Наиболее крупные концепции психофизики и ведущие направления исследований, сформировавшиеся до середины 70-х гг. XX века

Психофизика — психологическая дис­циплина, изучающая измерение человечес­ких ощущений, т. е. определение количест­венных отношений между величинами физических раздражителей и ощущений. В настоящее время к области психофизики относят не только собственно ощущение, но и другие психические явления, взаимо­действующие в процессе построения чувственного образа или оказывающие влияние на него: восприятие и память, принятие решения, внимание и др. Таким образом, психофизика понимается как раз­ветвленная область психологии, изучаю­щая законы чувственного отражения, а также поведение и деятельность человека при восприятии и оценке сигналов внеш­ней и внутренней среды [Забродин, 1977].

Поставив проблему измерения ощуще­ний, Г. Фехнер предполагал, что человек не способен непосредственно количест­венно оценивать их величины. Поэтому он предложил косвенный способ измерения — в единицах физической величины стимула. Величина ощущения представлялась как сумма едва заметных его приращений над исходной точкой. Для ее обозначения Фехнер ввел понятие порога ощущения, измеряемого в единицах стимула. Абсолют­ный порог и различительный (дифферен­циальный, или едва заметное различие -езр) — это та минимальная величина сти­мула (или соответственно различия двух стимулов), превышение которой вызывает осознанное ощущение этого стимула (или различия стимулов), а снижение не вызы­вает. Для измерения абсолютного и диф­ференциального порогов Фехнер разрабо­тал три метода: минимальных изменений, средней ошибки и константных стимулов. Просуммировав измеренные величины езр над абсолютным порогом до данного ощу­щения, получим его величину. Понятие порога Фехнера и его пороговые методы сохранились и широко используются по­ныне. В прикладных работах применяется также определение величины ощущения числом езр. Исходя из закона Вебера о

постоянстве едва заметного приращения величины стимула к его исходной вели­чине и приняв априорный постулат о равенстве субъективных величин езр во всем диапазоне стимулов, Фехнер матема­тически вывел логарифмическую функцию зависимости величины ощущения от ве­личины стимула. Это основной психофи­зический закон Фехнера: R = k (InS —lnS₀), где R — величина ощущения, S — величина действующего стимула, S₀ — абсолютный порог. Таким образом, измерив абсолютный порог, можно вычислить величину ощуще­ния для действующего стимула. Постулат Фехнера критикуется за безоснователь­ность (заслуженно), а теория — за то, что игнорирует феномен ложной тревоги, которому современная психофизика уделяет большое внимание. В целом же психофизика Фехнера была и остается классической.

Спустя почти столетие после появле­ния психофизики Фехнера параллельно ей утвердилась другая парадигма, основанная на допущении о возможности непосредст­венной количественной оценки человеком величины своих ощущений. С. Стивене в 40—60-е гг. (вслед за своими предшествен­никами -- Плато, Брентано, Терстоном) разработал прямые методы измерения ощу­щений и построения субъективных сенсор­ных шкал (основанных на определении че­ловеком порядка своих ощущений по воз­растанию, либо расстояний или отношений между ними, либо на присвоении им чис­ловых значений). Субъективные величины ощущений, определяемые прямыми мето­дами, оказались связанными с объективны­ми величинами стимулов степенной зави­симостью. Стивене получил ее также и математическим путем: R = k (S - S₀)ⁿ (основной психофизический закон Сти-венса), введя априорный постулат (вызы­вающий как критику, так и согласие) о постоянстве отношения едва заметного прироста ощущения к его исходной вели­чине во всем ряду ощущений.

Позднее разработаны законы, выража­емые другими математическими уравнени­ями: экспоненциальной функцией [Putter, 1918], тангенциальной [Zinner, 1930—1931], арктангенциальной [Beneze, 1929], интег­ральной фи-гамма функцией [Houston,

3. ПОЗНАНИЕ И ОБЩЕНИЕ

 

 

1932] и др., которые не претендуют на уни­версальность и имеют достаточно узкие области применения. Различные выраже­ния психофизического закона в большин­стве случаев не противоречат друг другу, поскольку описывают разные стороны сенсорно-перцептивных процессов. Пред­ложены варианты обобщенного психофи­зического закона, описывающие и лога­рифмическую, и степенную функции [Ekman, 1956; Baird, 1975], а также эти и любые математические функции, проме­жуточные между ними [Забродин, 1977]. Этот закон как наиболее обобщенный будет рассмотрен ниже.

