Второй вопрос. Современная психофизика: основные понятиятеории обнаружения сигнала501. Общее представление о психофизическом операторе.

Смысл в том, что у Фехнера было грубо три постулата. Первый - соответствие между телом и душой и приписывание числа. Второй - наличие порогов. Третий - равенство всех ЕЗР. Третий постулат убрал уже Стивенс. Остались пороги и числа. Теория обнаружения сигнала уберёт понятие порог. Останутся только числа. А учение о сенсорном операторе наоборот оставит порог, но уберёт представление об ощущении как о числе. Смысл сенсорного оператора в том, что и закон Фехнера и Стивенса выполняются для однородных поверхностей. Если на поверхности освещенность ⁵⁰²различается, то возникает явление контраста, например, яркостного. Возникают явления взаимодействия ощущения. Тогда ощущение в каждой точке неоднородной поверхности – это функция. Яркость – это функция, которая меняется в пространстве и времени. Отображение множества одного в другое называется оператором.

Теория обнаружения сигнала (Таннер и Светс)

Это именуют субъективной психофизикой. П.ч. это теория, основанная на принятии решений. Постулат первый– отказ от понятия порога. Т.е. предполагается, что порог (интенсивность раздражителя, который воспринимается) не существует в стимуле. Этот порог определит сам испытуемый и он будет называться критерием.

Подобная психофизика появилась в оборонной промышленности, как впрочем, и все другие психофизические закономерности. Перед экраном сидит оператор и ожидает, когда появится сигнал. Экран светится это шум, а возникшая точка на экране это сигнал.

Распределение шумов носит вероятностный характер. Шум может быть воспринят по нормальному распределению. Дали испытуемому сигнал. И новое распределение будет называться Сигнал + Шум. Сигнал на фоне шума. Понятие порога в смысле интенсивности раздражителя убирается. И тогда нужно ещё одно понятие – критерий. Назовём критерием – точку на шкале ощущений, которая отделяет положительные ответы испытуемого от отрицательных.

	Шум	Шум+Сигнал
Да	Ложная тревога 1	Попадание 2
Нет	Правильное отвержение 3	Пропуск 4

П олучив данные картины, мы можем построить четыре варианта вероятности, которые могут получится при заданном критерии.

Понятие критерия (бэтта) нужно п.ч. на него можно влиять. Влиять, значит смещать его влево или вправо. Если испытуемый будет занижать свой критерий, смещать его влево, он будет рисковать, увеличится количество ложных тревог. А если вправо, может пропустить сигнал. Перемещали критерий для того чтобы рабочую характеристику приемника. Всё, что мы говорим нужно для моделирования чувствительности.

У человека как у приемника сигналов есть рабочие характеристики. В матрице достаточно взять два. Скажем ложные тревоги и вероятность попаданий. Если нет никакого сигнала, то кривая будет диагональю. Чуть-чуть дали небольшой сигнал и повысили вероятность попаданий над вероятностью ложных тревог. При дальнейшем прибавлении сигнала будет получатся семейство кривых, которые будут рабочими характеристиками приемника.

Основных положений три. 1. Отрицание понятия критерия и введения вероятности (сигнал + шум) 2. Введение понятия критерия 3. Введение понятия рабочей характеристики приемника⁵⁰³.

Четвертое положение – это понятие чувствительности⁵⁰⁴. Обозначается как буква латинская д со щтрихомd'⁵⁰⁵. З ависимости чувствительности от критерия нет, п.ч. нет объективного понятия порога. А критерий избирается испытуемым и на него ещё можно влиять. Чувствительность определяется двумя величинами – это дробь, где в числители разница между средними данных двух распределений (шум и сигнал+шум). В знаменателе будет единица измерения. В знаменателе характеристика разброса данных. Куполообразная кривая может быть очень большой по разбросу или может быть совсем узкой, от этого будет зависеть чувствительность (например от характеристики среднего квадратичного отклонения).

Теория обнаружения сигналов визуально представимая. А сенсорный оператор непредставим и поэтому усваивается достаточно трудно.

Фурье-анализ зрительного восприятия и понятие психофизического оператора.

Ради чего в психофизике вводится понятие психофизический оператор, почему недостаточно понятия психической функции. Психофизика Фехнера. Первый постулат - интенсивность раздражителя это число. Второй постулат – наличие порога. Третий постулат – равенство всех ЕЗР. Третий постулат пересмотрел третий постулат и оставил предыдущие два. Второй постулат был пересмотрен теорией обнаружения сигнала. Самый главный постулат Фехнера пересмотрели те, кто занимались Фурье-анализом зрительного восприятия, при этом постулат о наличии порогов сохраняется. А вот постулат о том, что интенсивность раздражителя – это число, подвергся сомнению.

