Диссертация (Психофизика перцептивных иллюзий), страница 7

Вероятность правильногоответа состоит из двух элементов: вероятности истинного обнаружения ивероятности случайного угадывания. Особое значение в психофизическихисследованиях имеет вытекающая из теории Блэквелла формула Дельбефаили формула поправки на случайный успех. Выглядит она следующимобразом (формула 2):Ри = (Роб – Рлт)/(1 – Рлт) , (2)где Ри – вероятность того, что поданный стимул превзошел порог;Роб – вероятность обнаружения;Рлт – вероятность ложной тревоги.37Выполненные вычисления позволяют исключить из общего числаправильных положительных ответов те, которые испытуемый давал наоснове догадки.

Порог предопределен способностью сенсорной системы, иналичие его является следствием несовершенства наших органов чувств,внесенсорным факторам отводится роль источников «ложных тревог».1.3.2. Теория обнаружения сигналов. Теория обнаружения сигналов(Signal Detection Theory) пришла на смену классической психофизике [Swets,2014]. Ее авторы Грин и Светс полагали, что флуктуации порогаобнаружения объясняются ошибками при выделении сигнала на фоне шумасенсорной системы. Если в высокопороговой теории Блэквелла источникомложных тревог являются исключительно внесенсорные сторонние факторы,то теория обнаружения сигнала принимает ложную тревогу как такой жезакономерный ответ сенсорной системы, как и любая другая реакция.Причиной ложной тревоги может быть след раздражителя в нервной системе,спонтанная активность, собственный шум нервной системы.

Таким образом,в сенсорной системе есть собственные шумы, а наблюдателю необходимовыделить сигнал из шума. Величина шума в нервной системе все времяколеблется, меняется и величина сенсорного эффекта от этого шума. Еслинаблюдателюпредложитьсигнал,тоинтенсивностьэтогосигналасуммируется с интенсивностью шума в данный момент времени в нервнойсистеме. Таким образом, при действии одного и того же сигнала можетвозникать различный по интенсивности сенсорный эффект. Наблюдателюприходится каждый раз принимать решение о том, является ли возникшийсенсорный эффект результатом смеси сигнала и шума или одного толькошума. Единственный способ избежать в этой ситуации простого угадывания– определить критерий (критическое значение сенсорного эффекта).

Еслиэффект от воздействия окажется выше критерия, то принимается решение отом, что сигнал был, если ниже, значит, был только шум (рисунок 2).,dРаспределение сигналаРаспределение шума38Порог (критерий)=7Х – точка критерия.Рисунок 2 – Схема выделения сигнала на фоне шумаУчасток перекрытия кривых отражает сенсорный эффект, имеющий одну иту же величину, который может возникнуть как в результате появлениясигнала, так и в результате действия одного шума [Gescheider, 2013]. Выборнаблюдателем критерия может зависеть от множества факторов. Например,при стремлении избежать ошибки пропуска сигнала, как следствие, возрастетчисло ложных тревог. Если есть необходимость определения только техситуаций, где сигнал присутствовал, то ложные тревоги сократятся, новозрастет число ошибок пропуска сигнала из-за смещения критерия.Движениекритериязадаетсяинструкцией,состояниемиспытуемого,личностными особенностями, целями и множеством других внесенсорныхфакторов.

Принципиальное отличие критерия от порога заключается в том,что наблюдатель способен принимать величину критерия произвольно.В качестве показателя возможности обнаружения в зависимости отрассматриваемых факторов предлагается величина d  (формула 3).d ms  mn, (3)39ms - математическое ожидание сенсорных эффектов, вызываемыхдействием смеси сигнала и шума,mn - математическое ожидание эффектов, вызываемых шумом, - стандартное отклонение рассматриваемого распределения [Бардин,1976].Обнаружение зависит от принятого наблюдателем критерия, свойств шумаи интенсивности сигнала.

Такую зависимость в теории обнаружения сигналаописывают при помощи кривых рабочей характеристики приемника (РХП) –зависимости вероятности попадания от вероятности появления ложныхтревог.Итак, показатель порога – это показатель не чистой чувствительности, асуммарная мера исполнения, зависящая от принятия решения. Такимобразом, классификация присутствует в теории обнаружения сигнала впроцессе выделения сигнала на фоне шума, а изменение границы классасигнал и шум проявляет себя как смещение критерия под влияниемразличных внесенсорных факторов.