В некоторых зарубежных работах психо­физика Фехнера называется объективной, а психофизика Стивенса — субъективной (по методологическому принципу [Pieron, 1966]).

Принято также выделять в психофизике два основных раздела: так называемую «Психофизику-I» (учение о чувствитель­ности сенсорных систем) и «Психофизи-ку-П» (учение о сенсорных шкалах для измерения вышепороговых ощущений). У Фехнера такого разделения не сущест­вовало, так как измерение и чувствитель­ности, и величин ощущений базировалось на одном основании — понятии порога. Однако в дальнейшем в обоих разделах психофизики были созданы беспороговые методы измерений, и эти разделы превра­тились в самостоятельные направления исследования со своей методологией, феноменологией и понятийным аппара­том. Промежуточное положение между ними занимает проблематика, связанная с основным психофизическим законом.

Различают также классическую и так называемую современную психофизику. В области психофизики-! различие между ними в том, что современная психофизика допускает собственные шумы в сенсорной системе и рассматривает обнаружение раз­дражителей малой интенсивности как выделение слабого сигнала из флуктуиру­ющего шума. В классической же психо­физике сенсорный шум не сопоставим с уровнем даже слабого сигнала. Поэтому для современной психофизики реакция ложной тревоги — закономерный ответ сенсорной системы, а для классической -

поведенческая реакция, вызванная несен­сорными факторами. В области психофи-зики-Н классическая психофизика — это построение шкал накопленных езр, а со­временная — шкалирование субъективных оценок стимула.

Проблема дискретности - непрерывности сенсорного ряда в классической психофизике

Пороговая концепция Фехнера посту­лировала реальность существования сен­сорного порога, делящего все стимулы на ощущаемые и неощущаемые. Таким образом, ряд ощущений представлялся дискретным: с ростом величины стимула последующее ощущение возникает после предыдущего только тогда, когда прирост стимула превысит пороговую величину (езр). Это была первая концепция дискрет­ности работы сенсорной системы. Поро­говые методы Фехнера дают описание процесса перехода от неощущения к ощущению в виде психометрической функции — зависимости частоты правиль­ных ответов испытуемого от величины стимула. Теоретически функция имеет вид плавной S-образной кривой, пороговая точка на которой находится расчетным путем (рис. 3.1). Фехнер объяснял плав-

р

0,75 0,50 0,25

Md

0,75

^0,25

Рис. 3.1. Теоретический вид психометрической функции

S — ось стимулов; Р — ось вероятностей (частот)

ответов; S₀₂₅, S₀₇₅ — величины стимулов, дающие

25 и 75% правильных ответов; S_st — значение

эталонного стимула (в задаче различения); Md — среднее значение функции, соответствую­щее абсолютному порогу (в задаче его измерения) либо точке субъективного равенства (субъективному эквиваленту эталона) — в задаче различения

3.1. Психология сенсорных процессов. Психофизика

 

 

ный характер кривой тем, что порог флук­туирует во времени, а его оппоненты (Г. Мюллер, Дж. Ястров, Г. Урбан) — отсут­ствием порога в сенсорной системе.

Была развита классическая теория непрерывности сенсорного ряда. Он пред­ставлялся как непрерывный ряд промежу­точных степеней ясности — поэтому на психометрической кривой нет какой-либо точки, отличающейся по своим свойствам от остальных. Источником вариабельности результатов эксперимента считалось дейст­вие случайных внесенсорных переменных, а не флуктуации порога во времени (как в пороговой теории Фехнера). Баланс благо­приятных и неблагоприятных случайных факторов распределяется по нормальному закону Гаусса. Таким образом, разверну­лась дискуссия по проблеме дискретности — непрерывности сенсорного ряда, которая до настоящего времени остается одной из основных проблем психофизики.