Какие факты приводят нас к понятию психофизического оператора. Факты, которые от обратного основываются на том, что законы Фехнера и Стивенса справедливы лишь для однородных поверхностей. Но в реальной жизни мы их не наблюдаем, а наблюдаем феномены взаимодействия ощущений. Если поставить рядо чернобелые полосы, то физический контраст будет одним, а психический контраст будет другим. На границе ощущений черного и белого их интенсивность повышается. Это явление яркостного котраста⁵⁰⁶.

Серый кружок или квадратик на белом и черном фоне. Несмотря на то, что интенсивность раздражителя одна и та же, интенсивность ощущений будет разной. Или контраст во времени, Вспышка, которая длится 10 мс, будет казаться менее яркой, чем вспышка, которая длится 50мс. Надо учитывать пространственно-временную протяженность ощущений. Перцептивный контраст – это функция⁵⁰⁷от ряда переменных (помимо физического контраста): а) кажущаяся позиция объекта в пространстве, б) характер контуров со смежными областями, в) отношения между освещенностью фигуры и фона, г) размер элементов или их пространственная частота, д) состояние адаптации наблюдателя.

Фехнер получил психофизическую функцию получил только по тому, что в особых условиях изолировал. Что представляет собой стимул S (в данном случае проксимальный стимул, некоторое распределение энергий на сетчатке). Функцию от трех пространственных измерений и четвертого – изменения во времени. S (x,y,z,t). А что представляет собой чувственная ткань. Также функцию от целого ряда переменных Ψ (x,y,z,t).

И тогда назовём оператором – способ или закон соответствия между множествами, элементами которых являются функции. В прошлый раз когда говорили о законе Фехнера нам хотелось эти множества зарисовать. Но простите их зарисовать необычайно сложно, слишком много переменных. Вюрцбургские психологи говорили «мысль не зависит от образа». Вот и психофизический оператор нельзя представить в образе, можно его только зафиксировать знаково.

Из сказанного ясно, что психофизический оператор – это соответствие (или отображение) между пространственно-временными распределениями субъективной интенсивности в чувственной ткани образа и физической интенсивности в проксимальном стимуле. Т.е. это отображение. Мы назовём оператором следующее соответствие θ: S (x,y,z,t) → ψ (x,y,z,t). Далее что мы сделаем, что бы как-то понять оператор психофизический.

Упростим стимул до плоской горизонтальной черно-белой решетки. И тогда наш оператор будет выглядеть так θ: S (x) → ψ (x).

В чём состоит наша цель. Смоделировать, т.е. повторить в модели то, что очевидно бывает каждому. Мы видим черно-белый контраст физически одним образом, а психически несколько иначе. Полосы Маха⁵⁰⁸, характерные промежуточные полосы. Интенсивность на границе увеличивается – этот факт нам надо повторить в модели. Пользуемся рядом ограничений и мат. средств.

Если брать любой оператор, то будет слишком много требований и невозможность моделировать вообще. Первым берём линейный оператор. Его свойства: а) образ суммы стимулов равен сумме образов каждого из этих стимулов, взятых в отдельности (это требование аддитивности, суммации); б) здесь и появляется теорема Фурье, которая гласит, что любую функцию можно представить в виде суммы синусоид. Любую функцию можно представить в виде суммы синусоид, у которых есть своя амплитуда, частота и фаза: F(x) = ∑_­­­­A*(ω*t+φ)

А мы скажем, что нам придется эту теорему Фурье уточнить эмпирически. Во-первых нам нужно от многого отвлечься. Нам надо многое уравнять (например, синусоиды по фазе). А во-вторых построить какую-то эмпирическую зависимость между амплитудой и частотой. И эту зависимость начинаем строить экспериментально, здесь кончается теория, начинается эксперимент. Так называемые кривые контрастной чувствительности.

По ОХ идёт частота синусоиды, измеряемая в циклах на угловой градус. Мы хотим найти оператор эмпирически, передаточную функцию, которая по ОУ выражалась бы в контрастной чувствительности. Будем менять частоту черно-белой решетки и смотреть как воспринимается её контраст. Оказывается, что контрастная чувствительность в этих пределах довольно резко изменяется. Т.е. она зависит от частоты решетки и бывают такие частоты, где мы уже не замечаем контраста (при условии одинаковой амплитуде).

Что нам даёт теорема Фурье. Она раскладывает любую функцию в определенную сумму синусоид. Если есть правило линейного оператора, значит мы данные синусоиды можем складывать. А если испытуемый теряет контрастную чувствительность, значит можно сказать о том, что не бесконечное число синусоид можно складывать.

Берём базовую синусоиду. Затем берём третью гармонику (частота увеличивается в два раза, а амплитуда в три раза падает). Затем берём пятую гармонику (меняется частота и амплитуда). Затем берём седьмую гармонику. Большие гармоники не берём, п.ч. дальше контрастной чувствительности нет. Если всё это аккуратно сплюсовали, то в сумме получили кривую перцептивный контраст. Т.е. смоделировали, выполнили исходную задачу. От количественного изучения ощущений мы постепенно переходим к качественному.