При этом такой подход изначальнополагает, что сигнал добавляется к шуму, причем распределения сигнала ишума одинаковы, расстояние между этимидвумя распределениямиопределяет эффект сигнала, это и есть значение чувствительности ( d  ).Классы шумов и сигналов существуют изначально, наблюдатель сразуработает с двумя распределениями, принимая решение и классифицируя этираспределения, устанавливая свой критерий.

Критерий может быть сдвинутнастолько, что даже сенсорный шум будет опознаваться как сигнал. Хотя вреальности это маловероятно, наблюдатель, например, собственное свечениесетчатки всегда отличит от подаваемых вспышек света [Чуприкова, 1979].При этом, как отмечал В.М. Аллахвердов, связь измеряемых в экспериментахпорогов различения с сенсорным шумом не имеет физиологическогооправдания и экспериментального подтверждения [Аллахвердов, 2000].В теории обнаружения сигнала классы заданы изначально.

Уже есть «шум»,40есть и «сигнал», сам наблюдатель похож на некое устройство, фиксирующеето, что считать сигналом, а что нет. К.В. Бардин привел в своей книге цитатуПоллака [Поллак, 1964, цит. по: Бардин, 1979,стр. 43]: «Широкий диапазонвероятностей попадания, связанный с широким диапазоном вероятностейложной тревоги, можно получить с тем же самым фотоэлементом, простоизменяя критический уровень порогового детектора, обрабатывающегоинформацию, которую доставляет этот воспринимающий фотоэлемент.Нужно ли сделать вывод, что при этих условиях меняется чувствительностьфотоэлемента или его способность к различению вспышек на фонеосвещения? Конечно, нет. Было бы неразумным предполагать изменениевоспринимающего фотоэлемента, так как его характеристики определяютсяконструкцией и условиями работы. Более целесообразно предположение,согласнокоторомуспособностьвоспринимающегофотоэлементакразличению является постоянной, а изменяется рабочий уровень решающейсистемы.Сказанноеобэлектроннойсистемесвоспринимающимфотоэлементом можно применить также и к человеку как разрешающейсистеме.

Варьируя инструкции, даваемые наблюдателю, или относительныйразмер штрафа за пропущенные сигналы и ложные тревоги, получаютширокий диапазон рабочих уровней при данной системе рассматриваемыхусловий наблюдения». Но такое понимание работы наблюдателя неучитывает сознание и то, как человек осознает поступающую информацию.Описанный подход опирается на идею, что процесс передачи информации влюбом каналевсегда сопровождаетсяшумом.

Этот процесс описан К.Шенноном и сформулирован в виде теоремы Шеннона-Хартли [Шеннон,1963; Добрушин, 1959]. К. Шеннон ввел понятия шума и избыточности.Энтропия (шум) в теории коммуникации связана с теми внешнимифакторами, которые искажают сообщение, нарушают его целостность ивозможность восприятия приемником, есть предел допустимого шума, запорогом которого возможность понимания резко снижается. Всякийзашумленный канал связи характеризуется своей предельной скоростью41передачи информации (называемой пределом Шеннона). При скоростяхпередачивыше этого предела неизбежны ошибки в передаваемойинформации.

Приёмник воспринимает сигнал, который равен суммесигналов, состоящей из нужной информации и непрерывной случайной(шум). Если приёмник обладает информацией о вероятности ненужногосигнала, который создает шум, то можно восстановить информацию воригинальном виде, рассматривая все возможные влияния шумовогопроцесса.Шумпроизведенгауссовскимпроцессомснекоторымиотклонениями в канале передачи, гауссовский шум является частьюполезного сигнала. Такой шум может возникнуть при воздействии случайныхисточников энергии, а также быть связан с ошибками, возникшими прикодировании.Однако из признания того факта, что в любом канале всегдаприсутствует шум, не следует, что именно соотношение сигнала и шумаопределяет процесс осознанного обнаруженияутверждениянужнатеориясознания,стимула.которуюДля такогосоздателиТОСнесформулировали.