Психофизическая теория обнаружения сигнала - современная концепция непрерывности работы сенсорной системы

Двумя основными экспериментально-теоретическими парадигмами, существо­вавшими в психофизике до середины нашего столетия, были пороговая психо­физика Фехнера и психофизика субъектив­ных оценок Стивенса. Третья парадигма связана с появлением психофизической теории обнаружения сигнала (signal detection theory - - SDT [Tanner, Swets, Birdsall, Green, 1954-1966]), базирующей­ся на статистической теории принятия решения, разработанной в радиотехнике. Это пересмотр прежней психофизики и принципиальный шаг в понимании при­роды ответов человека в сенсорных зада­чах. Теория разработана для задачи обна­ружения звукового сигнала и применена далее к различению и остальным модаль­ностям. В классической психофизике ответ испытуемого понимался как прямое отражение его сенсорных впечатлений, по­этому на основе этих ответов оценивалась чувствительность (как величина, обратная порогу). SDT выделила в ответе две состав-

ляющие — собственно сенсорную чувст­вительность наблюдателя и принятие им решения о характере сенсорного впечат­ления. Разработана теоретическая модель, описывающая оба компонента поведения наблюдателя, методы их изучения и раз­дельные меры оценки. Стало ясно, что показатели порога — это характеристики не «чистой» чувствительности, но суммар­ные меры исполнения, зависящие от особенностей принятия решения. (Тем не менее пороговые методы остались в арсе­нале психофизики и широко используют­ся, особенно в ряде прикладных областей, для приблизительной экспресс-оценки чувствительности, где они обнаружили преимущества перед методами SDT подразд. 3.1.4.)

Основная экспериментальная парадигма SDT - обнаружение сигнала на фоне случайного шума — либо внешнего (предъ­являемого наблюдателю), либо внутрен­него шума сенсорной системы. Плотности вероятностей распределения мгновенных значений шума описываются нормальным законом. Таким же распределением (лишь смешенным вправо по оси интенсивности сигнала и шума) характеризуется сигнал, добавленный к шуму. Сенсорные эффекты сигнала и шума представляются точным отображением этих двух распределений. Предполагается, что испытуемый знает эти распределения и решает, какое из них вызвало сенсорный эффект, оценивая отношение их правдоподобия на основе выбранного им критерия принятия реше­ния (рис. 3.2). Критерий может соответст­вовать любому значению сигнала и шума, поскольку определяется несенсорной ин­формацией об априорных вероятностях предъявления сигнала и шума и стоимос­тях ответов — об этом наблюдатель узнает из инструкции. Таким образом, классичес­кое понятие порога как реальной границы между ощущаемыми и неощущаемыми стимулами на сенсорной оси заменено по­нятием критерия, который наблюдатель может произвольно помещать в любую точку этой оси. Тем самым сенсорная ось оказывается непрерывной.

Ответы наблюдателя бывают четырех типов: попадание (правильное обнаруже­ние сигнала), покой (правильное отрица-

3. ПОЗНАНИЕ И ОБЩЕНИЕ

 

 

 

 

Рис. 3.2. Плотности вероятностей распределения

мгновенных значений сенсорного эффекта шума (N)

и сигнала (S)

X_s - ось значений сенсорного эффекта; С^& — положение критерия принятия решения. Вертикальная штриховка — плотности вероятностей правильных ответов «да» («попаданий»), косая штриховка — плотности вероятностей неправиль­ных ответов «да» («ложных тревог»).

а — симметричный критерий: P(S) = P(N) = 0,5;

б — «либеральный» критерий: P(S) = 0,9; P(N) = 0,1;

а — «строгий» критерий: P(S) = 0,1; P(N) = 0,9

ние сигнала), ложная тревога (ответ «да — был сигнал» — при предъявлении только шума) и пропуск сигнала. SDT переносит фокус психофизического исследования на анализ процесса принятия решения. С этой целью в разных сериях экспери­мента наблюдателю дается несенсорная информация, побуждающая смещать кри­терий решения (в методе «да» -- «нет»), либо он должен в каждой пробе по не­скольким категориям (4—6) оценить веро­ятность того, что был сигнал (т. е. исполь­зовать соответствующее число критериев решения -- в методе оценки). В обоих методах для каждого значения критерия результаты обнаружения характеризуются двумя эмпирическими частотами — попа­даний и ложных тревог (что достаточно, так как частоты покоя и пропусков лишь дополняют их до единицы).

