым из значений d' в опыте ОУ.
Обсуждение результатов
1) Сопоставить и вынести суждения о достоинствах и недостатках каждого из использовавшихся в задании методов при решении задачи оценки сенсорной чувствительности.
2) Если в серии 2АВВ был получен смещенный случай, попытаться дать ему возможные объяснения, проанализировав тактику работы испытуемого (на основе самоотчета).
3) Сравнить полученное соотношение d'2АВВ и d'ОУ с теоретически ожидаемым. В случае, если указанное соотношение окажется не постоянным, попытаться дать объяснение этому факту, проанализировав соответствие результатов эксперимента исходным допущениям.
|
|
|
