обнаружения сигнала теория

        ОБНАРУЖЕНИЯ СИГНАЛА ТЕОРИЯ (ТОС) -базовая теория современной психофизики, основанная на аналогичной теории в радиотехнике и теории статистических решений. Полагается, что повторные предъявления одного и того же стимула (шума или сигнала на фоне шума) вызывают у испытуемого распределение сенсорных эффектов. Предполагается, что испытуемый в каждой пробе оценивает отношение правдоподобия (вероятностей) двух возможных предъявлений (шума или сигнала в смеси с шумом, что для краткости называют просто «сигналом»), генерирующих полученный им сенсорный эффект. Он выбирает критерий принятия решения как разделяющую границу на оси сенсорных эффектов и использует следующее правило решения: отвечать, что предъявлялся сигнал, если сенсорный эффект и отношение правдоподобия больше критерия, и что предъявляется шум — если меньше. Этот алгоритм оптимален по любому из принятых в теории решений критериев оптимальности (см. Решений принятия теории).

        Выбор субъектом критериев оптимальности и наблюдателя определяется несенсорной информацией, данной в инструкции, — об априорных вероятностях предъявления сигнала и шума и/или о ценах каждого из 4-х типов ответов: попаданий (ответов «сигнал» при предъявлении сигнала), ложных тревог (ответов «сигнал» при предъявлении шума), правильных отрици-ний (покоя) — (ответов «шум» при предъявлении шума) и пропусков сигнала (ответов «шум» при предъявлении сигнала); либо информацией о результатах деятельности наблюдателя, данной в обратной связи.

        В психофизике ТОС впервые дала возможность разграничить и количественно оценить две основные составляющие ответа наблюдателя: сенсорную чувствительность (как расстояние между средними значениями распределений сенсорных эффектов сигнала и шума, предполагаемых нормальными и равновариативными, отнесенное к среднему квадратичному отклонению распределений) и критерий принятия решения (как отношение между ординатами обоих распределений в точке локализации критерия). На основе ТОС разработаны три современных психофизических метода: «да-нет», «оценки» и «вынужденного выбора», позволяющие получить индексы чувствительности и критерия наблюдателя по эмпирическим вероятностям попаданий и ложных тревог. Результаты деятельности субъекта описываются кривой рабочей характеристики наблюдателя (РХ) как функции зависимости вероятности попаданий от вероятности ложных тревог. РХ представляет собой семейство точек локализации критерия и получается в эксперименте путем задания ряда из них, т.е. путем изменения величины критерия. Полагается, что величина чувствительности при этом не меняется и постоянна для всей РХ, т.е. что чувствительность не зависит от процессов решения. Однако это не всегда подтверждается эмпирически, что является одним из основных пунктов критики ТОС. Если вероятности попаданий и ложных тревог одинаковы для всех значений критерия, то РХ представляет собой диагональ единичного квадрата, образованного этими вероятностями, и характеризует ответы наблюдателя как случайные гадания. В типичном же случае нормального обнаружения вероятность попаданий больше вероятности ложных тревог, и РХ имеет вид дуги, расположенной над диагональю тем выше, чем больше чувствительность наблюдателя. Левая часть РХ, соответствующая малым вероятностям ложных тревог, характеризует «строгие» значения критерия (при которых даются ответы «да, был сигнал» лишь при уверенности в этом); правая часть, соответствующая большим вероятностям ложных тревог, — противоположные, «либеральные» значения критерия (ответы «да, был сигнал» и при отсутствии уверенности в этом). Крутизна теоретической РХ в любой точке определяется тангенсом наклона касательной в этой точке и соответствует величине критерия наблюдателя. Экспериментально полученные РХ часто асимметричны, что отражает отклонение распределений сенсорных эффектов сигнала и шума от нормальности и равновариативности; это признавалось авторами теории. Все положения ТОС применимы также к процессам различения сигналов, сенсорные эффекты которых описываются распределениями плотностей вероятностей, аналогично сенсорным эффектам шума и сигнала при обнаружении.

        В.А. Барабанщиков