Анализ результатов обнаружения прово­дится путем построения рабочей характе­ристики наблюдателя (РХ) — зависимости вероятности попадания от вероятности ложной тревоги (рис. 3.3). РХ описывает поведение человека в экспериментах SDT, где стимуляция стационарна: предъявля­ется лишь одна пара стимулов — шум и сигнал. (В различении, которое описыва­ется так же, как обнаружение, и изучается теми же методами, в качестве сигнала обычно задается пара разных стимулов, а в качестве шума — пара одинаковых, но

может быть и наоборот.) Иное описание поведения наблюдателя дает психометри­ческая функция, так как пороговые задачи строятся противоположным образом: сти­мул в разных пробах может иметь гораздо больше значений (5-7 в методе констант и практически неограниченное число зна­чений в двух других методах), процесс же решения полагается стационарным. (В действительности во многих современ­ных работах зафиксировано непостоянство критерия в пороговых экспериментах -но это результат влияния «переменных субъекта», а не специально заданной не­сенсорной информации, как в парадигме SDT.) Точки РХ идеального наблюдателя соответствуют одной и той же величине чувствительности. При снижении чувстви­тельности РХ смещается к диагонали (где верные ответы и ошибки равновероятны) единичного квадрата, образующие кото­рого — вероятности попаданий и ложных тревог, а при повышении — к левому верх­нему его углу (где попадания часты, а лож­ные тревоги редки — рис. 3.4).

Каждое значение критерия принятия
решения соответствует крутизне кривой
РХ в данной точке и определяется танген­
сом угла наклона касательной к кривой в
этой точке (см. рис. 3.3) (что соответствует
производной в этой точке). Теоретическое
значение критерия (Ь) рассчитывается на
основе априорных вероятностей сигнала и
шума и стоимостей всех четырех типов
ответов. Для оценки эмпирических значе­
ний критерия существует ряд показателей
(см. ниже и в подразд. 3.1.4). Сенсорная
чувствительность наблюдателя d'

(«detectability» — обнаружимость) соответ­ствует расстоянию между средними рас­пределений шума и сигнала в единицах стандартного отклонения (оно принима­ется равным для обоих распределений).

3.1. Психология сенсорных процессов. Психофизика

 

 

Р(Н)

P(FA)

Р(Н)

 

P(FA)

I

 

Рис. 3.3. Теоретический вид рабочей характеристики наблюдателя (РХ)

р(Н) — вероятности попаданий; p(FA) — вероят­ности ложных тревог. Дуга РХ строится по точкам, характеризующим различные положения критерия наблюдателя в эксперименте

На основе экспериментальных данных d' вычисляется как z_s— z_n — разность норми­рованных отклонений (найденных по таблицам нормального распределения плотностей вероятностей) частот и попа­даний ложных тревог. Используются и дру­гие меры чувствительности (см. [2] и под-разд. 3.1.4 этой главы). Согласно SDT, для оценки чувствительности без оценки динамики критерия рекомендуется третий метод, также разработанный на основе этой теории - - «вынужденный выбор» (выбор испытуемым одного из двух интер­валов наблюдения, где, по его мнению, был сигнал). Принимается, что критерий в этой процедуре стабилен, поэтому чувст­вительность оценивается точнее. (Однако позднее получены данные о нестабиль­ности критерия в вынужденном выборе и более устойчивых индексах чувствитель­ности в методе «да—нет» [Войтенко, 1989; Дубровский, Лови, 1995, 1996].)

Современные концепции дискретности сенсорного ряда

Эти концепции подробно охарактери­зованы в литературе [2, 3, 7], поэтому представим их кратко. Крупнейшей после Фехнера пороговой концепцией явилась нейроквантовая теория [von Bekesy, 1930— 1936; Stevens et al., 1941]. В ней сенсорный эффект связан с работой гипотетических

Рис. 3.4. Рабочие характеристики наблюдателя, соответствующие различным величинам чувстви­тельности, т. е. возрастанию индекса d' начиная от 0 (случайного угадывания)

функциональных единиц в сенсорной сис­теме — нейроквантов, или NQ. Каждый NQ срабатывает, как только раздражение достигает его порогового уровня. В зави­симости от силы раздражителя активиру­ется различное число NQ в единицу времени, чем и определяется разная ин­тенсивность ощущений. В результате теория предполагает прямолинейную фор­му психометрической функции, в отличие от обычной S-образной. Линейные функ­ции были получены авторами в экспери­ментах, но впоследствии обнаруживались крайне редко, так как они требуют подав­ления всех шумов.

