 |
Приложение 2. Краткое описание программы yes_no.exe
|
|
|
|
Литература
Основная
1. Бардин К. В. Проблема порогов чувствительности и психофизические методы. М.: Наука, 1976.
2. Проблемы и методы психофизики / Под ред. А. Г. Асмолова, М. Б. Михалевской М.: Изд-во Моск. ун-та, 1974. С. 145—169.
3. Хрестоматия по ощущению и восприятию / Под ред. Ю. Б. Гиппенрейтер, М. Б. Михалевской. М.: Изд-во Моск. ун-та 1975. С. 233-248.
Дополнительная
1. Иган Дж. Теория обнаружения сигнала и анализ рабочих характеристик. М.: Наука, 1983. С. 17—83.
2. Green. D. M., Swets, J. A. Signal detection theory and psychophysics. N. Y.: Wiley, 1966.
3. Gescheider. G. A. Psychophysics: Method, theory and application. Hillsdale, NJ: Eribaum, 1985.
Приложение 1. Дополнительные сведения о критериях принятия решения*
* Приведенный ниже материал представляет собой неопубликованную статью И. Т. Скотниковой для " Психофизической энциклопедии".
Критерий принятия решения в психофизической теории обнаружения сигнала (ТОС) - характеристика одной из двух основных составляющих процесса обнаружения сигнала: процесса принятия решения о характере стимульного воздействия. Это понятие используется как для описания оптимальности решения наблюдателя в принципе (так называемый критерий оптимальности), так и для оценки реально используемой им стратегии решения сенсорной задачи (так называемый критерий наблюдателя).
Критерий оптимальности (качества) решения (КрО): в современной психофизике - мера (показатель) эффективности решения, которая детерминируется его целью, и в соответствии с ней отражает также предпочтительность способов и результатов деятельности. КрО в явном виде задается инструкцией к задаче, сообщающей априорные вероятности предъявления сигнала и шума, а также стоимости каждого из 4-х исходов решения (попаданий, ложных тревог, правильных отрицаний и пропусков сигнала). Стоимости выражаются суммами выигрыша за верные решения и проигрыша за ошибочные. Вероятности и стоимости могут быть либо явно заданы испытуемому в инструкции, либо усвоены им самостоятельно в ходе решения здачи, основываясь на субъективной оценке вероятности предъявления сигнала и информации от экспериментатора о качестве его работы. Таким образом, соотношение априорных вероятностей и стоимостей определяет отличие видов КрО друг от друга.
|
|
|
Существует следующая классификация КрО:
1. Критерий, введенный в рамках ТОС: цель решения — максимизировать выигрыш. Стоимости 4-х исходов решения могут быть любыми, причем для верных ответов они положительные (либо нулевые), для ошибочных — отрицательные (либо нулевые). Наблюдатель должен учитывать все их для вынесения оптимального (максимально выигрышного) суждения. Численное значение КрО может быть выражено следующей формулой:
К = P(S)P(Y/S)C(Y/C) - P(S)P(N/S)C(N/S) + P(N)P(N/N)C(N/N) - P(N)P(Y/N)C(Y/N),
где К — критерий оптимальности; P(S) и P(N) — априорные вероятности появления сигнала и шума, соответственно; P(Y/S) и P(Y/N) — вероятности попаданий и ложных тревог соответственно; P(N/S) и P(N/N) — вероятности пропусков и правильных отрицаний, соответственно; C(Y/S) и C(Y/N) — стоимости попаданий и ложных тревог, соответственно; C(N/S) и C(N/N) — стоимости пропусков и правильных отрицаний, соответственно.
2. Критерий Байеса: цель решения - минимизировать проигрыш (средний риск). Стоимости верных ответов — нулевые, ошибочных — отрицательные, что побуждает наблюдателя ориентироваться преимущественно на ошибки. Критерии ТОС и Байеса близки по смыслу (они — игровые) и по цели решения (максимизировать выигрыш и минимизировать проигрыш) и поэтому обычно объединяются в общий класс КрО. Как частные случаи КрО по ТОС и Байесу рассматриваются:
|
|
|
Критерий Котельникова (идеального наблюдателя): цель решения — минимизировать суммарную ошибку наблюдения. Стоимости верных ответов — нулевые, ошибочных — равные отрицательные (т. е. разновидность критерия Байеса). Наблюдатель оценивает суммарную ошибку пропусков и ложных тревог и поддерживает ее на постоянном минимальном уровне.
