Обнаружение сигнала Тема №3 (Продолжение)

Вопросы для обсуждения

1. Сенсорная чувствительность и сенсорные пороги. Статистическая природа сенсорных явлений.

2. Ощущение как процесс принятия решения.

3. Проблема подпорогового восприятия.

4. Проблема измерения надпороговых ощущений. Психофизические законы.

5. Взаимодействие ощущений в процессе переработки информации. Понятие психофизического оператора.

Вопрос №3Проблема подпорогового восприятия

Подпороговое восприятие

Могут ли репрезентации, отвергнутые на уровне сознания, как-то влиять на поведение?

Миф о 25-ом кадреДжеймс Вайкери, 1957

Физиологическое воздействие

Подпороговые стимулы могут оказывать влияние на функциональное состояние организма.

Например, невидимые мерцания экрана могут вести к состоянию утомления

Методика преднастройки

ПреднастройкаТестовый

стимул

Оценка тестового стимула

Эмоциональная преднастройка

Испытуемые склонные оценивать как более привлекательные фотографии людей в случае, если их предъявлению предшествовало предъявление сцены, вызывающей положительные эмоции, даже в условиях жесткой обратной маскировки

Семантическая преднастройка

Испытуемые быстрее реагируют на тестовое слово, если ему предшествует близкое по смыслу слово.

Этот эффект не зависит от того, предъявлялось ли слово-преднастройка на подпороговом или надпороговом уровне (Балота, 1983).

Вопрос №4Психофизические законы…

«Классический»

Ощущение можно измерить лишь косвенно, т.е. в единицах порога (Г. Фехнер)

«Современный»

Ничто не мешает нам измерить ощущение непосредственно (С. Стивенс)

Два подхода

Косвенное измерение

E5

E0

E1

E2

E3

E4

S0 S1 S2 S3 S4 S5

Величина стимула (в физических единицах)

Вел

ичи

на

ощ

ущен

ия

S0 – абсолютный порог

ΔS – разностный порог

ΔE – едва заметное различие

Равенство ЕЗР

Приращение ощущения всегда происходит на одинаковую величины, т.е. ΔE – величина постоянная, не зависит от величины стимула

Это допущение является теоретическим и не допускает экспериментальной проверки!

Э. Вебер, 1834Вебер нашел, что добавление одной свечи к шестидесяти горящим свечам приводит к обнаруживаемому увеличению яркости, а добавление одной свечи к ста двадцати горящим свечам — нет. Для достижения ЕЗР при ста двадцати свечах нужны как минимум две свечи.

Отношение Вебера

Ощущение Отношение Вебера

Вкус (соль) 0,083

Яркость 0,079

Громкость 0,048

Вибрация (ощущаемая кончиками пальцев)

0,036

Длина линии 0,029

Тяжесть 0,020

Электрический ток 0,013

Отношение минимально обнаруживаемого приращение стимула к интенсивности исходного сигнала, т.е. ∆S/S, постоянно.

Отсюда…

ΔE – постоянная величина;

ΔS/S – постоянная величина;

ΔЕ = 𝑘Δ𝑆

𝑆, где k – коэффициент пропорциональности

Логарифмический закон

ΔE и ΔS – бесконечно малы, т.е. мы можем заменить их дифференциалами;

𝑑𝐸 = 𝑘𝑑𝑆

𝑆

𝐸 = 𝑘 𝑙𝑜𝑔𝑆 + 𝐶

𝐶 = 𝐸0 − 𝑘𝑙𝑜𝑔𝑆0Если E0 = 0, а S0 = 1, то:

𝐸 = 𝑘 𝑙𝑜𝑔𝑆

Закон Вебера-ФехнераОщущение пропорционально логарифму стимуляции, выраженной в единицах порога

Логарифм стимуляции

Вел

ичи

на

ощ

ущен

ия

Оценка закона

Непосредственная эмпирическая оценка закона Вебера-Фехнераневозможна, т.к. невозможно воспроизвести процедуру косвенного измерения.

Есть косвенные данные, свидетельствующие в пользу этого закона (например, соотношение между субъективной величиной яркости звезд и физической оценкой яркости описывается логарифмической зависимостью).

