Теория статистических решений и психофизика - Леонов Ю.П.
Скачать (прямая ссылка):
Если принять р (S/s) = 0,76 и р (S/n) = 0,05, то по таблицам d’ можно определить й' = 2,34. При этом полоса оказывается равной w = 75 гц. Эта величина уже очень близка к результату Флетчера. Поэтому естественно предположить, что основной причиной неудач в оценке критической полосы является неумение оценивать внутренний шум детектора.
Как показапо в главе 9, для оценки внутренних шумов используется РХ процесса решения. Это еще раз показывает важную роль рабочей характеристики при описании восприятия в целом.
Глава 11
ПРОБЛЕМА ШКАЛИРОВАНИЯ
§ 1. Пространство ощущений. Шкалирование
Способность человека к ощущению можпо сравнить с измерением физической величины. Если вы измеряете прибором физическую величину, то последняя никогда не может быть измерена точно. Любой сколь угодно совершенный прибор вносит искажение в процесс измерения. Например, если вы измеряете электрическое напряжение, то могут быть искажены его величина и форма. Или отношение двух напряжений, определяемое прибором, может отличаться от своего истинного значения.
Известно, что таким свойством действительно обладают измерительные приборы. Так, например, вольтметр в области больших значений напряжения имеет насыщение и, следовательно, искажает величину измеряемого напряжения.
Таким образом, можно сказать, что измерительный прибор «создает собственное представление» об измеряемой величине. Он имеет «собственное пространство ощущений» воздействующей на него физической величины. В полной мере таким свойством обладает также нейронная система человека или животного.
Так, чистый тон, имеющий в 2 раза большую амплитуду колебаний по сравнению с другим звуком, не вопринимается нами как в 2 раза более громкий. Его громкость кажется почти такой же, как громкость первоначального звука. Таким образом, искажение действительного соотношения амплитуд является весьма значительным. Нейронная система играет здесь роль несовершенною измерительного прибора. Для субъективной оценки громкости Стивенсом была построена субъективная равномерная шкала со-нов [22]. Один сон он определил как громкость тона 1000 гц, на 40 дб выше абсолютного порога слышимости. При этом звук громкостью 2 сона соответствует 47 дб и воспринимается как в 2 раза более громкий. Звук громкостью 3 сона воспринимается как звук, в 3 раза более громкий, и т. д.
При высоких интенсивностях шкала сонов ведет себя удивительным образом. В точке 40 дб имеем 1 сон, в точке 80 дб получается громкость 25 сонов, а в точке 100 дб — громкость 80 сонов. Соответствующая кривая показана на рис. 11.1, а, где на оси абсцисс — громкость звука s в децибелах, а по оси ординат — субъективная равномерная шкала сонов. Из рис. 11.1, а можно
заметить, что обычная децибельная шкала (пунктирная кривая), применяемая инженерами-акустиками, не дает ощущения равномерного^, увеличения громкости.
Воодушевленный своими успехами при создании равномерной шкалы громкости Стивенс распространил свой метод на высоту звука. Известно, что шкала, используемая в музыке, является
логарифмической. Так, октавам соответствуют следующие частоты: 256, 512, 1024 гц и т. д. Считается, что это равные единицы в среднем диапазоне частот. Однако было замечено, что высокие октавы кажутся при восприятии большими, чем низкие.
Применив свой метод деления интервала частот пополам, Стивенс определил субъективные единицы высоты звука, воспринимаемые как равные,— мелы. Тон 1000 гц он принял за 1000 мелов. Тогда высота тона, ощущаемого как в 2 раза более низкий, равна 500 мелам. Однако, как показывает рис. 11.1, б, 500 мелам соответствует в действительности звук высотой 558 гц. Следовательно, интервал, субъективно воспринимаемый как октава, по частоте оказывается несколько меньше октавы. На рис. 11.1, б по оси ординат отложена субъективная высота тона в ме-лах, а по оси абсцисс — частота / в герцах. Шкала мелов лучше совпадает с логарифмической шкалой, чем шкала сонов.
Таким образом, в пространстве ощущений, или сенсорном пространстве, физические стимулы отображаются с изменением их масштабов. Изменение масштаба характерно не только для восприятия звуковых сигналов, но] также и для сигналов других модальностей.
Так, например, равномерной шкалой весов в сенсорном пространстве является субъективная шкала вегов. Субъективному отношению двух весов на шкале вегов соответствует в 2 раза меньшее отношение действительных весов. Например, при увеличении
f.eif
Рис. 11.1. Зависимость громкости от интенсивности стимула а (а) и зависимость высоты (в мелах) от частоты (в гц) (б)
веса от 100 до 200 г значение веса в вегах изменяется от единицы до четырех, т. е. в 4 раза.
Другими модальностями, для которых были построены шкалы в сенсорном пространстве, были вкус, яркость света и т. д.
Однако полезное для понимания нейронной системы ее сравнение с измерительным прибором далеко не раскрывает всех возможностей последней.
Во-первых, нейронная система имеет сразу несколько модальностей и способна воспринимать различные сигналы, звук, свет, тепло, запахи и т. д. Поэтому, если продолжить начатую аналогию, нейронную систему нужно уподобить универсальному измерительному прибору. Но и в этом случае аналогия окажется неполной, так как существуют психофизические шкалы более сложных объектов, чем объекты, определенные в пространстве стимулов (определенные на физическом континууме).