Развитие теории обнаружения сигнала привело к появлению новых пороговых концепций, использующих предложенную метрику сенсорного пространства (в виде стандартного отклонения нормального распределения шумовых сенсорных эф­фектов) и признающих ложные тревоги закономерными ответами наблюдателя (в отличие от классической психофизики). В высокопороговой теории [Blackwell, 1953] предполагается, что ощущение может вызвать только сигнал, но не шум, т. е. порог располагается выше среднего значе­ния шума, сенсорный эффект от которого не может превзойти порог. В результате ложные тревоги на сенсорной основе невозможны, поэтому они считаются след­ствием угадывания. РХ имеет вид прямой линии. В теориях же низкого порога,

3.1. Психология сенсорных процессов. Психофизика

 

 

темы (изменение сенсорного эффекта при повторении стимула) и нормальность рас­пределения сенсорных эффектов, т. е. ис­пользуется модель сенсорного рассеяния Терстона. Найдена возможность оценки абсолютных слуховых порогов на основе дифференциальных, т. е. сложная проблема пороговых измерений сведена к более простой. Установлено индивидуальное постоянство дисперсии сенсорных эффек­тов, которую автор вычленяет из диспер­сии психометрической функции разра­ботанным им способом по учету скачков критерия. На этой основе автор делает вывод об индивидуальной стабильности чувствительности. Теория предполагает пороговый принцип работы сенсорной системы, однако детально он проработан позднее (см. об этом ниже, так же как о трактовке процесса решения).

Стохастическая рекуррентная модель обнаружения сигнала

Модель является выражением принци­пиального отхода от одномерного пред­ставления об однокачественных сенсорных впечатлениях, линейно расположенных на единой сенсорной оси (как это принято в классической психофизике и SDT). Раз­работано представление о сенсорных эффектах, локализованных в многомерном сенсорном пространстве (в развитие мо­дели SDT).

Это модель векторного описания про­цесса обнаружения [Забродин, 1970—1971]. Мгновенные значения сенсорных эффек­тов сигнала и шума представляются векто­рами в ^-мерном сенсорном пространстве, где k — число меняющихся векторов. Так как эти значения меняются во времени, они образуют два замкнутых объема в дан­ном пространстве. Задача наблюдателя -найти криволинейную поверхность сече­ния для пересекающейся части объемов, т. е. геометрическое место точек, где окан­чивается вектор их деления в разные моменты наблюдения. Предложен стохас­тический рекуррентный алгоритм вычис­ления вектора деления, характеризующий не только результат, но и временную ди­намику обнаружения: величины сенсор-

ного эффекта, критерия оптимальности, шагов наблюдения, адаптации и научения. При разных значениях этих параметров, проверенных экспериментально, модель дает РХ, соответствующую либо SDT, либо теориям Блеквелла или Льюса, т. е. оказы­вается, что эти теории не исключают друг друга, но описывают в различных услови­ях разные режимы работы наблюдателя. Возможность переменной чувствитель­ности сенсорной системы — принципиаль­ное следствие модели (сходной в этом с моделью Аткинсона, (1963), на основе которой автор далее разработал системно-динамическую концепцию процессов обнаружения и различения. Они принци­пиально нестационарны в обеих своих основных подсистемах — когнитивной (не­стационарность отображения стимульной информации в сенсорное пространство, собственная динамика сенсорных образов, непостоянство чувствительности при сме­щениях критерия — в отличие от модели Индлина) и решающей (см. ниже).

Модели принятия решения с научением в обнаружении и различении

В представленных концепциях обнару­жения и различения, которые разрабо­таны на основе методологии SDT, был сделан важный шаг в описании процессов принятия решения в этих задачах.