Данные, касающиеся других модальностей ощущений скорее свидетельствуют против этого закона (ср. шепот человека на расстоянии 1 м в 20-25dB, шум в 45-50dB от работающего лазерного принтера и грохот в 90-100 dB от приближающегося поезда метро).

С.С. Стивенс (1906-1973)«Отдадим должное Фехнеру и отменим его закон»

Методы прямой оценки

Метод оценки отношений

Метод постоянных сумм

Метод установления заданного отношения

Метод оценки величины

Метод воспроизведения заданной величины

Закон Стивенса

Коэффициент корреляции между log E и log S чуть выше, чем между E и log S

Отсюда: log 𝐸 = 𝐵 log 𝑆 + 𝐴

Следовательно,

𝐸 = 𝑘𝑆α

Оценка подхода

Основан на непосредственном эмпирическом материале

Позволяет исследовать практически любую модальность ощущений, а также проводить кросс-модальные сравнения.

Имеет прикладное значение

С точки зрения «классической» (фехнеровской) психофизики методологически несостоятелен.

Фехнер

Косвенная оценка

Равенство ЕЗР (ΔE)

Постоянство ΔS/S

ΔE и ΔS – бесконечно малы, их можно заменить дифференциалами

Стивенс

Прямая оценка

Характер зависимости устанавливается post factum на основе статистического анализа экспериментальных данных

Фехнер vs Стивенс

Логарифм или степень?

Непосредственное сравнение этих законов невозможно, т.к. они предполагают несовместимые методологические основания

Существующая в психофизике точность измерений не позволяет установить разницу между двумя этими законами, т.к. успешность регрессии экспериментальных данных для двух законов одинакова

Вопрос №5Взаимодействие ощущений..

От точечных стимулов к зрительному полю

Психофизические законы описывают ощущение точечного стимула

Описание восприятия зрительного поля должно включать систему большого числа уравнений, описывающих восприятие каждой воспринимаемой точки зрительного поля

Маловероятно, что наша зрительная система способна эффективно решать такие системы уравнений, учитывая эффекты взаимовлияния стимулов (метаконтраста)

Метаконтраст

Явление метаконтраста (одновременного контраста) возникает в том случае, когда в одном поле зрения мы наблюдаем объекты, различающиеся по светлоте или цветовому оттенку.

Ахроматический контраст

Иллюзия светлотыПоля A и B одинаковы по физической яркости

Полосы Маха

Теорема ФурьеЛюбая сложная функция может быть представлена в виде суммы бесконечного числа синусоидальных функций, отличающихся друг от друга частотой, амплитудой и фазой

Ж.Б. Фурье (1768 – 1830)

Синусоида

X

Y

Сенсорный оператор

Функция – отображение одного множества на другое

Оператор – отображение одной функции на другую

Сенсорный (психофизический) оператор – отображение множества функций распределения яркости стимула в множество функций светлоты сенсорного образа

Прямоугольная решетка

Местоположение

Ин

тен

сивн

ост

ь

Синусоидальная решетка

Местоположение

Ин

тен

сивн

ост

ь

Синтез ФурьеРекомбинационный процесс, представляющий собой суммирование синусоидальных волн компонентов для получения сложного паттерна, называется синтезом Фурье

Контрастная чувствительностьСвязь между пространственной частотой и пороговыми уровнями контраста называется функцией контрастной чувствительности

Пространственные частоты

Можно предположить, что в зрительной системе существуют каналы, селективно настроенные на определенные пространственные частоты

Такие каналы называют детекторами пространственной частоты

Эти каналы работают независимо друг от друга

Селективная адаптацияЕсли рассматривать решетки а в течение не менее 60 с, переводя взгляд слева направо и обратно вдоль горизонтальной линии фиксации, а затем перевести взгляд на решетки б, они не будут казаться одинаковыми

Фурье-анализ иФурье-синтезМожно предположить, что зрительная система осуществляет выделение (анализ) различных пространственных частот, а затем осуществляет синтез этих частот в единый образ