Signaldetektionsteori

Signaldetektionsteori (TOS)  er en moderne psykofysisk metode, der tager højde for den probabilistiske karakter af stimulusdetektion, hvor observatøren betragtes som et aktivt emne for beslutningstagning i en situation med usikkerhed. Teorien om signaldetektering beskriver den sensoriske proces som en to-trins proces: processen med at kortlægge den fysiske energi af stimulus til intensiteten af ​​sansning og processen med beslutningstagning af subjektet.

Historie

Den vigtigste udvikling af teorien om signaldetektion fandt sted i 1952-1954. Et væsentligt bidrag til den teoretiske udvikling blev ydet af videnskabsmænd fra University of Michigan : Peterson , Birdsall og Fox. [1] I 1954 blev der også udført psykoakustiske eksperimenter og undersøgelser inden for synsfeltet, som bekræftede betydningen af ​​teorien om signaldetektion. I 1966 blev teorien om signaldetektion udviklet i detaljer og præsenteret i Green og Svets's arbejde. [2]

Forskelle fra klassisk psykofysik

Teorien om signaldetektion har 4 aspekter, som klassisk psykofysik ikke tager højde for :

  1. Den sandsynlige karakter af signaldetektionen af ​​subjektet. Den samme stimulus kan fremkalde fornemmelser af forskellig intensitet. Der er en probabilistisk karakter af svar omkring den samme stimulus.
  2. Falske alarmer og misser. TOC tager højde for muligheden for mistede signalprøver og falske alarmer i prøver, hvor der ikke er noget signal.
  3. Aktiviteten af ​​signaldetektionsprocessen af ​​subjektet. Individet betragtes som en aktiv observatør, der handler i en situation med usikkerhed, og ikke som en passiv modtager af stimulusinformation.
  4. Indflydelse af ikke-sensoriske faktorer på beslutningstagning. Individets beslutning om tilstedeværelsen eller fraværet af en stimulus er påvirket af forskellige faktorer, der ikke er relateret til stimulationsparametrene. Sådanne faktorer kan være foreløbig informere emnet, feedback, betalingsmatrix og andre faktorer, der ikke er fysiske parametre for incitamenter.

Generelle bestemmelser

I stimulusstrømmen skelnes der en egenskab, der på grund af sine karakteristiske træk tiltrækker observatørens opmærksomhed - en signalstimulus. En tom stimulus (støj) er fraværet af en signalstimulus i prøven. Observatøren kan bruge to kategorier af svar: "ja", "nej". Observatøren skal opdage stimulus og svare på den med svaret "ja" (der er et tegn), hvis tegnet ikke opdages, skal observatøren give svaret "nej" (der er intet tegn). Ved løsning af dette problem er observatøren baseret på det etablerede korrespondanceskema mellem funktionerne i det sensoriske billede af stimulus og den beslutning, der træffes. Etableringen af ​​et korrespondanceskema påvirkes ikke kun af stimuli, men også af ikke-sensoriske faktorer.

Der anvendes 5 procentforhold for tilstedeværelsen af ​​stimuli og støj i forskellige prøver: 10 %, 30 %, 50 %, 70 %, 90 % af stimuli. Serierne udføres efter metoden "op ad bakke – ned ad bakke": fra 10 % til 90 % og fra 90 % til 10 %.

Der er 4 udfald i en signaldetekteringssituation: korrekt hit (der er en stimulus - svaret er "ja"), den korrekte benægtelse (der er ingen stimulus - svaret er "nej"), bestået (der er en stimulus) - svaret er "nej"), falsk alarm (der er ingen stimulus - svaret "Ja").

Stimulus Svar
Ja Ikke
Signal Korrekt hit (H; hit) Benægtelse (O; udeladelse)
Støj Falsk alarm (FA; falsk alarm) Korrekt afvisning (CR; korrekt afvisning)

Den generelle signaldetektionsmodel er to klokkeformede overlappende fordelinger. I forskellige versioner af TOC er disse funktioner normale, binomiale eller eksponentielle fordelinger. [3] Beslutningskriteriet (C) , baseret på korrespondanceskemaet, bestemmer beslutningsreglen om tilstedeværelse eller fravær af en stimulus. Dette kriterium afspejler sandsynligheden for falske alarmer og korrekte hits ved en bestemt stimulusintensitet.

På basis af dette kriterium konstrueres en kurve, kaldet observatørens arbejdskarakteristik , og et mål for observatørens følsomhed (d') bestemmes. Målingen af ​​følsomhed er en konstant værdi for en bestemt observatør med en vis stimulation.