Критерий Неймана-Пирсона: цель решения — минимизировать вероятность ошибок одного рода (обычно — пропусков сигнала) при фиксации вероятности ошибок другого рода (обычно — ложных тревог). В таком типичном случае стоимость ложных тревог максимальна, в сравнении со стоимостями остальных 3-х исходов (которые либо нулевые, либо равные). Информацию о стоимостях и априорных вероятностях сигнала и шума наблюдатель может достоверно не знать (лишь допускать ее). При этом использование данного критерия оптимально. Так обычно работает необученный наблюдатель, поддерживая уровень ложных тревог постоянным, независимо от характера сигнального распределения.
Минимаксный критерий: цель решения — минимизировать максимальные ошибки обоего рода. Оптимален в случаях, когда наблюдатель не знает точно априорные вероятности сигнала и шума и ориентируется на свой опыт, усвоенный в ходе экспериментов, стремясь уравнять вероятности обеих ошибок.
3. Дж. Иган кроме уже отмеченных выше критериев выделяет также критерий Зигерта: цель решения — максимизировать процент правильных ответов. Стоимости верных ответов равны стоимостям ошибочных, поэтому наблюдатель максимизирует как ожидаемый выигрыш, так и долю правильных ответов.
4. Ю. М. Забродин выделяет два рода КрО. Критерий 1-го рода: цель решения - минимизировать субъективную неопределенность относительно входной информации. Это информационный критерий и наиболее естественный для человека: вынесение суждения на основе априорной информации (физических и вероятностных свойств сигналов) и апостериорной (вероятностей ответов). Критерий 2-го рода: цель решения — достичь максимально устойчивой деятельности. Это игровой критерий: ориентация на стоимости ответов. Обычно необученный наблюдатель вначале использует критерий первого рода, далее, усвоив информацию о стоимостях, — критерий второго рода. Субъективное представление о стоимостях определяет выбор наблюдателем вида КрО в рамках критерия 1-го или 2-го рода.
|
|
|
Критерий наблюдателя (КрН) — критическое значение сенсорного впечатления в ряду наблюдений (разделяющая граница на сенсорной оси, используемая субъектом для сравнения с каждым наблюдением с целью выбора ответа по результату этого сравнения в отличие от критерия оптимальности, устанавливаемого на оси отношения правдоподобия). Если сенсорный эффект данного наблюдения меньше критического, выносится ответ " Нет" (нет сигнала), если больше, то ответ " Да" (есть сигнал).
Ряд теоретических моделей по-разному описывают правила выбора субъектом КрН и способы расчета его числовых значений на основании вероятности ответов.
В рамках ТОС правило принятия решения о наличии сигнала основывается на оценке отношения правдоподобия, т. е. отношения плотности вероятности того, что данное сенсорное событие (Xs) вызвано предъявлением шума (N) к плотности вероятности того, что оно вызвано предъявлением сигнала (S): ( f(X/N) / f(X/S). Отношение правдоподобия сравнивается с критическим его значением С0, которое выполняет функцию КрН. Субъект выбирает значение КрН (" Бетта" ) на основании априорной информации о вероятностях сигнала и шума и о стоимостях ответов. Теоретическое (задаваемое этими характеристиками) значение КрН имеет вид:
Эмпирическое значение КрН графически определяется как тангенс угла наклона касательной к данной точке РХ (что соответствует производной в этой точке) и аналитически рассчитывается на основании вероятностей попаданий и ложных тревог, для которых находятся табличные значения соответствующих им плотностей вероятности нормального распределения. Существуют сводные таблицы значений (3 для любой пары вероятностей попадания и ложных тревог. В соответствии с классической ТОС предполагается, что положение критерия тренированного наблюдателя полагается неизменным в ходе опыта. В ряде других моделей описывается различного рода динамика положения критерия.
|
|
|
Приложение 2. Краткое описание программы yes_no. exe
Настоящая программа предназначена для проведения психофизических экспериментов по обнаружению зрительных сигналов с использованием метода " Да-Нет". Стимульный паттерн представляет собой две колонки текстовых элементов (буквы, цифры или знаки псевдографики) по 3 элемента в колонке. Ниже на рис. 9 показан один из вариантов такого паттерна.
Как явствует из приведенного рисунка, сигнальный и несигнальный стимулы отличаются только одним символом (в данном случае - это L внизу левого верхнего столбца). В программе имеется некоторый стандартный набор используемых символов, кроме того, экспериментатор может самостоятельно дополнять этот набор по собственному желанию, дописывая нужные символы в текстовый файл под названием stimul. dat. Местоположение этого сигнального элемента меняется от пробы к пробе — он может появляться в случайном порядке на любом из 6 знакомест. В соответствии с процедурой метода " Да-Нет" сигнальные и несигнальные пробы предъявляются в случайном порядке, причем вероятность предъявления сигнальной пробы в ряде проб, составляющих одну экспериментальную серию, может задаваться экспериментатором.
