ОБНАРУЖЕНИЕ СИГНАЛА И ШУМ

Почему обнаружение слабого сигнала дает такие нестабильные результаты? Что является источником подобной нестабильности? Рассмотрим, что происходит с сенсорной системой при воздействии на нее слабого внешнего раздражителя, такого, например, как тусклый свет или негромкий звук. Если раздражитель достаточно интенсивен, в сенсорных рецепторах на нейронном уровне могут возникнуть потенциалы действия, способные повлиять на нейронную активность мозга. Эта активность сигнализирует нервной системе наблюдателя, что появились свет или звук. Однако даже при полном отсутствии внешних раздражителей и для сенсорных систем, и для мозга характерна непрерывная спонтанная нейронная активность. Эта спонтанная сенсорно-нейронная активность частично является результатом неупорядоченного возникновения потенциалов действия; ее сравнивают с шумовым фоном в радиоприемнике или со «снегом» на телевизионном экране и считают некой формой постороннего фонового шума (Ш) в сенсорной системе. (Следовательно, в данном контексте слово шум никоим образом не связано со слухом.) Помимо спонтанной сенсорно-нейронной активности нейронный шум может также включать непредсказуемые, случайные последствия усталости и влияние таких несенсорных причин искажений ответа, как уровень колебания внимания наблюдателя или его мотивации выполнения задания, связанного с обнаружением сигнала.

Хотя этот шум и не является частью внешнего раздражителя, или сигнала, который нужно обнаружить, возникая в неоднозначной (неопределенной) ситуации, он способен существенно повлиять на обнаружение слабого сигнала. В типичном эксперименте по обнаружению сигнала при каждом его предъявлении наблюдатель пытается понять, являются ли испытываемые им ощущения только результатом воздействия фонового шума (Ш) или на фоне этого шума он воспринимает и сигнал (т. е. он воспринимает сигнал + шум, СШ).

Кривые распределения сенсорных эффектов (сенсорного влияния) шума на сенсорную систему наблюдателя представлены на рис. 2.3.

Знакомая колоколообразная кривая (рис. 2.3, а) показывает, что уровень сенсорной активности, являющейся результатом одного только шума в сенсорной системе, изменяется весьма существенно. На абсциссе представлен уровень сенсорной активности (от низкой до средней и высокой), на ординате — частота возникновения разных уровней сенсорной активности (от «редко» до «часто») Иногда уровень

3. а — распределение уровней сенсорной активности,

3. а - распределение уровней сенсорной активности,

вызванной воздействием на сенсорную систему только одного фонового шума Ш. Изменение уровней варьируется в интервале «редко» — «часто». Наиболее часто возникающий уровень сенсорной активности — средний, и ему соответствует участок кривой вокруг средней точки X. б- распределение уровней сенсорной активности, вызванной СШ.

Соответствует условиям, при которых ко всем значениям Ш, представленным на а, добавлен сигнал, в -распределение уровней сенсорной активности, вызванной распределением ///и С. Средний сенсорно-нейронный эффект ///выше, чем средний эффект ///благодаря наложению эффекта СШ на эффект Ш. Однако сенсорные эффекты одного Ш и СШ перекрываются и вместе производят некие сенсорные эффекты, которые представлены заштрихованным участком и которые могут быть следствием распределения либо Ш, либо СШ

шума минимален, иногда — максимален, однако чаще всего его интенсивность находится на среднем уровне, который обозначен Хш. Если же внешнее событие (т. е. звук или свет) стимулирует сенсорный рецептор, то в результате этого возникает сенсорная активность (сигнал), которая добавляется к действию фонового шума. Более конкретно эта мысль может быть сформулирована следующим образом: если сигнал, имеющий постоянную интенсивность, накладывается на все возможные уровни произвольно изменяющегося фонового шума, суммарное влияние шума и сигнала (СШ) на сенсорную активность подчиняется закону нормального распределения и описывается колоколообразной кривой, представленной на рис. 2Д б.

Так же как и в случае действия одного лишь фонового шума, уровень сенсорной активности СШ тоже изменяется; иногда он высок, иногда — нет, но чаще находится на среднем уровне (точка Хс+ш на рис. 2.3, б), который — и это очевидно — выше среднего уровня сенсорной активности, вызываемой одним фоновым шумом (точка Хш на рис.2.3, б смещена вправо по отношению к точке Хш на рис. 2Д а).

4. Частота сенсорных эффектов, производимых Ш и СШ, и

4. Частота сенсорных эффектов, производимых Ш и СШ, и

значение критерия,

разработанного наблюдателем

На абсциссе представлена гипотетическая «точка принятия решения», или значение критерия (Р), при котором наблюдатель решает, ответить ли ему «Да» или «Нет» на вопрос о присутствии сигнала в данном эксперименте. Критерий может иметь любое значение. В данном гипотетическом случае все сигналы, влияние которых лежит ниже критериального сенсорного уровня (т. е. слева от критерия), останутся необнаруженными; все сигналы, влияние которых лежит выше уровня сенсорного критерия (т. е. справа от критерия), будут распознаны, и будет дан положительный ответ. Для гипотетического критерия также указаны участки, соответствующие правильным и неправильным ответам

Однако, как следует из рис. 2.3, в, сенсорные эффекты Ш и СШ перекрываются. Иными словами, они вместе влияют на сенсорную систему таким образом, что при попытке определить, присутствует ли слабый сигнал, наблюдатель должен решить, является ли данный конкретный уровень активности его сенсорной системы реакцией только на Ш — на нерелевантный эксперименту фон — или же на СШ.

Январь 24, 2019 Общая психология, психология личности, история психологии
Еще по теме
ОБНАРУЖЕНИЕ СИГНАЛА И АБСОЛЮТНЫЙ ПОРОГ
ТЕОРИЯ ОБНАРУЖЕНИЯ СИГНАЛА (ТОС)
ГЛАВА 1 ШУМ
ШУМ В УШАХ
ШУМ
6.2.3. УРОВЕНЬ СИГНАЛА
ШУМ И АГРЕССИЯ: ЗВУК НАСИЛИЯ?
Пинчук Н.В. ШКОЛЬНЫЙ ШУМ КАК ПСИХОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА
1.6.2. ШУМ И ЗДОРОВЬЕ
ЖАРА, ШУМ, ТЕСНОТА И ЗАГРЯЗНЕННЫЙ ВОЗДУХ
11.4.1. ВЫБОРКА И КВАНТОВАНИЕ АНАЛОГОВОГО СИГНАЛА
Качество сигнала
§2. ТЕОРИЯ ОБНАРУЖЕНИЯ СИГНАЛОВ
ТЕОРИЯ УПРЕЖДЕНИЯ СИГНАЛА.
КОНФЛИКТ — СИГНАЛ К ИЗМЕНЕНИЮ.
Влияние амплитуды синусоидального сигнала. Скорость и
Эти радостные крики превратились в постоянный фоновый шум.
Добавить комментарий