Beslutningskriterier

Beslutningstagning afhænger af valget af beslutningskriterium (grænsepunkt, C). Der er tre typer kriterier:

  1. Symmetrisk  - placeret i midten af ​​skæringspunkterne mellem to fordelinger. Valget af en sådan strategi skyldes ønsket om at lave færre fejlsvar. Med denne strategi er afslag og falske alarmer lige sandsynlige.
  2. Liberal  - kriteriet forskydes mod støjkurven. Valget af et sådant kriterium skyldes ønsket om ikke at gå glip af stimulus. Antallet af korrekte hits og falske alarmer stiger med denne strategi.
  3. Hårdt  — kriteriet forskydes mod signalkurven. Valget af en sådan strategi skyldes ønsket om ikke at reagere på støjen med svaret "ja". Antallet af rigtige svar og falske alarmer er faldende.

Ved at ændre skemaet opnås således en samtidig stigning eller reduktion af FA og H (ligesom det er umuligt at øge eller mindske fejlene af begge typer FA og O på samme tid). Valget af kriterium er påvirket af ikke-sensoriske faktorer og den strategi, personen vælger.

Observer Performance

Observatørens driftskarakteristika ( РХ) afspejler afhængigheden af ​​sandsynligheden for hits af sandsynligheden for falske alarmer. Afstanden af ​​PX-kurven fra kvadratets hoveddiagonal er et mål for en given observatørs følsomhed (d') over for et givet signal.

  1. Den ideelle observatør  - signal- og støjkurverne overlapper ikke hinanden, observatøren laver ikke falske alarmer og udeladelser. PX-kurven er repræsenteret af en prik i øverste venstre hjørne af firkanten
  2. Signal- ufølsom observatør  - signal- og støjkurver overlapper hinanden næsten fuldstændigt. PX-kurven er firkantens diagonal.
  3. En rigtig observatør med øget følsomhed  - signal- og støjkurverne overlapper lidt, PX-kurven fjernes fra firkantens diagonal
  4. Reduced Sensitivity Observer  - Signal- og støjkurver overlapper betydeligt. PX-kurven er tæt på firkantens diagonal

Ikke-sensoriske faktorer

Ikke-sensoriske faktorer ændrer forsøgspersonens korrespondanceskema og introduceres som forsøgslederens kontrol over dette skema.

Foreløbig information - en advarsel om andelen af ​​forsøg med stimulus og tomme forsøg. Der kan gives falske oplysninger.

Feedback - information om sandheden/falskheden af ​​observatørens svar. Kan være falsk. Det gives efter hvert forsøg eller efter en gruppe af forsøg (som hyppigheden af ​​korrekte svar).

Udbetalingsmatrixen er et system af betalinger og bøder for korrekte og forkerte svar. Udbetalingsmatrixen bidrager til effektiviteten og differentieringen af ​​beslutningsskemakontrollen og øger observatørens motivation.

Klassiske signaldetektionsmetoder

  1. Ja-nej metoden. Den eksperimentelle procedure består i randomiseret præsentation af stimuli efter hinanden med jævne mellemrum. Svarene gives i et tokategorisystem.
  2. To-alternativ tvungen valgmetode (2ABV). Stimuli præsenteres i par, den ene efter den anden eller samtidigt med rumlig adskillelse. Svar gives som i Ja-Nej metoden. I denne metode præsenteres stimuli og støj symmetrisk (stimulus-støj, støj-stimulus), så de betingede sandsynligheder for korrekte svar (Н, CR) er lige store.
  3. Vurderingsmetode. Proceduren for at udføre eksperimentet ligner Ja-Nej-metoden eller 2ABB-metoden (afhængigt af modifikationen). Svar gives i tillidskategorier (normalt bruges 7 svarkategorier). Følgende kategorier gælder: "ret sikker på, at der var et signal", "der var bestemt et signal", "mere sandsynligt, at det var, end det ikke var", "kan ikke vælge", "snarere ikke, end det var", "bestemt der var et signal.” var ikke”, “ret sikker på, at signalet ikke var”. Evalueringsmetoden gør det muligt at opnå flere PX-point i ét eksperiment. [fire]

Noter

  1. ↑ Peterson, WW, Birdsall, TG & Fox, WC (1954) Teorien om signaldetekterbarhed. Proceedings of the IRE Professional Group on Information Theory 4, 171-212.
  2. ↑ Green, DM, Swets JA Signal Detection Theory and Psychophysics. 1966. New York: Wiley - ISBN 0-471-32420-5 .
  3. ↑ Gusev A. N., Izmailov Ch. A., Mikhalevskaya M. B. Måling i psykologi: et generelt psykologisk værksted. 2. udg. M: Betydning, 1998 - 286s.
  4. ↑ Gusev A. N. Generel psykologi: i 7 bind: en lærebog for studerende. højere lærebog institutioner / redigeret af B. S. Bratus. T. 2: Fornemmelse og perception. M: Publishing Center "Academy", 2007. - 416s.

Litteratur