В рамках теории обнаружения сигнала характеристики процесса решения полага­ются стационарными в ходе всего опыта — заданными несенсорной информацией (о вероятностях стимулов и стоимостях ответов), которая дается наблюдателю в начале опыта и не зависит от последова­тельности стимулов и ответов. Такая за­висимость обосновывается в ряде моделей с обучением наблюдателя [Luce, 1963; Atkinson, 1963]. Эти модели фокусируют анализ на динамике процесса решения в ходе опыта как результате научения наблю­дателя по мере вхождения в задачу: при постепенном усвоении несенсорной ин­формации и оптимизации процесса реше­ния на ее основе. Здесь особое значение придается обратной связи о правильности

3. ПОЗНАНИЕ И ОБЩЕНИЕ

 

 

ответов субъекта, которую он получает от экспериментатора в процессе или в конце опыта. Она жестко детерминирует смеще­ние критерия наблюдателя. Эти модели «с внешним научением» и теория стохас­тического научения [Bush, Mosteller, 1956], на которой они базируются, достаточно подробно описаны в литературе [1, 3].

Отечественные разработки, в отличие от зарубежных, включают как принципи­альный механизм также самообучение на­блюдателя на основе внутренней обратной связи. Оно проявляется в динамике крите­рия по мере вхождения субъекта в психо­физическую ситуацию. Так, в концепции Ю.А. Индлина (1976—1984) теоретически и экспериментально обоснованы следующие свойства решающей подсистемы. Правило решения -- сравнение субъектом после каждой пробы текущей пропорции отве­тов определенной категории (обычно -ответов «да») с ожидаемой пропорцией и в случае их неравенства — смещение кри­терия ответов для компенсации этого рас­хождения в последующих ответах. Таким образом, критерий динамичен. Наблюда­тель самообучается путем формирования субъективной вероятности ответа на осно­вании предыдущих ответов и обучается путем формирования субъективной веро­ятности следующего сигнала (или шума). Следовательно, для решающей системы характерна высокая степень адаптивности.

Ю.М. Забродиным (1976-1977) разра­ботана концепция адаптивного субопти­мального наблюдателя, в которой обосно­вана принципиальная нестационарность поведения человека в сенсорных задачах. Для решающей подсистемы — это вариа­тивность критериев оптимальности и наблюдателя, правил решения. Субоптималь­ность проявляется в том, что наблюдатель изменяет эти компоненты решения, про­гнозируя характер ближайших сигналов. То есть, в ходе решения наряду с его научением под влиянием внешней несен­сорной информации происходит и само­обучение путем усвоения объективных и формирования субъективных вероятностей стимуляции и своих ответов, учета их значимости. В результате происходит адап­тивный переход от первоначально приня­того критерия к оптимальному в данной

задаче (см. ниже). Сформулирована кон­цепция организации процессов принятия решения по иерархическим уровням: а) определение рода критерия оптималь­ности — I или II; б) выбор вида критерия оптимальности на основе стоимостей исходов решения; в) выбор, исходя из установленного критерия оптимальности, конкретного правила решения (правила оценки вероятности присутствия сигнала в наблюдении); г) размещение критерия наблюдателя (разделяющей границы -одной или нескольких) на оси сенсорных эффектов; д) перемещение критерия на­блюдателя по этой оси под влиянием переменных ситуации.

Критерии оптимальности решения

Критерий оптимальности (КО), т. е.
качества решения, — мера эффективности
решения, которая детерминируется его
целью и в соответствии с ней отражает
также предпочтительность способов и
результатов деятельности. КО задается: либо
инструкцией об априорных вероятностях
сигнала и шума и о стоимостях каждого
из четырех типов ответов наблюдателя
(попаданий, ложных тревог, покоя и про­
пусков сигнала) — суммах выигрыша за
верные решения и проигрыша — за оши­
бочные; либо обратной связью о правиль­
ности ответов; либо же вся эта информа­
ция усваивается им самостоятельно в ходе
решения. Соотношения вероятностей
одинаковым образом, а стоимостей -
по-разному задаются различными

математическими моделями деятельности наблюдателя, что и определяет отличие видов КО друг от друга. Существуют следующие классификации КО:

1. Ю.М. Забродин выделяет четыре вида КО: один обобщенный в двух вари­антах, SDT и Бэйеса, и три частных.