При подготовке опыта экспериментатор должен установить в режиме меню необходимые параметры стимуляции и ответа испытуемого.
Программа снабжена подробным описанием каждого пункта меню, помощь вызывается нажатием функциональной клавиши F1. После задания всех параметров они запоминаются программой и при запуске очередной серии их изменение не обязательно. Передвижение по пунктам меню осуществляется клавишами управления курсора (вверх - вниз). По ряду технических причин целесообразно изменять параметры, двигаясь по пунктам меню сверху вниз. При раскрытии ряда пунктов меню выбор необходимого параметра осуществляется этими же клавишами. Изменение параметров других пунктов меню осуществляется введением с цифровой клавиатуры необходимого числа. Подчеркнем, что введение фамилии и имени является обязательным, поскольку они задают имя файла результатов. В том случае, если экспериментатор забыл их задать, то при попытке начать опыт, программа возвращает его к этим пунктам. Быстрый переход к пункту " Начать эксперимент" осуществляется нажатием клавиши Tab. Как правило, в ходе опыта (особенно в тренировочной его части) экспериментатор наиболее часто изменяет три основных параметра стимуляции —длительность предъявления стимула, межстимульный интервал (МСИ) и количество стимулов. Первые два параметра задаются в миллисекундах (1000 мс = 1 с). О выборе количества стимулов говорилось выше, а о временных параметрах следует сказать особо. Величина МСИ выбирается из соображений удобства и комфортности для испытуемого, но ее не следует делать слишком короткой или слишком длинной. Как правило, она выбирается в диапазоне от 1. 5 до 2. 5 с. Особо остановимся на описании следующих параметров:
|
|
|
— " Длительность предъявления маскера. " После окончания предъявления стимула в программе предусмотрена (хотя и необязательно) возможность предъявления " маскера" специального стимула, " затирающего", маскирующего сетчаточный образ основного стимула, и тем самым затрудняющего его восприятие. Использование маскера может быть полезным в случае высокой чувствительности испытуемого для усложнения задачи обнаружения сигнала. Как и в случае выбора стимульных символов, маскером может быть любой текстовый символ. Четыре комбинации стимул - маскер представлены в меню " Вид стимуляции". Если Вы не используете маскер, то установите длительность его предъявления равной нулю.
— " Расстояние от стимула до линии (позиции)". Этот параметр определяет, на сколько пустых символьных интервалов (позиций) буквы отстоят от вертикальной линии в центре экрана. Понятно, что чем больше расстояние между столбцами, тем труднее обнаруживать сигнальную букву. Стандартным (заданным в программе по умолчанию) значением является 9 позиций.
— " Для ответа использовать клавиши... " Этот пункт меню позволяет выбрать два варианта ответной реакции испытуемого: использовать клавиши Shift (левый и правый) или клавиши управления курсором (налево — направо).
— " Отвечать " ДА" клавишей... " В этом пункте меню можно выбрать ту клавишу, которая будет соответствовать ответу " да".
— С какого члена последовательности начать опыт? Количество предъявлений. Эти пункты меню устанавливают количество проб в каждой серии и начальный член случайной последовательности предъявления сигнальных и шумовых проб. Последнее позволяет исключить запоминание испытуемым нескольких первых чередований сигнальных и шумовых стимулов в случайной последовательности проб.
После окончания каждой серии эксперимента рассчитываются все необходимые показатели обнаружения сигнала. Полученные результаты выводятся на экран компьютера, где по порядку (от первой серии до последней) они представлены в виде таблицы, являющейся протоколом вашего эксперимента. Ниже приведен фрагмент такого протокола и даны пояснения используемым показателям. В случае необходимости вы всегда сможете обратиться к соответствующему файлу на диске, в котором хранится ваш протокол.
Используемые обозначения:
t(st) — длительность стимула в миллисекундах;
P(S) — априорная вероятность предъявления сигнальной пробы;
Р(Н) — вероятность правильных обнаружений (попаданий);
P(FA) — вероятность ложных тревог;
d' — индекс сенсорной чувствительности;
β — индекс критерия принятия решения (отношения правдоподобия);
ВР — среднее время реакции в данной серии, в миллисекундах;
σ ВР — стандартное отклонение ВР, в миллисекундах;
Hit, CR, M, FA - количество попаданий, правильных отказов, пропусков и ложных тревог, соответственно.
Таблица 8
|
|
|
