gusev1[1]

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.: Èçä-âî Ìîñê. óí-òà, 1974. Ñ. 145—169.

3.Хрестоматия по ощущению и восприятию / Под ред. Ю.Б.Гиппенрейтер, М.Б.Михалевской. М.: Èçä-âî Ìîñê. óí-òà, 1975. Ñ. 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: Erlbaum, 1985.

Приложение 1

Дополнительные сведения о критериях принятия решения1

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):

âсовременной психофизике - мера (показатель) эффек-

1 Приведенный ниже материал представляет собой неопубликованную статью И.Г. Скотниковой для “Психофизической энциклопедии”.

132

тивности решения, которая детерминируется его целью,

èв 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

èстоимости 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:

K = 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 K — 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 – нуле-

133

вые, 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 случа- ях, 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.

134

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-ãî ðîäà: цель решения – достичь максимально устойчи- вой деятельности. Это игровой критерий: ориентация на стоимости ответов. Обычно необученный наблюдатель вна- чале 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:

135

β = P(N)/P(S) C(N/N)-C(Y/N)/C(Y/S)-C(N/S).

Эмпирическое значение КрН графически определяется как тангенс угла наклона касательной к данной точке PХ (что соответствует производной в этой точке) и аналитически рассчитывается на основании вероятностей попаданий и ложных тревог, для которых находятся таблич- ные значения соответствующих им плотностей вероятности нормального распределения. Существуют сводные таблицы значений β 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.

RR

RR — вариант сигнального стимула

LR

RR

RR — вариант несигнального стимула

RR

Рис. 9. Сигнальный и несигнальный стимулы

136

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 из-

137

меняет три основных параметра стимуляции – длитель-

ность 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 окон- чания 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

âменю “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

âцентре экрана. Понятно, что чем больше расстояние между столбцами, тем труднее обнаруживать сигнальную букву. Стандартным (заданным в программе по умолчанию) зна- чением 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”.

138

– 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 рассчи- тываются 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:

Hit, CR, М, FA - количество попаданий, правильных отказов, пропусков и ложных тревог, соответственно.

139

Таблица 8

Фрагмент протокола эксперимента, выводимого программой на экран монитора после окончания серии

140

ЧАСТЬ II ОДНОМЕРНОЕ ШКАЛИРОВАНИЕ

Глава 1. МЕТОД БАЛЛЬНЫХ ОЦЕНОК

Излагаемые в данной главе процедуры (ranking procedures, Шарф, 1975) относятся к наиболее распространенным методам порядкового шкалирования. В отечественной литературе они получили общее название метода балльных оценок, хотя, как будет видно из излагаемого материала, они не ограничиваются только числовыми оценками стимулов. В некоторых случаях метод балльных оценок может дать более “сильную” шкалу, чем порядковая. Однако это счастливое исключение из правила, связанное более с измерительным опытом наблюдателя и характеристиками оцениваемых объектов, чем с особенностями самой измерительной процедуры.

В первой части этой главы рассматриваются основные принципы метода балльной оценки и приводятся наиболее распространенные алгоритмы построения шкал балльных оценок. Во второй части анализируются основные артефакты измерения, связанные с построением шкалы балльных оценок. Будут рассмотрены также некоторые специальные условия, которые рекомендуется соблюдать при использовании метода балльных оценок.

Из всех методов психологических измерений, в которых используются оценочные суждения человека, процедура шкалирования, основанная на балльных оценках, наиболее популярна в силу своей простоты. Распространенность этого метода связана с прикладными разделами психологии, но не менее широко он используется и в академических исследованиях, например, в психодиагностике при оценке различий испытуемых или в психофизике при психологической оценке стимулов.

Наиболее распространенные разновидности метода балльных оценок делятся на пять больших классов: класс

числовых методов, графических и шкалирование с исполь-

141