Критерий SDT: цель решения — мак­симизировать выигрыш. Стоимости вер­ных ответов положительные (либо нуле­вые), ошибочных — отрицательные (либо нулевые). Наблюдатель должен учитывать их все для вынесения максимально выиг­рышного суждения.

3.1. Психология сенсорных процессов. Психофизика

 

 

К = Ps x P(Y/s) x C(Y/s) - Ps x P(N/s) x

x C(N/s) + Pn x P(N/n) x C(N/n) -

- Pn x P(Y/n) x C(Y/n),

где К — КО по SDT, Ps — априорная веро­ятность появления сигнала, Рп — априор­ная вероятность появления шума, P(Y/s) — вероятность попаданий, P(Y/n) — вероят­ность ложных тревог, P(N/s) — вероятность пропусков, P(N/n) -- вероятность покоя, C(Y/s) — стоимость попадания, C(Y/n) -стоимость ложной тревоги, C(N/s) — стои­мость пропуска, C(N/n) — стоимость покоя.

Критерий Бэйеса: цель решения -минимизировать проигрыш (средний риск). Стоимости верных ответов нулевые, оши­бочных — отрицательные, что побуждает наблюдателя ориентироваться преиму­щественно на ошибки.

Критерии SDT и Бэйеса близки по смыслу (игровые) и цели решения (мак­симизировать выигрыш и минимизировать проигрыш). Поэтому они обычно объеди­няются в один общий класс критериев. Как частные случаи КО (по SDT и Бэйесу) рассматриваются:

критерий Неймана—Пирсона: цель ре­шения -- минимизировать вероятность ошибок одного рода (обычно — пропус­ков) при фиксации вероятности ошибок другого рода (обычно — ложных тревог). В таком типичном случае стоимость лож­ных тревог отличается от стоимостей трех остальных исходов, которые равны между собой. Информацию о стоимостях и ап­риорных вероятностях сигнала и шума наблюдатель может достоверно не знать (лишь допускать ее). В этом случае исполь­зование данного критерия оптимально. Так обычно работает необученный наблюда­тель, поддерживая уровень ложных тревог постоянным, независимо от характера сигнального распределения;

минимаксный критерий: цель реше­ния - - минимизировать максимальные ошибки обоего рода. Оптимален в случаях, когда наблюдатель не знает априорных вероятностей сигнала и шума и ориенти­руется на усвоенные им в ходе наблюдения их аналоги, стремясь уравнять вероятности обеих ошибок.

2. Дж. Иган [9] аналогично выделяет критерии SDT, Неймана—Пирсона, мини-

максный, а также критерий Зигерта: цель решения - - максимизировать процент правильных ответов. Стоимости верных ответов равны стоимостям ошибочных, поэтому наблюдатель максимизирует как ожидаемый выигрыш, так и долю правиль­ных ответов.

3. Ю.П. Леонов [13] выделяет три вида
КО: Байеса (обобщенный) и две его разно­
видности: Неймана—Пирсона и идеального
наблюдателя (цель решения — минимизи­
ровать полную вероятность ошибки).

4. Ю.М. Забродин (1976, 1977) помимо
этого разделяет два рода КО. Критерий
I рода: цель решения — минимизировать
субъективную неопределенность входной
информации, т. е. расстояние от центров
образов шумового и сигнального распре­
делений до разделяющей их границы (кри­
терия наблюдателя). Это информационный
критерий, наиболее естественный для
человека: ответы на основе априорной
информации (физических и вероятностных
свойств сигналов) и апостериорной (веро­
ятностей ответов). КО II рода: цель реше­
ния — достичь максимально устойчивой
деятельности в указанном минимальном
расстоянии. Это игровой КО: ориентация
на стоимости ответов. Обычно необученный
наблюдатель вначале использует критерий
I рода, далее же, усвоив информацию о
стоимостях, — критерий II рода, выбирая
вид КО в рамках критерия II рода. Таким
образом, процесс решения представляется
иерархическим.

Критерий наблюдателя